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

第3节涡流、电 白题基础过关 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 定是沿逆时针方向 2.(2024·北京朝阳一模)如图所示，水平放置 的内壁光滑半径为R的玻璃圆环，有一带正 电g的小球，在圆环内以速度。沿顺时针方 向匀速转动（俯视）.在t=0时刻施加方向竖 直向上的变化磁场，磁感应强度B=t(k>0), 加上磁场后，下列说法正确的是 A.小球对玻璃圆环的压力不断增大 B.小球对玻璃圆环的压力不断减小 C.小球所受的磁场力一定不断增大 D.小球每运动一周增加的动能为kTqR 3.(2023·浙江宁波余姚中 学期中)现代科学研究中 ○镇空○ N 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 电子 轨道 如图所示，上面为侧视图， 靶 电子枪 上、下为电磁体的两个磁极；下面为磁极之间 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 滋阻尼和电磁驱动 限时：30min 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 题型2涡流 4.（2024·上海长宁期末)（多 探头 选)如图是用涡流金属探测 金属物】 器探测地下金属物的示意 图，下列说法正确的是 A.探测器内的探测线圈会产生变化的磁场 B.只有有磁性的金属物才会被探测器探测到 C.能探测到地下的金属物是因为探头中产生 了涡流 D.能探测到地下的金属物是因为金属物中产 生了涡流 5.(2024·江西上饶期末)学完电磁感应涡流的 知识后，某个同学回家制作了一个简易加热 器，如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的 金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内 的水沸腾起来.若要缩短上述加热时间，下列 措施可行的是 A.将金属杯换为陶瓷杯 圃 B.增加线圈的匝数 C.取走线圈中的铁芯 D.将交流电源换成电动势更大的直流电源 6.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 炉体产生涡流从而熔化炉内金属 黑白题055 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 7.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 Ng N g c.小于 D.无法判定 Ng 8.(2024·广东三模)（多选）如 缓冲 滑块 巴机械主体 图所示的为某款阻尼缓冲装 置的原理示意图：带有光滑 光滑绝缘轨道 轨道的机械主体，能产生垂直缓冲轨道平面的 匀强磁场，边缘绕有闭合矩形线圈abcd的高 强度缓冲滑块撞到竖直墙时，被瞬间强制制 动，机械主体以及磁场由于惯性继续缓冲减 速，对缓冲过程，下列说法正确的是（ A.线圈bc段受到向右的安培力 B.同一匝线圈中b端的电势高于c端的电势 C.线圈ab段中电流方向为由b到a D.若磁场反向，则装置起不到缓冲作用 9.(2023·湖北武汉质检) 指针 车速表是用来测量车辆 速度盘 瞬时速度的一种装置，其 永久磁体 驱动轴 工作原理如图所示.永久 磁体固定在驱动轴上，当车运动时，驱动轴会 带动磁体转动，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.速度盘和磁体将以相同的角速度同时转动 选择性必修第二册·RJ B.在速度盘转动过程中，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 10.（2024·甘肃兰州期中)如图，将一空的铝质 易拉罐倒扣于笔尖上，在“冂”形木框两侧各 固定一个强铷磁体，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 磁铁 易拉罐 z527197077772777777 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.两个磁体必须异名磁极相对 11.（2024·浙江宁波期中)如图所示为某品牌 汽车的减震系统装置示意图，强磁体固定在 汽车底盘上，阻尼线圈固定在轮轴上，轮轴 与底盘通过弹簧主减震系统相连，在振动过 程中磁体可在线圈内上下移动则（)》 强 弹簧 体 轮轴 A.对调磁体的磁极，电磁减震系统就起不到 减震效果 B.增多线圈匝数，不影响安培力的大小 C.只要产生振动，电磁减震系统就能起到减 震效果 D.振动过程中，线圈中有感应电流，且感应 电流方向不变 黑白题056 黑题 应用提优 1.如图，将质量相同的两球A、B从竖直铝管的 管口上方静止释放，在分别穿过铝管的过程 中，为使铝管保持静止，对铝管向上的平均作 用力分别为10.5N、10.0N.不计空气阻力，其 中一个小球是磁体，则 A.A球是磁体，铝管重约10.0N B.A球是磁体，铝管重约10.5N C.B球是磁体，铝管重约10.0N D.B球是磁体，铝管重约10.5N 2.（2024·四川成都一模)（多选）某 -线圈A 电梯坠落的应急安全装置如图所 线圈B 示，在电梯挂厢上安装永久磁体， 并在电梯的井壁上铺设线圈，这样可以在电 梯突然坠落时减小对人员的伤害.关于该装 置，下列说法正确的是 A.当永久磁体在线圈A、B之间时，线圈A、B 中的电流方向相同 B.当永久磁体在线圈A、B之间时，线圈A、B 中的电流方向相反 C.当永久磁体在线圈A、B之间时，线圈A、B 均对电梯的下落起阻碍作用 D.当永久磁体在线圈B下方时，线圈A、B不 再对电梯的下落起阻碍作用 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α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 D.转动的角速度可能等于a盘的角速度 第二章 限时：20min 4.(2024·淅江县域教研联盟一模)如图甲所 示，半径为r的绝缘光滑真空管道固定在水平 面上，管内有一质量为m、带电量为+g的小 球，直径略小于管道内径.真空管处在匀强磁 场中，磁感应强度B随时间变化如图乙所示， 规定竖直向上为正方向.t=0时刻无初速释放 小球下列说法正确的是 A.俯视真空管道，感生电场的方向是逆时针 Bor B.感生电场对小球的作用力大小为0q to C.小球绕环一周，感生电场做功为 Bor2 2 org D.t。时刻管道对小球的作用力大小 4m 压轴挑战 5.如图所示，一根足够长的 直导线水平放置，通以向 a 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a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P09 黑白题057b,根据牛顿第二定律得rB R=ma,F开始作用后u逐渐 增大，加速度α逐渐减小，若在a=0之前撤去F,则根据牛顿 第二定律得-BL R=ma1,逐渐减小，加速度a逐渐减小，若 在a=0之后一段时间再撤去F,则先以最大速度匀速运动 一段时间，再做减速运动，且加速度α逐渐减小，根据v-t图 中斜率表示加速度，可判断出A图线正确故选A 6.ACD解析：线框受到的安培力F安=BL=。刚进人磁 场时，线框做匀速运动，处于平衡状态，由平衡条件得F= B”线框所受合力为零，在0~L位移内，加速度a=0;线推 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 as h ,线框做匀加速直线运动；当刚离开磁场时，线框的速 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-__P,线框做减速运动，速度变小，加速度 m mR m 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 R一mg=ma1,线框做减速运动，安培力减小，加 速度减小，做加速度减小的减速运动，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，做加速度减小的减速运动，故A错误，C正确；B若线框 进入磁场时重力恰好等于安培力，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 B'L'v 牛顿第二定律有mg”Rm,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D正确.本题选错误 的，故选A 第3节涡流、电磁阻尼和电磁驱动 白题基础过关 1.AC 2.C 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题图示方向一致时，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.AD5.B6.C7.B8.BC9.C10.A 11.C解析：AC.对调磁体的磁极，振动过程中，线圈仍会产生 感应电流，不影响减震效果，故A错误，C正确：B.根据法 选择性必修第二册·RJ 拉第电破感应定律E=N4中，线圈匝数越多，产生的感应电 4 动势越大，线圈电流越大，电磁阻尼现象越明显，会影响安 培力的大小，故B错误：D.振动过程中，线圈中磁通量的变 化情况会根据磁体的靠近或者远离而不同，由楞次定律可 知，感应电流方向也会随之改变，故D错误故选C 黑题应用提优 1.A 2.BC 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.故选B. 4.C解析：A.根据楞次定律判断，感生电场的方向为顺时针 方向，故A项错误；B.由法拉第电磁感应定律可得E电动势= ,由于Ab=ABS,面积公式为S=2,整理有E骑= △Φ △，由题图乙可知，有45_B △BTr2 ,产生的感生电场强度为 E,由于E电物=B=E·2m,整理有E=B龄，感生电场对 2T7 Bor 小球的作用力F=B网2,9，故B项错误：C.小球绕一圈电场 TBo 力做功W=F·2mr=一 一q,故C项正确；D.小球在感生电 to 场中的加速度ag=9,。时刻小球的速度=a6·。= rBo m 2m 在水平方向上有B9+F.= -,解得F= B盼r ,所以管道 4m 9B2 对小球的作用力的大小为F、= √16m+(mg)2,故D项错 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 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. 黑白题24