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 江苏专用）

第3节涡流、电磁阻尼和电磁驱动 白题 基础过关 限时：30min 题型1电磁感应现象中的感生电场 C.电子在轨道中加速的驱动力是洛伦兹力 1.下列说法中错误的是 D.电子在轨道中做圆周运动的向心力是电场力 A.感生电场由变化的磁场产生 题型2涡流 B.恒定的磁场也能在周围空间产生感生电场 4.(2025·江苏扬州模拟)涡 C.感生电场的方向可以用楞次定律和安培定 流检测是工业上无损检测的方 则来判定 法之一.如图所示，线圈中通以一 待测工件 D.感生电场的电场线是闭合曲线，与静电场 定频率的正弦交变电流，靠近待 不同 测工件时，工件内会产生涡流，同时线圈中的 2.*(2024·北京朝阳一模) 电流受涡流影响也会发生变化.下列说法正确 如图所示，水平放置的内壁光 的是 滑半径为R的玻璃圆环，有 A.涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的 带正电g的小球，在圆环内以速度，沿顺时针 变化 方向匀速转动（俯视）.在t=0时刻施加方向竖 B.涡流的频率小于通入线圈的交变电流频率 直向上的变化磁场，磁感应强度B=t(>0).加 C.通电线圈和待测工件间存在恒定的作用力 上磁场后，下列说法正确的是 ( D.待测工件可以是塑料或橡胶制品 A.小球对玻璃圆环的压力不断增大 5.*(2024·江西上饶期末)学完电磁感应涡 B.小球对玻璃圆环的压力不断减小 流的知识后，某个同学回家制作了一个简易 C.小球所受的磁场力一定不断增大 加热器，如图所示，在线圈上端放置一盛有冷 D.小球每运动一周增加的动能为kπgR 水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟， 3.*(2025·山东济宁期 杯内的水沸腾起来若要缩短上述加热时间， 中)现代科学研究中常要 真空室 下列措施可行的是 ( ) 用到高速电子，电子感应 A.将金属杯换为陶瓷杯 加速器就是利用感生电场 B.增加线圈的匝数 流。 使电子加速的设备.如图 电子 C.取走线圈中的铁芯 电 轨道 所示，上面为侧视图，上 D.将交流电源换成电动势更大的直流电源 电子枪 下为电磁铁的两个磁极； 6.*如图为用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉 下面为磁极之间真空室的俯视图.若从上往下 外绕有线圈，将金属材料置于冶炼炉中，则 看电子在真空室中沿逆时针方向做圆周运 动，改变电磁铁线圈中电流的大小可使电子 A.如果线圈中通以恒定电流， 加速.则下列判断正确的是 冶炼炉就能冶炼金属 A.真空室中产生的感生电场沿逆时针方向 B.通过线圈的高频交流电使 B.通入电磁铁线圈的电流在增强 炉体产生涡流从而熔化炉内金属 第二章黑白题055 C.真空冶炼炉在工作时炉内金属中产生涡流 A.速度盘和磁体将以相同的角速度同时转动 使炉内金属熔化 B.在速度盘转动过程中，穿过整个速度盘的 D.如果真空冶炼炉中金属的电阻率大，则涡 磁通量发生了变化 流很强，产生的热量很多 C.速度盘中产生感应电流受到的安培力驱使 题型3电磁阻尼和电磁驱动 速度盘转动 7.*如图所示，一个铜质圆环， D.速度盘中的感应电流是速度盘中的自由电 无初速度地自位置I下落到位 子随圆盘转动形成的 置Ⅱ，若圆环下落时其轴线与 10. *（2024·甘肃兰州期中)如图，将一空的 磁体悬线重合，圆环面始终水 铝质易拉罐倒扣于笔尖上，在“门”形木框两 平.位置I与位置Ⅱ的高度差 侧各固定一个强铷磁体，用电钻控制木框匀 为h,则运动时间 速转动，发现木框虽然不与易拉罐接触，但 A.等于 2h B.大于 2h 易拉罐也会随木框转动.则下列说法正确 g 的是 C.小于 2h D.无法判定 8.*★*(2025·湖北随州期末) 旋钮拉线 磁体 动感单车车轮处的结构示意 、易拉铺 图如图所示，金属飞轮外侧 金属飞轮 A.木框的转速总比易拉罐的大 的磁体与车轮不接触，但是飞轮转动时，磁体 B.易拉罐与木框的转动方向相反 会对飞轮产生电磁阻力.拉动旋钮拉线可改变 C.易拉罐与木框保持相同的转速同方向转动 飞轮与磁体的间距.下列做法能使飞轮受到的 D.两个磁体必须异名磁极相对 电磁阻力增大的是 11 *(2025·广东期末)如图，某品牌汽车的 A.转速一定时，增大磁体和飞轮之间的距离 减震系统由电磁减震系统和弹簧减震系统 B.转速一定时，减小磁体和飞轮之间的距离 组成，强磁体固定在汽车底盘上，阻尼线圈 C.磁体和飞轮间的距离一定时，减小飞轮 固定在轮轴上，轮轴与底盘通过弹簧减震系 转速 统相连，在振动过程中磁体可在线圈内上下 D.保持飞轮转速及磁体与飞轮间距一定，将 移动.下列说法正确的是 金属飞轮换为橡胶轮 A.若减少线圈的匝数， 9.*车速表是用来测量 指针 不会影响电磁减震 车辆瞬时速度的一种装 速度盘 永久磁体 系统的减震效果 置，其工作原理如图所 驱动轴 B.振动过程中，线圈中 示.永久磁体固定在驱 感应电流的方向不变 动轴上，当车运动时，驱动轴会带动磁体转动， C.振动过程中，电磁减震系统中电能转化为 由于电磁感应，由金属做成的速度盘也会随之 机械能 转动，从而带动指针指示出相应的速度.则下列 D.若对调强磁体的磁极，不会影响电磁减震 说法正确的是 系统的减震效果 选择性必修第二册黑白题056 黑题 应用提优 限时：20min 1.*如图，将质量相同的两球A、B从竖直铝 D.转动的角速度可能等于a盘的角速度 管的管口上方静止释放，在分别穿过铝管的 4.(2025·广东广州一模)如图甲所示，半 过程中，为使铝管保持静止，对铝管向上的平 径为r的绝缘光滑真空管道固定在水平面上， 均作用力分别为10.5N、10.0N.不计空气阻 管内有一质量为m、带电量为+g的小球，直径 力，其中一个小球是磁体，则 略小于管道内径真空管处在匀强磁场中，磁 A.A球是磁体，铝管重约10.0N 感应强度B随时间变化如图乙所示，规定竖 B.A球是磁体，铝管重约10.5N 直向上为正方向.t=0时刻无初速释放小球 C.B球是磁体，铝管重约10.0N 下列说法正确的是 D.B球是磁体，铝管重约10.5N 2.*汽车使用的电磁制动原理示意图如图所 示，当导体在固定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 A.俯视真空管道，感生电场的方向是逆时针 动力.下列说法不正确的是 ( or B.感生电场对小球的作用力大小为 9 电源 to 线 C.小球绕环一周，感生电场做功为 TBor2 铁芯 69 D.t,时刻管道对小球的作用力大小 Borg Am 旋转轴运动导体（转盘）】 压轴挑战 A.制动过程中，导体会发热 B.制动力的大小与导体运动的速度有关 5.如图所示，一根足够 C.改变线圈中的电流方向，导体就可获得 长的直导线水平放置，通 动力 以向右的恒定电流，在其 D.制动过程中导体获得的制动力逐渐减小 正上方O点用细丝线悬挂一铜制圆环.将圆 3.*在水平面上放置两个完全相同的带中 环从a点无初速释放，圆环在直导线所处的 心轴的金属圆盘，它们彼此用导线把中心轴 竖直平面内运动，经过最低点b和最右侧c 和对方圆盘的边缘相连接，组成电路如图所 后返回，下述说法中正确的是 示，一匀强磁场穿过两圆盘垂直向外，若不计 A.从a到c的过程中圆环中的感应电流方 一切摩擦，当a盘在外力作用下做逆时针转动 向先逆时针后顺时针 时，圆盘b 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 A.沿与a盘相同的方向转动 D.圆环从b到c产生的热量大于从c到b产 B.沿与a盘相反的方向转动 生的热量 C.转动的角速度一定大于a盘的角速度 第二章黑白题057(3)b离开磁场在斜面上运动到再次进入磁场过程，根据对 称性有-t,=。-gsin37°·t, 解得t=1s, 从b返回磁场到均静止，组成的系统动量守恒，由动量守恒 定律有m1v1-m2,=0, 解得v1=6m/s, 即b返回磁场时，a的速度为6m/s,t时间内对导体棒a由 动量定理可得Ft-Bl1=m1v1-m1a, 又有7E, 联立解得t时间内的位移为x=5m, 根据能量守恒定律有Q总=Fx+ m2+2=3951 1 9.(1)1T(2)0.3m(3)0.3nJ 解析：（1)当h=2L时，bc边进入磁场时线框的速度v= √2gh=2√g缸=2m/s,此时金属框刚好做匀速运动，则 有mg=BL, 又1sEB 发，联立解得8=代人数据得B=1T (2)当h>2L时，bc边第一次进入磁场时金属线框的速度 to=√2gh>2√gZ,即有mg<BIL. 金属框完全出磁场后做匀加速直线运动，加速度为g,经过 的位移为L,设线框再次进磁场时的速度为'，则有2= 2+2gL,解得v'=√6m/s. 根据题意可知，为保证金属框b边每次出磁场时都刚好做 匀速运动，则应有v'=o=√2gh,即有h=0.3m. (3)设金属线框在每次经过一个条形磁场过程中产生的热 量为Q。,则根据能量守恒有2m+mg(2L)=之m2+Q,代 入解得Q。=0.3J,则经过前n个磁场区域时线框上产生的总 的焦耳热Q=nQ。=0.3nJ. 专题探究七电磁感应中的图像问题 黑题专题强化 1.A2.B 3.C解析：如图所示，导体棒匀速转动，设速度为v,设导体棒 从a到b过程某一点，棒转过的角度为0，则导体棒垂直磁感 线方向的分速度为v,=cos0,可知导体棒垂直磁感线的分 速度为余弦变化，根据左手定则可知，导体棒经过b点和b 点关于P点的对称点时，电流方向发生变化，根据u=BLm1, 可知导体棒两端的电势差“随时间t变化的图像为余弦图 像故选C. 棒 “0P B 4.D解析：A.根据动生电动势表达式E=BL可知，感应电动 势与速度成正比，而在b段的电压随时间均匀增大，可知在 t1~t2时间内，火车的速度随时间也均匀增大，火车在这段时 间内做的是匀加速直线运动；在t2~t3时间内，这段时间内 电压为零，是因为线圈没有产生感应电动势，不是火车做匀 速直线运动；cd段的电压大小随时间均匀增大，可知在t3~t4 选择性必修第二册 时间内，火车的速度随时间也均匀增大，火车在这段时间内 做的是匀加速直线运动，AB错误：C.假设t1时刻对应的速 度为v1,2时刻对应的速度为2，结合图乙可得，山1=nBl心1， 山=nB2,故这段时间内的加速度为a=,-”= t2-t1 nB叫(6-)C错误：D.假设磁场的宽度为d,可知在- u2-u1 和t3~t4这两段时间内，线圈相对于磁场通过的位移大小均 为d,根据u=nBL,v,可得∑u·t=∑nBL,v·t=nBL,∑v·t= nB以，x,可知在t1~t2时间内和在t3~t,时间内阴影面积均 为S=nB,d,D正确.故选D. 5.A B解析：线框受到的安培力F生=B肌=R,b边刚进人磁 场时，线框做匀速运动，处于平衡状态，由平衡条件得F= ,线框所受合力为零，在0~l位移内，加速度a=0;线框 R 完全进入磁场后，在1~2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 a=元，线框做匀加速直线运动；当b边离开磁场时，线框的 F 速度大于进入磁场时的速度，所受安培力大于拉力F,加速 F安'-FB2Pv' 度a= m mR m ,线框做减速运动，速度'变小，加 速度α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，B不可能，故选B. 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B 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 牛顿第二定律有mg B2Lv R =ma2,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.B2.C3.B4.A5.B6.C7.B8.B9.C 10.A △Φ 11.D解析：A根据法拉第电磁感应定律有E=n,线圈匝 数越多，产生的感应电动势越大，感应电流越大，电磁阻尼 现象越明显，即若减少线圈的匝数，会影响电磁减震系统的 减震效果，故A错误：B.振动过程中，穿过线圈的磁场方向 不变，但在强磁体靠近和远离线圈时，穿过线圈的磁通量的 变化情况不同，根据楞次定律可知，感应电流方向也会发生 变化，即振动过程中，线圈中感应电流的方向会发生变化， 黑白题22 故B错误：D.若对调强磁体的磁极，振动过程中，穿过线圈 的磁通量仍然会发生变化，线圈中仍然会产生感应电流，可 知，若对调强磁体的磁极，不会影响电磁减震系统的减震效 果，故D正确；C.结合上述可知，振动过程中，线圈中产生 感应电流，则电磁减震系统中机械能转化为电能，故C错 误.故选D. 黑题应用提优 1.A2.C3.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△少=△BS,面积公式为S=m,整理有E= △Φ 4”,由题图乙可知，有4B-B △Bmr2 ,产生的感生电场强度为 E,由于B=Bd=B·2m,整理有E5,感生电场对 Bor 小球的作用力F=B=29,故B项错误：C,小球绕-圈电场 TBo 力做功W=F·2πr= 一q,故C项正确；D.小球在感生电 场中的加速度ag Eq grBo to时刻小球的速度v=ag·to= m 2m' 在水平方向上有B,w+R=m ,解得F= Borg? 4m ,所以管道 r 9Bor2 对小球的作用力的大小为FN= √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，从α到b的过程圆环中磁通量增加，由楞次定律可得， 线圈中感应电流方向是顺时针；从b到c的过程圆环中磁通 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. 第4节 互感和自感 白题 基础过关 1.B2.C3.D4.D5.C 6.C7.D 8.D解析：AB开关S闭合时，二极管所加电压为反向电压， 灯泡L,所在支路由于二极管的单向导电性而处于断路状 参考答案与解析 态，所以灯泡L,不会亮；由于线圈的自感作用，灯泡L2逐渐 亮起来，故AB错误；CD.开关S断开瞬间，由于线圈的自感 作用，线圈、二极管以及两个灯泡构成了一个闭合回路，自感 电流的方向符合二极管的导通方向，所以灯泡L,开始发光， 随着自感电流减小，灯泡L,熄灭，即灯泡L,闪亮一下，然后 逐渐熄灭：灯泡L则逐渐熄灭，故C错误，D正确.故选D. 9.C解析：ABC.闭合S时，电感线圈相当于断路，电容相当于 短路，此时A灯泡瞬间变亮，B灯泡不亮，电路稳定后，电感 线圈相当于短路，电容相当于断路，此时A灯泡逐渐熄灭， B灯泡逐渐变亮，最后稳定在一定亮度，故AB错误，C正确： D.闭合S足够长时间后再断开，电容器与B构成回路，电容 器要对B放电，放电电流逐渐减小，但流过B中的电流并没 有反向，故D错误.故选C. 10.C解析：L的直流电阻不计，电路稳定后通过D,的电流是 通过D2电流的2倍；闭合开关瞬间，由于L的阻碍作用，D1 逐渐变亮，即1，逐渐变大，而D,所在支路立即就有电流，在 时刻断开开关S,L、D,、D2构成闭合回路，因为线圈阻碍 电流的减小，所以通过D,的电流不会立即消失，会从原来 的大小慢慢减小，且方向不变，通过D,的电流也流过D,, 所以，变成反向，且逐渐减小故选C. 11.C解析：A.闭合S,灯泡B立刻变亮，由于线圈产生自感 电动势阻碍电流的增加，使得灯泡A缓慢变亮，选项A错 误：BC.断开S后，原来通过灯泡B的电流立即消失，由于 线圈产生的自感电动势阻碍电流的减小，则线圈L相当于 电源，灯泡B和A重新组成回路，则通过灯泡B的电流由b 到a,则从断开S至灯泡B完全熄灭的过程中，a点电势低 于b点电势，S断开前后流过灯泡B的电流方向相反，即题 图2所示为灯泡B在S断开前后电流随时间的变化关系， 选项B错误，C正确：D.由题图2可知由于S断开后通过 灯泡B的电流大于S断开之前通过灯泡B的电流，可知两 灯泡正常发光时，灯泡A的阻值小于灯泡B的阻值，选项 D错误故选C. 黑题应用提优 1.B2.B 3.B解析：AB.开关S闭合瞬间，L2、L3立即变亮，由于线圈阻 碍作用，L,会逐渐亮起来，由于电源的内阻不可忽略，之后 L2、L会慢慢变暗一些，故A错误，B正确；CD.开关S断开 瞬间，由于二极管单向导电L2会立即熄灭，L1、L与线圈构 成回路，电流逐渐减小，逐渐熄灭，电感线圈L的直流电阻不 可忽略，刚开始灯L1暗些，L,不会出现闪亮的情况，故 CD错误故选B. 4.D解析：AB.S接通时由于L自感作用，瞬间相当于断路，通 过D,的电流等于D,与R电流之和，所以D,先达到最亮， 然后L自感电动势慢慢减小，通过D,的电流减小，由于L直 流电阻可不计，稳定后D,熄灭，D2达到最亮，故AB错误； CD.电路稳定后S断开时，L和D,构成自感回路，D2不在回 路中，所以S断开时，D,立刻熄灭，由于L自感，D,会闪亮后 再灭，故D正确，C错误故选D. 压轴挑战 5.D解析：A.开关闭合且电路稳定时，二极管是导通的，灯 泡A被短路，电容器上极板带负电，下极板带正电，当开关 断开时，电容器放电，电流由下极板经电路流向负极板，因为 电感线圈对电流的阻碍作用，会有电流通过A灯，A灯会闪 亮一下，然后逐渐熄灭，故A错误；BC.灯熄灭前，A灯电流减 小，电感线圈的电流先增大后减小，二者电流不相等且二者 黑白题23