第2章 第3节 涡流 电磁阻尼电磁驱动-【学霸黑白题】2025-2026学年高中物理选择性必修第二册（教科版）

完全进入磁场后，在L~2L位移内，穿过线框的磁通量不变 感应电流为零，不受安培力作用，所受合外力为F,加速度 4=￡，线框做匀加速直线运动；当刚离开磁场时，线框的速 m 度大于进入磁场时的速度，所受安培力大于恒力F,加速度 a-F生P1P,线框做诚速运动，速度变小，加速 m mR m 度a减小，线框做加速度减小的减速运动，在2L~3L位移内 加速度逐渐减小，故ACD都有可能，故ACD正确，B错误. 7.A解析：AC.若线框进入磁场时重力小于安培力，由牛顿第 二定律有1 R-mg=ma1,线框做减速运动，安培力诚小，加 速度减小，做加速度减小的减速运动，完全进入后只受重力， 线框加速，离开磁场时安培力大于重力，速度减小，安培力减 小，做加速度减小的减速运动，故A错误，C正确：B若线框 进入磁场时恰好重力等于安培力，则线框匀速进入磁场，电 流不变，安培力不变，完全进入后只受重力，线框加速，离开 磁场时安培力大于重力，速度减小，安培力减小，则做加速度 减小的减速运动，故B正确；D若进入时重力大于安培力，由 牛顿第二定律有mg- B2Lv R=ma,做加速运动，安培力增大， 加速度减小，做加速度减小的加速运动，完全进人后只受重 力，线框加速，离开磁场时安培力大于重力，速度减小，安培 力减小，则做加速度减小的减速运动，故D正确本题选错误 的，故选A 第3节涡流电磁阻尼电磁驱动 白题基础过关练 1.AC 2.A 3.B解析：A电子沿逆时针方向加速，则电子所受电场力沿逆 时针方向，所以感生电场的方向沿顺时针方向，A错误；B.当 电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，若电流增大，根 据楞次定律，可知涡旋电场的方向为顺时针方向，电子将沿 逆时针方向做加速运动，B正确；C.由于感生电场使电子加 速，即电子在轨道中加速的驱动力是电场力，C错误；D.电子 在轨道中做圆周运动的向心力是洛伦兹力，D错误， 4.B5.D6.D7.C8.B9.A10.C 11.A解析：根据电磁驱动原理，易拉罐与木框的转动方向相 同，木框的转速总比易拉罐的大，A正确，BC错误；两个磁 铁异名磁极或同名磁极相对均可，在磁极附近的易拉罐导 体中都会产生涡流，在磁场受安培力使易拉罐跟着木框转 动起来，D错误故选A. 12.C解析：A.在摆动的过程中，穿过圆环的磁通量发生变 化，圆环中产生感应电流，从而产生焦耳热，根据能量守恒， 使磁铁的机械能减小，上摆的高度减小，因此磁铁在E处 的重力势能小于磁铁在A处的重力势能，A错误：BC.根据 参考答案与解析 “增离减靠”，磁铁从A到D的过程中，圆环的磁通量增大， 磁铁与圆环间存在排斥力，从而使圆环对桌面的压力大于 圆环受到的重力；根据电磁阻尼的原理，从D到E的过程 中，磁铁与圆环间存在吸引力，而圆环静止不动，因此圆环 受到地面的摩擦力方向水平向右，B错误，C正确：D.根据 楞次定律，磁铁从A到D的过程中，从上往下看，圆环中产 生顺时针方向的感应电流，D错误.故选C 黑题应用提优练 1.B解析：下落过程中，铝管中磁通量变化会产生感应电流， 根据楞次定律“阻碍”含义可知，受到向上的安培力阻碍其 运动，乙管开有竖槽，电阻最大，产生的感应电流最小，因此 安培力最小，运动最快，因此乙向下运动的时间最短， 故ACD错误，B正确.故选B. 2.D 3.B解析：金属盘可看作由多根金属辐条组成，α盘在外力作 用下逆时针转动时，圆盘切割磁感线，由右手定则可知，电动 势方向由圆心到圆盘边缘，通过导线和圆盘b组成闭合电 路，b盘在安培力作用下顺时针转动，圆盘α产生的电能一 部分转化为b的动能，另一部分转化为两个圆盘的内能，故 圆盘b的角速度应小于圆盘a的角速度，B正确. 4.C解析：CD.由楞次定律可知，变化的磁场产生的感生电场 沿顺时针方向，小球带正电，小球所受电场力沿顺时针方向， 与小球的运动方向相反，涡旋电场力对小球做负功，则小球 先沿逆时针方向减速运动，当小球速度减到0后，涡旋电场 力对小球做正功，小球沿顺时针方向加速运动，所以C正 确，D错误：AB.由于小球在水平面做圆周运动，环对小球的 弹力及洛伦兹力的合力提供向心力，由于小球的速度先减小 后增大，且磁感应强度会变化，则小球对环的压力与洛伦兹 力不一定始终增大，所以AB错误.故选C. 压轴挑战 5.D解析：A.由安培定则知，直导线上方磁场方向垂直纸面 向外，圆环从α到b的过程中磁通量增加，由楞次定律可得， 线圈中感应电流方向是顺时针：圆环从b到c的过程中磁通 量减小，由楞次定律可得，线圈中感应电流方向是逆时针， 故A项错误：B.圆环从a到b的运动过程中，将环分解为若 干个小的电流元，上半环的部分所受合力向下，下半环部分 所受合力向上：下半环所在处的磁场比上半环所在处的磁场 强，则整个环所受安培力的方向向上：同理圆环从b到c的 运动过程中，整个环所受安培力的方向向下，与速度方向不 是相反的，故B项错误；C.圆环从b到c的过程与圆环从c到 b的过程中经同一位置时从b到c速率大于从c到b的速率 (一部分机械能转化为电能)，则圆环从b到c的时间小于 从c到b的时间，故C项错误D.圆环从b到c的过程与圆环 从c到b的过程中经同一位置时从b到c速率大于从c到b 的速率，则圆环从b到c的过程与圆环从c到b的过程中经 黑白题25 同一位置时从b到c圆环所受安培力大于从c到b圆环所受 安培力，圆环从b到c的过程克服安培力做的功大于圆环 从c到b的过程克服安培力做的功，圆环从b到c产生的热 量大于从c到b产生的热量，故D项正确故选D. 第4节自感 白题基础过关练 1.D解析：AB.由E=L 出可知，自盛电动势的大小与电流的 变化率成正比，与电流的大小及电流变化的大小无关， 故AB错误；CD.线圈的自感系数仅由线圈自身的因素决定， 如：线圈的横截面积、长度、单位长度上的线圈匝数、有无铁 芯等，与其他因素无关，故C错误，D正确.故选D. 2.BC解析：AB.如题图所示的电路中，因为L为带铁芯的电 感线圈，当闭合S时，线圈L的磁通量变大，产生自感电动 势，电路中电流逐渐变大，导致灯泡慢慢变亮，A错误，B正 确；CD.当断开S时，线圈L的磁通量变小，产生自感电动势， 但由于电路处于断路，电路中没有电流，导致灯泡立即熄灭， C正确，D错误故选BC 3.A解析：A.开关闭合到电路中电流稳定的时间内，A灯立刻 亮，因为内阻r忽略不计，A灯两端电压等于电动势保持不 变，所以A灯亮度保持稳定，A正确；B.开关闭合到电路中电 流稳定的时间内，因为自感线圈产生感应电动势，阻碍电流 的增加，所以B灯逐渐亮起来，B错误：C.因为自感线圈有电 阻，电流稳定时通过线圈的电流小于A灯的电流，开关断开 后瞬间，A灯逐渐熄灭，不闪亮，C错误；D.开关断开后瞬间， 线圈产生感应电动势，根据楞次定律，感应电流的方向与原 来电流方向相同，电流自右向左通过A灯，D错误故选A. 4.A5.C6.C 7.AB解析：A.启辉器内部有双金属片温控开关，启动过程 中，启辉器断开瞬间，由于自感，日光灯中的镇流器L在启动 时产生瞬时高压，A正确：B.在正常工作时镇流器L又起降 压限流作用，镇流器L由于自感使灯管两端电压低于电源电 压，B正确：C.日光灯正常发光后，启辉器断开，C错误：D.日 光灯要正常工作，需要镇流器L的自感作用，即只适用于交 流电源，不适用于直流电源，D错误.故选AB. 8.AB解析：A.启动器的作用相当于一个自动开关，丢失时可 以用带绝缘外皮的导线短时接通后迅速断开而启动日光灯， 故A正确B.气体温度越高越容易电离，而冬天气温较低，启 动较困难，可以先预热，使其较容易启动，故B正确.CD.镇流 器的作用是利用自感现象产生高压击穿气体，所以不能用电 阻代替，也不能将镇流器短路，故CD错误.故选AB. 9.C解析：A.只接通S,灯管两端不能产生瞬时高压，日光灯 不能点亮，A错误；BC.S,不接通，把S,和S2接通后，日光灯 被短路，有电流流过线圈；再断开S2,由于电磁感应，线圈中 选择性必修第二册·JK 产生瞬时高压，日光灯被点亮，线圈起到降压限流的作用， 故日光灯能正常发光，故B错误，C正确；D.日光灯正常发光 后，再接通S,,镇流器被短接，不再起限流和降压作用，加在 灯管两端的电压将达到220V,灯管将会烧坏，D错误故 选C 10.D解析：开关闭合时，线圈由于自感对电流的阻碍作用， 可看作电阻，线圈电阻逐渐减小，并联电路电阻逐渐减小， 电压UB逐渐减小，故i逐渐减小；开关闭合后再断开时，线 圈的感应电流与原电流方向相同，形成回路，灯泡的电流与 原电流方向相反，并逐渐减小到0，又由于电阻R的阻值大 于灯泡D的阻值，当开关闭合时，线圈所在支路的电流小 于流过灯泡D的电流，故当开关断开瞬间，线圈产生的感 应电流也小于原来流过灯泡D的电流故选D. 11.A解析：在t=0时刻，接通电键K1,通过线圈的电流从无 到有增大，线圈中产生自感电动势，阻碍电流增大，使得线 圈中电流只能逐渐增大，而方向不变，仍为正方向.当电流 稳定后，线圈中不产生自感电动势，电流一定.在t=t,时刻， 再接通电键K,,线圈和R被短路，线圈中电流将要减小，由 于自感电动势的阻碍，使得线圈中电流只能逐渐减小到零， 根据楞次定律，电流方向与原来方向相同，仍为正方向.故 选A. 黑题应用提优练 1.B解析：此线圈是双线绕法，电流等大反向，所以其产生磁 场方向相反、强度相同，相互抵消，故通过线圈的磁通量始终 为0，故不会产生感应电动势，故ACD错误，B正确.故选B. 2.C解析：日光灯管的工作原理是，当电压加到启动器两端 时，启动器内部的金属片受热膨胀而短路，短路后金属片放 热断开，断开时在镇流器上感应出高压加到日光灯两端， 使日光灯内的气体电离导通，日光灯发光.所以故障可能是 电容器C被击穿而短路不能使金属片断开.故ABD错误， C正确.故选C. 3.C解析：开关闭合时各支路的电阻相等，则电路中的电流 稳定时各支路的电流相等：开关S从闭合状态突然断开时， B、C灯中原来的电流都消失：线圈L产生自感电动势要维持 原来的电流，所以自感电动势方向向左，此时B灯的电路中 的二极管两端的电压为反向电压，电流不能从左向右通过二 极管，所以B灯立即熄灭；此时线圈L与A、C灯组成自感回 路，A灯中电流的方向不变，C灯中电流的方向与开始时相 反，A、C灯均逐渐变暗.故选C. 4.B解析：A.闭合S瞬间，电路接通，线圈L要阻碍电流通过， 产生与电源相反的自感电动势，故A错误：B.开关S断开前 自感线圈中的电流是自左向右的，当断开S瞬间，自感线圈 要阻碍电流的减小，因此产生与原电流方向相同的感应电 流，与灯泡构成闭合回路，回路中的电流为逆时针方向，因此 α点电势低于b点，故B正确：C.灯泡与自感线圈并联，断开 黑白题26第3节 涡流 白题基础过关绣 题型1电磁感应现象中的感生电场 1.(多选)下列说法中正确的是 A.感生电场由变化的磁场产生 B.恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场 C.感生电场的方向也同样可以用楞次定律和 右手螺旋定则来判定 D.感生电场的电场线是闭合曲线，其方向一 定是沿逆时针方向 2.(2023·河北衡水二中期中)如图所示，在一 水平光滑绝缘塑料板上有一环形凹槽.有一质 量为m、电荷量为g的带正电小球，在槽内沿 顺时针方向做匀速圆周运动.现加一竖直向上 的均匀增大的匀强磁场，则 A.小球速度变大 B.小球速度变小 C.小球速度不变 D.小球速度可能变大也可能变小 3.(2023·浙江宁波余姚 中学期中)现代科学研 真空室 究中常要用到高速电 子，电子感应加速器就 是利用感生电场使电子 加速的设备.如图所示， 上面为侧视图，上、下为 电磁体的两个磁极；下 电子枪 面为磁极之间真空室的俯视图若从上往下看 电子在真空室中沿逆时针方向做圆周运动， 改变电磁体线圈中电流的大小可使电子加速， 则下列判断正确的是 ( A.真空室中产生的感生电场沿逆时针方向 B.通入电磁体线圈的电流在增强 C.电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力 D.电子在轨道中做圆周运动的向心力是电场力 选择性必修第二册·JK 磁阻尼电磁驱动 限时：30min 题型2涡流 4.(2023·北京北大附中期中)变压器的铁芯是 利用硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块 硅钢，这是因为 A.增大涡流，提高变压器的效率 B.减小涡流，提高变压器的效率 C.增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量 D.减小铁芯中的电阻，以减小发热量 5.(2022·江苏扬州期末)如图，手持金属探测 器工作时发射线圈通以正弦式交流电，附近 被探测的金属物中产生涡流，涡流的磁场被 探测器中的接收线圈接收，从而使探测器发 出警报，则 A.发射线圈中产生了涡流 B.被测金属物中产生的是直 流电 C.被测金属物与探测器相对 运动时才能被检测出 D.金属探测器是利用电磁感应原理制成的 6.(2022·云南昆明一中期末)电磁炉是利用电 磁感应原理加热食物的，以下关于电磁炉的 说法正确的是 A.电磁炉内部产生了感应 电流 B.电磁炉可以加热陶瓷锅 内的食物 C.电磁炉只能加热铁锅内的食物 D.电磁炉加热食物利用了电流的热效应 7.如图为用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外绕 有线圈，将金属材料置于冶炼炉中，则( A.如果线圈中通以恒定电流，冶炼炉就能冶 炼金属 B.通过线圈的高频交流电使炉体产生涡流从 黑白题056 而熔化炉内金属 C.真空冶炼炉在工作时炉内 金属中产生涡流使炉内金 属熔化 D.如果真空治炼炉中金属的电阻率大，则涡 流很强，产生的热量很多 题型3电磁阻尼和电磁驱动 8.如图所示，一个铜质圆环，无初 速度地自位置I下落到位置 Ⅱ，若圆环下落时其轴线与磁 体悬线重合，圆环面始终水平 位置I与位置Ⅱ的高度差为h, 则运动时间 ( ) A.等于 2h B.大于 2h g C.小于 2h D.无法判定 g 9.(2023·广西南宁二中期初)如图所示，使一 个铜盘绕其竖直的轴转动，且假设摩擦等阻 力不计，转动是匀速的.现把一个蹄形磁铁移 近铜盘，则 ( A.铜盘转动将变慢 B.铜盘转动将变快 C.铜盘仍以原来的转速转动 D.铜盘的转动速度是否变化，要根据磁铁的 两端哪是N极，哪是S极来决定 10.（2023·湖北武汉质检)车速表是用来测量 车辆瞬时速度的一种装置，其工作原理如图 所示.永久磁铁固定在驱动轴上，当车运动 时，驱动轴会带动磁铁转动，由于电磁感应， 由金属做成的速度盘也会随之转动，从而带 动指针指示出相应的速度.则下列说法正确 的是 ( A.速度盘和磁铁将以 指针 相同的角速度同时 速度盘 转动 永久磁铁 驱动轴 B.在速度盘转动过程 第二章黑 中，穿过整个速度盘的磁通量发生了变化 C.速度盘中产生感应电流受到的安培力驱 使速度盘转动 D.速度盘中的感应电流是速度盘中的自由 电子随圆盘转动形成的 1.(2023·江苏东台中学期中)如图，将一空的 铝质易拉罐倒扣于笔尖上，在“冂”型木框两 侧各固定一个强铷磁铁，用电钻控制木框匀 速转动，发现木框虽然不与易拉罐接触，但 易拉罐也会随木框转动.则下列说法正确 的是 /木框 磁铁 易拉罐 A.木框的转速总比易拉罐的大 B.易拉罐与木框的转动方向相反 C.易拉罐与木框保持相同的转速同方向 转动 D.两个磁铁必须异名磁极相对 2.(2023·河北唐县一中质 检)如图所示，用轻绳将一 条形磁铁竖直悬挂于O点， 在其正下方的水平绝缘桌 面上放置一铜质圆环.现将 磁铁从A处由静止释放，经过B、C到达最低 处D,再摆到左侧最高处E,圆环始终保持静 止.下列说法正确的是 A.磁铁在A、E两处的重力势能相等 B.磁铁从A到D的过程中，圆环对桌面的压 力小于圆环受到的重力 C.磁铁从D到E的过程中，圆环受到的摩 擦力方向水平向右 D.磁铁从A到D的过程中，从上往下看，圆 环中产生逆时针方向的电流 白题057 黑题应用提优练 1.（2023·吉林长春五中期末)如图所示，甲、 乙、丙为三个相同的铝管，甲、乙两管的侧 壁分别开有横槽和竖槽，丙管未开槽，现将三 个铝管分别套在竖直圆柱形强磁铁上，由上 端口静止释放，忽略管与磁铁间的摩擦以及 开槽后管的质量变化.关于铝管穿过强磁铁的 时间，下列判断正确的是 0n1 丙 强磁铁 A.甲最短 B.乙最短 C.丙最短 D.甲、乙相同 2.(2022·江苏宿迁期中)管 道高频焊机可以对由钢板 卷成的圆管的接缝实施焊 接.焊机的原理如图所示， 线圈 圆管通过一个接有高频交流电源的线圈，线 圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电 流，电流产生的热量使接缝处的材料熔化将 其焊接则下列说法正确的是 ( A.该焊机也能焊接塑料圆管的接缝 B.线圈的电阻越大，焊接效果越好 C.线圈的电源换成直流电源也能进行焊接 D.圆管的接缝处电阻较大，产生的电热较无 接缝处大 3.在水平面上放置两个完全相 同的带中心轴的金属圆盘， 它们彼此用导线把中心轴和对方圆盘的边缘 相连接，组成电路如图所示，一匀强磁场穿过 两圆盘垂直向外，若不计一切摩擦，当a盘在 外力作用下做逆时针转动时，圆盘b( A.沿与a盘相同的方向转动 B.沿与a盘相反的方向转动 C.转动的角速度一定大于a盘的角速度 选择性必修第二册·JK 限时：20min D.转动的角速度可能等于a盘的角速度 4.(2022·北京和平街一中模拟) 如图所示，内壁光滑、水平放置 的玻璃圆环内，有一直径略小 于环口径的带正电的小球，以速率o沿逆时 针方向匀速转动若在此空间突然加上方向竖 直向上、磁感应强度B随时间成正比增加的 变化磁场，设运动过程中小球带电荷量不变， 那么 ( A.小球对玻璃环的压力一定不断增大 B.小球受到的磁场力一定不断增大 C.小球先沿逆时针方向减速运动，过一段时 间后沿顺时针方向加速运动 D.由于涡旋电场力对小球做正功，小球的动 能一直在增大 压轴挑战 5.(2023·北京清华附中期中)如图所示，一根 足够长的直导线水平放置，通以向右的恒定 电流，在其正上方O点用细丝线悬挂一铜制 圆环.将圆环从α点无初速释放，圆环在直导 线所处的竖直平面内运动，经过最低点b和 最右侧c后返回，下述说法中正确的是 ( A.从a到c的过程中圆环中的感应电流方 向先逆时针后顺时针 B.运动过程中圆环受到的安培力方向与速 度方向相反 C.圆环从b到c的时间大于从c到b的时间 D.圆环从b到c产生的热量大于从c到b产 生的热量 进阶突破拔高练P10 黑白题058