2.3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 同步训练 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动（专题训练） 一．涡流的原理、应用与防止（共6小题） 二．电磁灶的结构和原理（共5小题） 三．（共4小题） 四．（共7小题） 五．电磁驱动（共5小题） 一．涡流的原理、应用与防止（共6小题） 1．关于电磁感应的应用，下列说法正确的是（    ） A．真空冶炼炉可以对非金属直接加热 B．金属物品通过安检门时会产生涡流，涡流的磁场影响报警器使其报警 C．电磁炉是利用电磁感应原理，使锅内的水直接产生热量 D．电磁弹射系统是利用导体切割磁感线产生动生电动势 2．下列关于电磁现象的说法中，正确的是（　　） A．图甲中，转动蹄形磁铁时，原来静止的铝框不会随磁铁转动 B．图乙中，金属线圈对条形磁铁的振动没有影响 C．图丙中，两个相同的小磁体由静止穿过等长的铝管和塑料管所用时间相等 D．图丁中，线圈通入高频交流电时，金属内部形成涡流产生大量热量使其熔化 3．如图所示，带电粒子（不计重力）在以下四种器件中运动，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，无论是电子还是质子从左向右水平射入速度选择器中均可能做匀速直线运动 B．乙图中由静止释放的磁块在竖直铝管中做自由落体运动 C．丙图中通过励磁线圈的电流越大，粒子就能获得更大的动能 D．丁图中只要增大加速电压，粒子就能获得更大的动能 4．（多选）1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是（　　） A．圆盘内的涡流产生的磁场导致磁针转动 B．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化 C．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动 D．若圆盘可以绕中心轴自由转动，则转动小磁针，圆盘也会跟着转动 5．（多选）电磁感应知识及其应用的下列说法正确的是（　　） A．楞次定律告诉我们，感应电流的效果总是要反抗引起感应电流的原因 B．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁驱动的作用 C．金属探测器是利用涡流工作的，而变压器铁芯用硅钢片替代是为了减小涡流 D．对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈中产生的自感电动势一定越大 6．如图所示，进飞机场、火车站之前，旅客都要过一道安检门，用来检查旅客是否随身携带金属物品，包括枪支、管制刀具等。要是携带了金属物品，安检门就会发出声光警报信号。安检门又称金属探测门，实际上是一种金属探测器，在安检门的两侧装有能发射和接收交变电磁场的仪器。一定频率的交变电流通过线圈产生变化的磁场，该磁场在金属物体内部感生涡电流，接收传感器检取涡电流发射的电磁波信号，再经过电路放大处理，便能以声光形式报警。试列举金属探测器的实际应用。 二．电磁灶的结构和原理（共5小题） 7．下列关于电磁学现象的解释，正确的是（　　） A．安培力是洛伦兹力的宏观表现，因此两者方向总相同 B．电磁炉加热食物时，锅底发热是因金属内部自由电荷受洛伦兹力做定向运动 C．闭合线圈靠近磁铁时产生感应电流，其方向总是阻碍线圈与磁铁的相对运动 D．金属探测器利用涡流原理，工作时探测线圈中通入恒定电流以提高灵敏度 8．电磁技术的应用非常广泛：图甲是磁流体发电机的原理图、图乙是回旋加速器的示意图、图丙是磁电式电流表的内部结构、图丁是利用电磁炉加热食物。下列说法正确的是（　　） A．磁流体发电机的A板是电源的正极，B板是电源的负极 B．通过增大回旋加速器狭缝间的电压，可使粒子获得的最大动能增大 C．磁电式电流表中的铝框可使指针较快停止摆动，这是利用了电磁阻尼的原理 D．将电磁炉的电源换成电动势更大的直流电源，可以增加锅具的发热功率 9．某同学制作了一个简易电磁炉，其结构简图如图所示。在线圈上放置一盛有冷水的金属杯，接通交流电源，一段时间后杯内的水就会沸腾起来。下列说法正确的是（　　） A．简易电磁炉工作时，在金属杯底部产生涡流 B．使用陶瓷器皿，不影响简易电磁炉加热效果 C．仅减小交流电的频率，简易电磁炉的功率增大 D．若在输入端接恒定电流，简易电磁炉仍能正常工作 10．（多选）如图所示，底部是一个电磁炉，是常见的家庭厨房用具，其内部包含线圈，外部为绝缘面板，工作时上方放置铁锅，接通电源，便能加热炒菜。现将连接灯泡的多匝线圈平行放在电磁炉面板上，把盛水的钢盆置于线圈中间，接通电磁炉开关后，灯泡即可点亮，关于电磁炉及此现象下列说法正确的是（　　） A．电磁炉接恒定电流，灯泡也能发光 B．灯泡点亮，是电磁炉线圈中变化的电流产生的磁场穿过灯泡线圈产生感应电流产生的 C．如果把灯泡去掉，上面线圈闭合，线圈匝数变为n倍，忽略磁损，其它条件不变，接通电源，线圈产生的感应电动势变为原来n倍 D．如果把灯泡去掉，上面线圈闭合，线圈匝数变为n倍，忽略磁损，其它条件不变，接通电源，线圈产生的感应电流变为原来n倍 11．(1)如图所示是电磁炉的锅的工作原理图，电磁炉具为什么用平底的铁锅？涡流发生时，伴随着哪些能量发生转化？ (2)增大线圈中的电流，能否很好的提高电磁炉的加热效果？ 三．（共4小题） 12．考生进入考场时，监考老师会用金属探测器对考生进行检查，当探测器靠近金属块时就会发出警报。下列说法正确的是（　　） A．探测器靠近金属块时，会在金属块内形成涡流 B．探测器仅由金属线圈构成，无电源及其他电阻 C．探测器内的感应电流越小，探测器越灵敏 D．探测器利用了电磁驱动原理 13．下列关于电磁现象的说法中，正确的是（　　） A．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成是为了增大涡流 B．搬运电流表时将正负接线柱用导线连在一起是利用了电磁阻尼的原理 C．机场用于安全检查的安全门能够检查出毒贩携带的毒品 D．摇动手柄使蹄形磁铁转动时，铝框会和磁铁同向转动且转得比磁铁快 14．考生人场时，监考老师要用金属探测器对考生进行安检后才允许其进入考场。当探测器靠近任何金属材料物体时，就会发出警报；靠近非金属物体时则不发出警报。关于探测器工作原理，下列说法正确的是（　　） A．探测器利用的是静电感应现象 B．探测器利用的是涡流现象 C．探测器利用发射和接收电磁波进行工作的 D．探测器利用的是磁场对金属的吸引作用 15．（多选）电磁学知识在科技生活中有广泛的应用，下列相关说法正确的是（    ） A．图甲中动圈式扬声器的工作原理是电磁感应 B．图乙中线圈产生的自感电动势有时会大于原来电路中的电源电动势 C．图丙中自制金属探测器是利用地磁场来进行探测的 D．图丁中磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，目的是增加电磁阻尼的作用 四．（共7小题） 16．上海慧眼（图甲）是中国自主研制开发的世界上首个电涡流摆式调谐质量阻尼器，是中国一项创新技术。其功能是强风来袭摩天大楼晃动时，通过摆动可以削减高层晃动，帮助超高层建筑保持楼体稳定和安全。阻尼器的原理可用图乙表示：摆锤的底部附着永磁体，一起在导体板的上方摆动，导体板内产生涡流。下列说法正确的是（    ） A．导体板中产生的电流大小不变 B．阻尼器将机械能转化为内能 C．将整块的导体板分割成多块，阻尼效果更好 D．利用这一装置所揭示的原理可制成电动机 17．如图所示，电磁涡流制动是一种非接触的制动方式，其原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是（    ） A．制动过程中，导体不会产生热量 B．线圈电流一定时，导体运动的速度越大，制动力就越大 C．如果导体反向转动，此装置将不起制动作用 D．制动力的大小与线圈中电流的大小无关 18．如图甲乙，电阻不可忽略的两个相同铜盘的边缘用电阻不计的导电材料包裹，圆盘可绕固定点在竖直面内转动。用导线将导电圆盘、电阻和开关连接成闭合回路，除电磁阻尼外忽略一切阻力。在甲图、之间的部分区域内存在水平向右的匀强磁场。在乙图圆盘所在区域内充满水平向右的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小均为，且磁场区域固定，两圆盘以相同角速度开始旋转，则（    ） A．若断开开关和，甲图中的圆盘会减速转动并最终静止 B．若断开开关和，乙图中的圆盘会减速转动并最终静止 C．若闭合开关和，甲图中的圆盘保持匀速转动 D．若闭合开关和，乙图中的圆盘保持匀速转动 19．关于以下四幅图说法正确的是（　　） A．图甲，将开关断开时，灯泡A立刻熄灭 B．图乙，磁铁转动，则铝框会同向转动，且与磁铁转得一样快 C．图丙，两相同的小磁体由静止穿过等长的铝管比塑料管所用时间长 D．图丁，电子感应加速器中电磁感应线圈中的电流由大变小，可使电子逆时针加速 20．（多选）关于以下四幅图所描述的物理情景，说法正确的是（　　） A．图1为一个电容器，外壳上标注的电压小于击穿电压 B．图2中强磁体从带有裂缝的铝管中由静止下落（不计空气阻力），可视做自由落体运动 C．图3为磁电式电流表的内部结构，若用导线连接电表正负极且以恒定角速度转动线圈，能在闭合回路中产生正弦交流电 D．图4中高频交流电源电压越大，粒子打出回旋加速器所用时间越少 21．（多选）如图甲所示是磁电式电表内部结构示意图，蹄形磁体的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以绕轴转动的铝框，在铝框上绕有铜线圈。电表指针固定在铝框上，可与线圈一起转动，线圈的两端分别接在两个螺旋弹簧上，被测电流经过这两个弹簧流入线圈。蹄形磁体与铁芯间的磁场可看作是均匀辐射分布的，如图乙所示，无论线圈转到什么位置，线圈平面总与线圈所在磁场的方向平行。则（　　） A．磁电式电表的原理是通电线圈在磁场中因受安培力而转动 B．改变线圈中电流的方向，指针会反向偏转 C．减少线圈的匝数可以提高电表的灵敏度 D．用塑料框代替铝框，在使用电表时可以使指针更迅速稳定在示数位置上 22．某同学为了验证楞次定律，利用实验室中的器材，制作了简易的实验装置，如图甲所示，将线圈套在长玻璃管上，线圈的两端与电流传感器（可看作理想电流表）相连。将强磁铁（N极向下）从长玻璃管上端由静止释放，磁铁下落过程中将穿过线圈。实验观察到如图乙所示的感应电流随时间变化的图像。 (1)从俯视角度看线圈，在t1~t2时间内通过线圈电流方向为___________（顺时针、逆时针）。 (2)若将磁铁两极翻转后重复实验，流进电流表电流方向___________（会、不会）发生变化。 (3)若将线圈的位置不变，匝数加倍，让同一磁铁从同一位置下落，电脑图像中显示有电流的时间区间___________（会、不会）变长。 五．电磁驱动（共5小题） 23．关于以下四幅图，说法正确的是（　　） A．图甲中，摇动手柄使蹄形磁铁转动，铝框会向相反方向转动 B．图乙是真空冶炼炉，利用涡流原理使金属熔化 C．图丙是速度选择器，不同速度的带电粒子均能从M到N沿直线匀速通过 D．图丁，把一根柔软的金属弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后弹簧静止不动 24．如图甲所示是一个“简易电动机”，一节5号干电池的正极向上，一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，将一段裸铜导线弯成图中所示形状的线框，线框上端的弯折位置与正极良好接触，下面弯曲的两端与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会转动起来。该“简易电动机”的原理图如图乙所示，关于该“简易电动机”，下列说法正确的是（　　） A．线框①、②两部分导线电阻在电路中是串联关系 B．从上往下看，该“简易电动机”顺时针旋转 C．其工作原理是导线切割磁感线产生感应电流从而使导线框受到安培力而转动 D．电池消耗的电能全部转化为线框的动能 25．（多选）图甲为无线磁力搅拌杯，其工作原理如图乙所示，杯体底部安装通电线圈，相关电路控制线圈电流从而产生一个逆时针旋转的磁场（俯视图），杯内中心放置一搅拌金属粒，在旋转磁场作用下金属粒也产生旋转，从而达到搅拌杯内溶液的效果。通电搅拌时，以下说法正确的是（　　） A．金属粒中会产生感应电流 B．金属粒内不会产生焦耳热 C．金属粒旋转方向与磁场旋转方向相同 D．加大磁场旋转速度，则金属粒旋转速度也加大 26．（多选）如图所示，在O点正下方有一个有理想边界的匀强磁场，铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．A、B两点在同一水平线 B．A点高于B点 C．铜环最终将做等幅摆动 D．最终环将静止于最低点 27．如图所示为生产中常用的一种延时继电器的示意图．铁芯上有两个线圈A和B、线圈A跟电源连接，线圈B的两端接在一起，构成一个闭合电路．在断开开关S的时候，线圈A中电流变小至消失时，铁芯中的磁通量_____（选填“减小”、“增大”），从而在线圈_____（选填“A”、“B”）中产生感应电流，此感应电流的磁场要阻碍原磁场的变化，这样就使铁芯中的磁场减弱得_____（选填“快”、“慢”）些，从而弹簧K并不能立即将衔铁D拉起，而使触头C（连接工作电路）立即离开，而是过一小段时间后才执行这个动作． 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动（专题训练） 一．涡流的原理、应用与防止（共6小题） 二．电磁灶的结构和原理（共5小题） 三．（共4小题） 四．（共7小题） 五．电磁驱动（共5小题） 一．涡流的原理、应用与防止（共6小题） 1．关于电磁感应的应用，下列说法正确的是（    ） A．真空冶炼炉可以对非金属直接加热 B．金属物品通过安检门时会产生涡流，涡流的磁场影响报警器使其报警 C．电磁炉是利用电磁感应原理，使锅内的水直接产生热量 D．电磁弹射系统是利用导体切割磁感线产生动生电动势 【答案】B 【详解】A．真空冶炼炉利用涡流的热效应加热，涡流只能在导电的金属材料中产生，无法直接加热非金属，故A错误； B．安检门通有交变电流产生交变磁场，金属物品通过时内部会感应出涡流，涡流的磁场反过来改变安检门原有磁场的分布，触发报警器报警，故B正确； C．电磁炉利用电磁感应使金属锅体产生涡流发热，再将热量传递给锅内的水，故C错误； D．电磁弹射系统的工作原理是通电导体在磁场中受安培力作用获得推力，并非利用导体切割磁感线产生动生电动势，故D错误。 故选B。 2．下列关于电磁现象的说法中，正确的是（　　） A．图甲中，转动蹄形磁铁时，原来静止的铝框不会随磁铁转动 B．图乙中，金属线圈对条形磁铁的振动没有影响 C．图丙中，两个相同的小磁体由静止穿过等长的铝管和塑料管所用时间相等 D．图丁中，线圈通入高频交流电时，金属内部形成涡流产生大量热量使其熔化 【答案】D 【详解】A．当摇动手柄使得蹄形磁铁转动时，根据电磁驱动原理可知，铝框会同方向转动，故A错误； B．振动的条形磁铁在金属线圈中产生感应电流，感应电流对磁铁的相对运动有阻碍作用，使条形磁铁快速停下来，利用了电磁阻尼规律，故B错误； C．穿过塑料管的小磁体，只受重力作用，做的是自由落体运动。穿过铝管的小磁体，由于磁体在铝管中运动的过程中，铝管产生感应电流，则小磁体受到重力和向上的电磁阻力作用，小磁体在铝管中运动的加速度小于重力加速度，所以小磁体在塑料管中的运动时间小于在铝管中的运动时间，故C错误； D．真空冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时，由于电磁感应会在金属内部产生很大的涡流使金属产生大量热量使炉内金属熔化，从而冶炼金属，故D正确。 故选D。 3．如图所示，带电粒子（不计重力）在以下四种器件中运动，下列说法正确的是（　　） A．甲图中，无论是电子还是质子从左向右水平射入速度选择器中均可能做匀速直线运动 B．乙图中由静止释放的磁块在竖直铝管中做自由落体运动 C．丙图中通过励磁线圈的电流越大，粒子就能获得更大的动能 D．丁图中只要增大加速电压，粒子就能获得更大的动能 【答案】A 【详解】A．若粒子能从左向右水平射入速度选择器中做匀速直线运动，则 所以 由此可知，速度选择器选择的是粒子的速度大小和方向，与粒子的电性、质量、电荷量无关，故A正确； B．乙图中由静止释放磁块，竖直铝管中产生感应电流，感应电流产生的磁场对磁铁有力的作用，所以磁铁既受重力，也受磁场力，不是做自由落体运动，故B错误； C．丙图中通过励磁线圈的电流越大，线圈产生的磁场越强，由于洛伦兹力对粒子不做功，所以粒子的动能不变，故C错误； D．图丁中，当粒子运动半径等于D型盒半径时具有最大速度，即 所以 粒子的最大动能为 由此可知，最大动能与加速电压无关，故D错误。 故选A。 4．（多选）1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是（　　） A．圆盘内的涡流产生的磁场导致磁针转动 B．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化 C．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动 D．若圆盘可以绕中心轴自由转动，则转动小磁针，圆盘也会跟着转动 【答案】AD 【详解】A．圆盘在磁针的磁场中旋转时，磁针的磁场会使圆盘的不同区域切割磁感线，圆盘内会产生涡流。 根据楞次定律可知，涡流产生的磁场会阻碍圆盘与磁针之间的相对运动，从而使磁针转动，故A正确； B．对于整个圆盘，穿入圆盘的磁通量与穿出圆盘的磁通量相互抵消，总磁通量始终为零，不会因为圆盘的转动而发生变化，故B错误； C．圆盘本身呈现电中性，圆盘转动不会产生电流，导致磁针转动的是涡流，而非自由电子随圆盘转动形成的电流，故C错误； D．力的作用是相互的，当转动小磁针时，其变化的磁场会在圆盘中感应出涡流，涡流产生的磁场会与小磁针相互作用，从而使圆盘跟着转动，故D正确。 故选AD。 5．（多选）电磁感应知识及其应用的下列说法正确的是（　　） A．楞次定律告诉我们，感应电流的效果总是要反抗引起感应电流的原因 B．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁驱动的作用 C．金属探测器是利用涡流工作的，而变压器铁芯用硅钢片替代是为了减小涡流 D．对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈中产生的自感电动势一定越大 【答案】AC 【详解】A．感应电流的效果总是要反抗引起感应电流的原因，故A正确； B．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用，故B错误； C．金属探测器是利用涡流工作的，而变压器铁芯用硅钢片替代是为了减小涡流，故C正确； D．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中产生的自感电动势一定越大，故D错误。 故选AC 。 6．如图所示，进飞机场、火车站之前，旅客都要过一道安检门，用来检查旅客是否随身携带金属物品，包括枪支、管制刀具等。要是携带了金属物品，安检门就会发出声光警报信号。安检门又称金属探测门，实际上是一种金属探测器，在安检门的两侧装有能发射和接收交变电磁场的仪器。一定频率的交变电流通过线圈产生变化的磁场，该磁场在金属物体内部感生涡电流，接收传感器检取涡电流发射的电磁波信号，再经过电路放大处理，便能以声光形式报警。试列举金属探测器的实际应用。 【详解】金属探测器是一种应用广泛的探测器。是用于探测金属的电子仪器，可应用于多个领域。在军事上，金属探测器可用于探测金属地雷；在安全领域，可以探测随身携带或隐藏的武器与作案工具等。 二．电磁灶的结构和原理（共5小题） 7．下列关于电磁学现象的解释，正确的是（　　） A．安培力是洛伦兹力的宏观表现，因此两者方向总相同 B．电磁炉加热食物时，锅底发热是因金属内部自由电荷受洛伦兹力做定向运动 C．闭合线圈靠近磁铁时产生感应电流，其方向总是阻碍线圈与磁铁的相对运动 D．金属探测器利用涡流原理，工作时探测线圈中通入恒定电流以提高灵敏度 【答案】C 【详解】A．安培力是导体中所有自由电荷所受洛伦兹力的宏观合力，但单个电荷的洛伦兹力方向可能不同（如正负电荷运动方向相反），因此安培力方向与单个洛伦兹力方向未必相同，故A错误； B．电磁炉利用交变磁场在金属锅底产生涡流，涡流由变化的磁场感生电场驱动电荷运动，而非仅由洛伦兹力导致定向运动，故B错误。 C．根据楞次定律，闭合线圈靠近磁铁时，感应电流的磁场方向总是阻碍线圈与磁铁的相对运动（如靠近时表现为斥力），故C正确。 D．金属探测器需通入交变电流以产生变化的磁场，从而在金属中激发涡流；若通恒定电流，磁场不变化，无法产生涡流，灵敏度为零，故D错误。 故选C。 8．电磁技术的应用非常广泛：图甲是磁流体发电机的原理图、图乙是回旋加速器的示意图、图丙是磁电式电流表的内部结构、图丁是利用电磁炉加热食物。下列说法正确的是（　　） A．磁流体发电机的A板是电源的正极，B板是电源的负极 B．通过增大回旋加速器狭缝间的电压，可使粒子获得的最大动能增大 C．磁电式电流表中的铝框可使指针较快停止摆动，这是利用了电磁阻尼的原理 D．将电磁炉的电源换成电动势更大的直流电源，可以增加锅具的发热功率 【答案】C 【详解】A．图甲中，根据左手定则可知正离子向下偏转，负离子向上偏转，则B板带正电，A板带负电，B板是电源的正极，A板是电源的负极，故A错误； B．当粒子在磁场中的轨道半径等于D形盒半径时，粒子的动能最大，则有 可得粒子获得的最大动能为 可知增大回旋加速器狭缝间的电压，不能使粒子获得的最大动能增大，故B错误； C．磁电式仪表中的铝框可使指针较快停止摆动，是利用了电磁阻尼的原理，故C正确； D．电磁炉使用交流电作为电源，则将电磁炉的电源换成电动势更大的直流电源，锅具无法发热，故D错误。 故选C。 9．某同学制作了一个简易电磁炉，其结构简图如图所示。在线圈上放置一盛有冷水的金属杯，接通交流电源，一段时间后杯内的水就会沸腾起来。下列说法正确的是（　　） A．简易电磁炉工作时，在金属杯底部产生涡流 B．使用陶瓷器皿，不影响简易电磁炉加热效果 C．仅减小交流电的频率，简易电磁炉的功率增大 D．若在输入端接恒定电流，简易电磁炉仍能正常工作 【答案】A 【详解】AB．交流电源产生变化的磁场，通过金属杯的磁通量发生变化而产生涡流，利用涡流来加热食物或者水，如果将金属杯换作陶瓷器皿，将不能再产生涡流，即简易电磁炉不能正常工作，A正确，B错误； C．仅减小交流电的频率，根据法拉第电磁感应定律可知，涡流减小，简易电磁炉的功率减小，C错误； D．输入端接恒定电流，无法产生感应电流，电磁炉不能正常工作，D错误。 故选A。 10．（多选）如图所示，底部是一个电磁炉，是常见的家庭厨房用具，其内部包含线圈，外部为绝缘面板，工作时上方放置铁锅，接通电源，便能加热炒菜。现将连接灯泡的多匝线圈平行放在电磁炉面板上，把盛水的钢盆置于线圈中间，接通电磁炉开关后，灯泡即可点亮，关于电磁炉及此现象下列说法正确的是（　　） A．电磁炉接恒定电流，灯泡也能发光 B．灯泡点亮，是电磁炉线圈中变化的电流产生的磁场穿过灯泡线圈产生感应电流产生的 C．如果把灯泡去掉，上面线圈闭合，线圈匝数变为n倍，忽略磁损，其它条件不变，接通电源，线圈产生的感应电动势变为原来n倍 D．如果把灯泡去掉，上面线圈闭合，线圈匝数变为n倍，忽略磁损，其它条件不变，接通电源，线圈产生的感应电流变为原来n倍 【答案】BC 【详解】A．电磁炉利用的是电磁感应的互感现象，故需要用变化的磁场，而恒定电流只能产生稳定的磁场，故A错误； B．电磁炉线圈中变化的电流产生变化的磁场，从而连接灯泡的多匝线圈的磁通量发生变化，会产生感应电流，灯泡点亮，故B正确； C．线圈匝数变为n倍，由法拉第电磁感应定律，可得线圈产生的感应电动势与匝数成正比，故变为原来的n倍，故C正确； D．线圈匝数变为n倍，电阻也会变为n倍，由闭合电路欧姆定律可得，则电流保持不变，故D错误。 故选BC。 11．(1)如图所示是电磁炉的锅的工作原理图，电磁炉具为什么用平底的铁锅？涡流发生时，伴随着哪些能量发生转化？ (2)增大线圈中的电流，能否很好的提高电磁炉的加热效果？ 【详解】（1）在平底的铁锅底部产生涡流，从而使得锅底温度升高，起到加热做饭或炒菜的作用。其他形式的能转化为电能，最终转化为内能。 （2）不能，因为电磁炉的工作原理是电磁感应。 三．（共4小题） 12．考生进入考场时，监考老师会用金属探测器对考生进行检查，当探测器靠近金属块时就会发出警报。下列说法正确的是（　　） A．探测器靠近金属块时，会在金属块内形成涡流 B．探测器仅由金属线圈构成，无电源及其他电阻 C．探测器内的感应电流越小，探测器越灵敏 D．探测器利用了电磁驱动原理 【答案】A 【详解】AB．金属探测器内有金属线圈，打开探测器内的电源后，线圈中通有变化的电流，从而在空间产生变化的磁场，当探测器靠近金属块时，金属块内的磁通量发生变化而产生涡流，涡流产生的磁场又影响金属探测器内线圈的电流，从而导致探测器发出警报，故A正确，B错误； C．在同种情况下，探测器内的感应电流越大，探测器越灵敏，故C错误； D．探测器利用了电磁感应原理，故D错误。 故选A。 13．下列关于电磁现象的说法中，正确的是（　　） A．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成是为了增大涡流 B．搬运电流表时将正负接线柱用导线连在一起是利用了电磁阻尼的原理 C．机场用于安全检查的安全门能够检查出毒贩携带的毒品 D．摇动手柄使蹄形磁铁转动时，铝框会和磁铁同向转动且转得比磁铁快 【答案】B 【详解】A．在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象，要损耗能量，不用整块的硅钢铁芯，其目的是减小涡流，故A错误； B．在运输过程中，由于振动会使指针不停摆动，可能使指针损坏，将接线柱用导线连在一起，相当于把表的线圈电路组成闭合电路，在指针摆动过程中线圈切割磁感线产生感应电流，利用电磁阻尼原理，阻碍指针摆动，防止指针因撞击而变形，故B正确； C．安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品原理是：线圈中交变电流产生交变的磁场，会在金属物品产生交变的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到，可知，安检门不能检查出毒贩携带的毒品，故C错误； D．摇动手柄使蹄形磁铁转动，由电磁驱动原理可知，铝框会和磁铁同向转动，但比磁铁转的慢，故D错误。 故选B。 14．考生人场时，监考老师要用金属探测器对考生进行安检后才允许其进入考场。当探测器靠近任何金属材料物体时，就会发出警报；靠近非金属物体时则不发出警报。关于探测器工作原理，下列说法正确的是（　　） A．探测器利用的是静电感应现象 B．探测器利用的是涡流现象 C．探测器利用发射和接收电磁波进行工作的 D．探测器利用的是磁场对金属的吸引作用 【答案】B 【详解】金属探测器利用的是电磁感应现象，探测过程中工作时，当探测器靠近金属物体时，能在金属中形成涡流，进而引起探测器中线圈电流的变化，从而发出警报。 故选B。 15．（多选）电磁学知识在科技生活中有广泛的应用，下列相关说法正确的是（    ） A．图甲中动圈式扬声器的工作原理是电磁感应 B．图乙中线圈产生的自感电动势有时会大于原来电路中的电源电动势 C．图丙中自制金属探测器是利用地磁场来进行探测的 D．图丁中磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，目的是增加电磁阻尼的作用 【答案】BD 【详解】A．图甲中动圈式扬声器的工作原理是电流的磁效应，故A错误； B．图乙中线圈产生的自感电动势有时会大于原来电路中的电源电动势，故B正确； C．图丙中自制金属探测器是利用金属探测器中变化电流产生的磁场来进行探测的，故C错误。 D．图丁中磁电式仪表，把线圈绕在铝框骨架上，目的是增加电磁阻尼的作用，故D正确。 故选BD。 四．（共7小题） 16．上海慧眼（图甲）是中国自主研制开发的世界上首个电涡流摆式调谐质量阻尼器，是中国一项创新技术。其功能是强风来袭摩天大楼晃动时，通过摆动可以削减高层晃动，帮助超高层建筑保持楼体稳定和安全。阻尼器的原理可用图乙表示：摆锤的底部附着永磁体，一起在导体板的上方摆动，导体板内产生涡流。下列说法正确的是（    ） A．导体板中产生的电流大小不变 B．阻尼器将机械能转化为内能 C．将整块的导体板分割成多块，阻尼效果更好 D．利用这一装置所揭示的原理可制成电动机 【答案】B 【详解】A．摆锤摆动的快慢不断变化，导致穿过导体板的磁感应强度变化率不断变化，导体板中产生的电流大小也不断变化，故A错误； B．导体板中产生的感应电流的磁场总是阻碍摆锤的摆动，故摆锤的机械能减少，导体板中由于产生感应电流而发热，故阻尼器将机械能转化为内能，故B正确； C．将整块的导体板分割成多块，则导体板的电阻增大，感应电流减小，阻尼效果减弱，故C错误； D．该装置的原理是电磁阻尼，而电动机的原理是通电导体在磁场中受安培力，故利用这一装置所揭示的原理不能制成电动机，故D错误。 故选B。 17．如图所示，电磁涡流制动是一种非接触的制动方式，其原理是当导体在通电线圈产生的磁场中运动时，会产生涡流，使导体受到阻碍运动的制动力。下列说法正确的是（    ） A．制动过程中，导体不会产生热量 B．线圈电流一定时，导体运动的速度越大，制动力就越大 C．如果导体反向转动，此装置将不起制动作用 D．制动力的大小与线圈中电流的大小无关 【答案】B 【详解】A．制动过程中，导体在磁场中运动产生涡流，涡流在导体的电阻上会产生焦耳热，因此导体会产生热量，故A错误； B．线圈电流一定时，产生的磁场磁感应强度B一定。导体运动速度越大，切割磁感线产生的感应电动势越大，涡流I也越大。根据安培力可知，制动力（安培力）就越大，故B正确； C．如果导体反向转动，导体切割磁感线的方向改变，涡流的方向也会改变，但安培力的方向始终与导体的运动方向相反，仍然会起到阻碍运动的制动力作用，故C错误； D．线圈中电流越大，产生的磁场磁感应强度B越大。在导体运动速度一定时，感应电动势 E、涡流I以及安培力F都会增大，因此制动力的大小与线圈中电流的大小有关，故D错误。 故选B。 18．如图甲乙，电阻不可忽略的两个相同铜盘的边缘用电阻不计的导电材料包裹，圆盘可绕固定点在竖直面内转动。用导线将导电圆盘、电阻和开关连接成闭合回路，除电磁阻尼外忽略一切阻力。在甲图、之间的部分区域内存在水平向右的匀强磁场。在乙图圆盘所在区域内充满水平向右的匀强磁场，磁场的磁感应强度大小均为，且磁场区域固定，两圆盘以相同角速度开始旋转，则（    ） A．若断开开关和，甲图中的圆盘会减速转动并最终静止 B．若断开开关和，乙图中的圆盘会减速转动并最终静止 C．若闭合开关和，甲图中的圆盘保持匀速转动 D．若闭合开关和，乙图中的圆盘保持匀速转动 【答案】A 【详解】A．若断开开关和，甲图中的圆盘产生涡流，圆盘受安培力会减速转动并最终静止，故A正确； B．若断开开关和，乙图中的圆盘不会产生感应电流，不会减速转动，故B错误； C．若闭合开关和，甲图中的圆盘有涡流，电路有感应电流，可知会减速转动并最终静止，故C错误； D．若闭合开关和，乙图中点与圆盘边缘有电势差，电路产生感应电流，可知乙图中的圆盘会减速转动并最终静止，故D错误。 故选A。 19．关于以下四幅图说法正确的是（　　） A．图甲，将开关断开时，灯泡A立刻熄灭 B．图乙，磁铁转动，则铝框会同向转动，且与磁铁转得一样快 C．图丙，两相同的小磁体由静止穿过等长的铝管比塑料管所用时间长 D．图丁，电子感应加速器中电磁感应线圈中的电流由大变小，可使电子逆时针加速 【答案】C 【详解】A．图甲，将开关断开时，线圈与灯泡组成闭合回路，线圈由于自感产生感应电流，会阻碍原电流减小，灯泡A逐渐熄灭。故A错误； B．图乙，根据电磁驱动原理，当磁铁转动，铝框会同向转动，但磁铁比铝框转得快，故B错误； C．图丙，穿过塑料管的小磁体，只受重力作用，做的是自由落体运动。穿过铝管的小磁体，由于磁体在铝管中运动的过程中，铝管产生感应电流，则小磁体受到重力和向上的电磁阻力作用，小磁体在铝管中运动的加速度小于重力加速度，所以小磁体在塑料管中的运动时间小于在铝管中的运动时间，故C正确； D．图丁，磁场方向向上，电子感应加速器中电磁感应线圈中的电流由大变小，根据楞次定律，产生逆时针的涡旋电场，可使电子顺时针加速，D错误。 故选C。 20．（多选）关于以下四幅图所描述的物理情景，说法正确的是（　　） A．图1为一个电容器，外壳上标注的电压小于击穿电压 B．图2中强磁体从带有裂缝的铝管中由静止下落（不计空气阻力），可视做自由落体运动 C．图3为磁电式电流表的内部结构，若用导线连接电表正负极且以恒定角速度转动线圈，能在闭合回路中产生正弦交流电 D．图4中高频交流电源电压越大，粒子打出回旋加速器所用时间越少 【答案】AD 【详解】A．图1为一个电容器，外壳上标注的电压为额定电压，通常小于击穿电压，故A正确； B．强磁体从带有裂缝的铝管中静止下落，铝管中仍然会产生涡流效应，感应电流的磁场将会对下落的强磁体也产生阻力作用，故强磁体不做自由落体运动，故B错误； C．磁电式电流表的内部磁场为均匀辐向磁场，若用导线连接电表正负极且以恒定角速度转动线圈，能在闭合回路中产生恒定电流，故C错误； D．图4中高频交流电源电压越大，粒子加速至最大半径所需圈数越少，粒子周期一定，所以粒子打出回旋加速器所用时间越少，故D正确。 故选AD。 21．（多选）如图甲所示是磁电式电表内部结构示意图，蹄形磁体的两极间有一个固定的圆柱形铁芯，铁芯外面套有一个可以绕轴转动的铝框，在铝框上绕有铜线圈。电表指针固定在铝框上，可与线圈一起转动，线圈的两端分别接在两个螺旋弹簧上，被测电流经过这两个弹簧流入线圈。蹄形磁体与铁芯间的磁场可看作是均匀辐射分布的，如图乙所示，无论线圈转到什么位置，线圈平面总与线圈所在磁场的方向平行。则（　　） A．磁电式电表的原理是通电线圈在磁场中因受安培力而转动 B．改变线圈中电流的方向，指针会反向偏转 C．减少线圈的匝数可以提高电表的灵敏度 D．用塑料框代替铝框，在使用电表时可以使指针更迅速稳定在示数位置上 【答案】AB 【详解】A．磁电式电流表的内部，在蹄形磁铁的两极间有一个可以绕轴转动的线圈，蹄形磁铁和铁芯间的磁场均匀辐向分布，当电流通过线圈时，线圈在安培力的作用下转动，故A正确； B．改变线圈中电流的方向，线圈受力方向相反，指针会反向偏转，故B正确； C．线圈匝数减少，受到的安培力合力越小，越不容易转动，不能提高电流表的灵敏度，故C错误； D．用铝框做骨架，当线圈在磁场中转动时，导致铝框的磁通量变化，从而产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动。而塑料做骨架达不到此作用，故D错误。 故选AB。 22．某同学为了验证楞次定律，利用实验室中的器材，制作了简易的实验装置，如图甲所示，将线圈套在长玻璃管上，线圈的两端与电流传感器（可看作理想电流表）相连。将强磁铁（N极向下）从长玻璃管上端由静止释放，磁铁下落过程中将穿过线圈。实验观察到如图乙所示的感应电流随时间变化的图像。 (1)从俯视角度看线圈，在t1~t2时间内通过线圈电流方向为___________（顺时针、逆时针）。 (2)若将磁铁两极翻转后重复实验，流进电流表电流方向___________（会、不会）发生变化。 (3)若将线圈的位置不变，匝数加倍，让同一磁铁从同一位置下落，电脑图像中显示有电流的时间区间___________（会、不会）变长。 【答案】(1)逆时针 (2)会 (3)会 【详解】（1）强磁铁释放后穿过线圈的磁场先向下增强后向下减弱，则穿过线圈的磁通量先向下增加后向下减少，由楞次定律和安培定则知，从俯视角度看线圈，线圈中电流先沿逆时针方向后沿顺时针方向，结合图乙知，在时间内通过线圈电流方向为逆时针。 （2）将磁铁两极翻转后重复实验，此时穿过线圈的磁场先向上增强后向上减弱，则穿过线圈的磁通量先向上增加后向上减少，由楞次定律和安培定则知，从俯视角度看线圈，线圈中电流先沿顺时针方向后沿逆时针方向，可见流进电流表电流方向会发生变化。 （3）若将线圈的位置不变，匝数加倍，让同一磁铁从同一位置下落，磁铁所受的磁场力阻力增大，磁铁运动的加速度减小，同一位置的速度变小，则发生相同的位移所用的时间变长，可见电脑图像中显示有电流的时间区间会变长。 五．电磁驱动（共5小题） 23．关于以下四幅图，说法正确的是（　　） A．图甲中，摇动手柄使蹄形磁铁转动，铝框会向相反方向转动 B．图乙是真空冶炼炉，利用涡流原理使金属熔化 C．图丙是速度选择器，不同速度的带电粒子均能从M到N沿直线匀速通过 D．图丁，把一根柔软的金属弹簧悬挂起来，使它的下端刚好跟槽中的水银接触，通电后弹簧静止不动 【答案】B 【详解】A．根据电磁驱动原理，图甲中，当摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，A错误； B．图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，金属块中产生很强的涡流，金属块中产生大量热量，从而冶炼金属，B正确； C．图丙中只有的粒子才能直线通过，C错误； D．当有电流通过弹簧时，构成弹簧的每一圈导线周围都产生了磁场，根据安培定则知，各圈导线之间都产生了相互的吸引作用，弹簧就缩短了，当弹簧的下端离开水银后，电路断开，弹簧中没有了电流，各圈导线之间失去了相互吸引力，弹簧又恢复原长，使得弹簧下端又与水银接触，弹簧中又有了电流，开始重复上述过程，弹簧上下振动，D错误。 故选B。 24．如图甲所示是一个“简易电动机”，一节5号干电池的正极向上，一块圆柱形强磁铁吸附在电池的负极，将一段裸铜导线弯成图中所示形状的线框，线框上端的弯折位置与正极良好接触，下面弯曲的两端与磁铁表面保持良好接触，放手后线框就会转动起来。该“简易电动机”的原理图如图乙所示，关于该“简易电动机”，下列说法正确的是（　　） A．线框①、②两部分导线电阻在电路中是串联关系 B．从上往下看，该“简易电动机”顺时针旋转 C．其工作原理是导线切割磁感线产生感应电流从而使导线框受到安培力而转动 D．电池消耗的电能全部转化为线框的动能 【答案】B 【详解】A．线框①、②两部分导线电阻在电路中是并联关系。故A错误； B．线框的上下两条边受到安培力的作用而发生转动的，根据左手定则可以判断从上往下看，线框将做顺时针转动。故B正确； C．电动机的工作原理是通电导线在磁场中受安培力的作用。故C错误； D．电池消耗的电能一部分用于线框发热产生的内能，一部分提供线框的动能。故D错误。 故选B。 25．（多选）图甲为无线磁力搅拌杯，其工作原理如图乙所示，杯体底部安装通电线圈，相关电路控制线圈电流从而产生一个逆时针旋转的磁场（俯视图），杯内中心放置一搅拌金属粒，在旋转磁场作用下金属粒也产生旋转，从而达到搅拌杯内溶液的效果。通电搅拌时，以下说法正确的是（　　） A．金属粒中会产生感应电流 B．金属粒内不会产生焦耳热 C．金属粒旋转方向与磁场旋转方向相同 D．加大磁场旋转速度，则金属粒旋转速度也加大 【答案】ACD 【详解】AB．根据电磁感应原理，当金属粒处于变化的磁场中时，磁通量发生变化，会产生感应电动势，进而形成感应电流，产生焦耳热，故A正确，B错误； C．金属粒在旋转磁场的作用下，其内部产生的感应电流会受到安培力的作用，从而驱动金属粒跟随磁场旋转，根据楞次定律：感应电流磁场阻碍导体与磁场间相对运动，可知金属粒旋转方向与磁场旋转方向一致，故C正确； D．当加快磁场旋转速度时，由于感应电流增大、安培力和力矩增大，金属粒也会加快旋转，故D正确。 故选ACD。 26．（多选）如图所示，在O点正下方有一个有理想边界的匀强磁场，铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（　　） A．A、B两点在同一水平线 B．A点高于B点 C．铜环最终将做等幅摆动 D．最终环将静止于最低点 【答案】BC 【详解】AB. 由于铜环进入和离开磁场过程中会产生感应电流，一部分机械能转化为电能，所以铜环运动不到A点的等高点，即B点低于A点，故B正确，A错误； CD. 由于环只在进出磁场的过程中才有机械能转化为焦耳热，故当环的振幅减小到环恰好不能穿出磁场时机械能开始保持不变，此后环做等幅摆动，故C正确，D错误。 故选BC。 27．如图所示为生产中常用的一种延时继电器的示意图．铁芯上有两个线圈A和B、线圈A跟电源连接，线圈B的两端接在一起，构成一个闭合电路．在断开开关S的时候，线圈A中电流变小至消失时，铁芯中的磁通量_____（选填“减小”、“增大”），从而在线圈_____（选填“A”、“B”）中产生感应电流，此感应电流的磁场要阻碍原磁场的变化，这样就使铁芯中的磁场减弱得_____（选填“快”、“慢”）些，从而弹簧K并不能立即将衔铁D拉起，而使触头C（连接工作电路）立即离开，而是过一小段时间后才执行这个动作． 【答案】 减小 B 慢 【详解】[1].[2].在断开开关S的时候，线圈A中电流变小至消失时，铁芯中的磁通量减小，从而在线圈 B中产生感应电流； [3].在线圈 B中产生感应电流的磁场要阻碍原磁场的变化，根据楞次定律可知，这样就使铁芯中的磁场减弱得慢些，从而弹簧K并不能立即将衔铁D拉起，而使触头C（连接工作电路）立即离开，而是过一小段时间后才执行这个动作； 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $