第2章 第3节 分层训练能力提升-【优学精讲】2026-2027学年高中物理选择性必修二同步课件（教科版·新教材）

分层训练 能力提升 1 C 基础对点练 1．(2024·湖北卷，T1)《梦溪笔谈》中记录了一次罕见的雷击事件：房屋被雷击后，屋内的银饰、宝刀等金属熔化了，但是漆器、刀鞘等非金属却完好(原文为：有一木格，其中杂贮诸器，其漆器银扣者，银悉熔流在地，漆器曾不焦灼。有一宝刀，极坚钢，就刀室中熔为汁，而室亦俨然)。导致金属熔化而非金属完好的原因可能为(　　) A．摩擦 B．声波 C．涡流 D．光照 解析：在雷击事件中金属和非金属都经历了摩擦、声波和光照的影响，而金属能够因电磁感应产生涡流，非金属不能，因此可能原因为涡流。 4 5 6 7 8 1 9 10 12 11 2 3 分层训练 能力提升 B 2．(2024·甘肃卷，T6)工业上常利用感应电炉冶炼合金，装置如图所示。当线圈中通有交变电流时，下列说法正确的是(　　) A．金属中产生恒定感应电流 B．金属中产生交变感应电流 C．若线圈匝数增加，则金属中感应电流减小 D．若线圈匝数增加，则金属中感应电流不变 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 解析：当线圈中通有交变电流时，感应电炉中产生非均匀变化的磁场，金属中进而产生交变感应电流，A错误，B正确； 若线圈匝数增加，根据法拉第电磁感应定律可知，金属中的磁场增强，感应电流增大，C、D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 BD 3．(多选)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠加而成的，而不是采用一整块硅钢，这是为了(　　) 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．增大铁芯的电阻，以产生更多的热量 D．增大铁芯的电阻，以减小发热量 解析：磁场变化越快，感应电动势越大，因而涡流也就越强。涡流能使导体发热。变压器的铁芯由相互绝缘的薄片叠加而成以增大铁芯的电阻，降低涡流强度，减小发热量，从而减少能量损耗，提高变压器的效率。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 D 4．(2026·河南新乡市开学考)如图所示，用绝缘轻质细线将一个金属圆环悬于O点，水平虚线以下存在垂直于纸面向外的匀强磁场。将金属圆环从图中所示的位置由静止释放，圆环在摆动过程中始终与磁场垂直，忽略空气阻力，则金属圆环(　　) A．进入磁场的过程中产生逆时针方向的电流 B．第一次刚要进入和完全离开磁场时，速度大小相等 C．摆动幅度逐渐减小，最终停止在最低点 D．摆动幅度先逐渐减小，后保持不变 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 解析：圆环进入磁场的过程中，磁通量向外增大，根据楞次定律，可知圆环产生顺时针方向的电流，故A错误； 进入和离开磁场的过程中，圆环一部分机械能转化为电能，则圆环第一次刚要进入磁场时的速度大于第一次完全离开磁场时的速度，故B错误； 由B项分析可知进入磁场和离开磁场的过程中圆环的机械能减小，故摆动幅度逐渐减小，当圆环不再出磁场时，机械能不变，摆动幅度保持不变，故C错误，D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 D 5．涡流探伤是工业上常用的技术之一，该技术通过励磁线圈使构件中产生涡电流，再借助探测线圈测定涡电流的变化量，从而获得构件缺陷的有关信息，则(　　) A．工作时励磁线圈必须与被测构件接触 B．涡流探伤也适用于检测橡胶构件的缺陷 C．励磁线圈中应该通入恒定电流完成检测 D．探测线圈是根据接收到的涡流磁场工作的 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 解析：涡流探伤技术其原理是用励磁线圈使被测构件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的改变，故工作时励磁线圈不需要与被测构件接触，故A错误； 因橡胶构件不能产生涡流，所以涡流探伤不适用于检测橡胶构件的缺陷，故B错误； 励磁线圈中通入交变电流时才能产生变化的磁场，当金属构件处于该磁场中时，该金属构件中才会发生电磁感应现象产生涡流，完成检测，由此可知，探测线圈是根据接收到的涡流磁场工作的，故C错误，D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 BC 6．(多选)(2026·海南省期中)如图所示，让一铝制圆盘靠近U形磁铁的两极，但不接触，且磁铁的中心轴线与圆盘的中心在同一竖直线上。现让磁铁按照图示的方向转动，则下列说法正确的是(　　) A．磁铁不能吸引铝，因此圆盘不会随磁铁转动而转动 B．圆盘跟随磁铁转动是由内部产生的涡流引起的 C．磁铁停止转动后，由于电磁阻尼作用圆盘很快也会停止转动 D．磁铁转动时，圆盘内磁通量并未发生变化，因此圆盘不会随磁铁转动而转动 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 解析：在磁铁转动过程中，穿过整个圆盘的磁通量不发生变化，以圆盘盘面的其中一条直径为界，两侧穿过圆盘的磁感线的方向不同，当磁铁转动时，穿过圆盘两侧局部的磁通量发生变化，从而在圆盘上的不同位置产生涡流，由楞次定律可知，涡流会阻碍磁铁与圆盘间的相对运动，因此圆盘会跟随磁铁一起转动，故B正确，A、D错误； 磁铁停止转动后，由于电磁阻尼作用圆盘很快也会停止转动，故C正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 C 7．如图所示，足够长的铝管竖直放置在水平桌面上，把一小磁体从铝管上端管口放入，小磁体不与管壁接触，且无翻转，不计空气阻力。小磁体在铝管内下落的过程中(　　) A．做自由落体运动 B．加速度可能大于重力加速度 C．动能的增加量小于重力势能的减少量 D．铝管对桌面的压力小于铝管的重力 综合提升练 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 解析：小磁体在铝管中运动的过程中，虽不计空气阻力，但在下落过程中，受到方向向上的安培力，则小磁体的加速度小于重力加速度，所以小磁体的运动不是自由落体运动，开始时重力大于安培力，合力向下，加速度向下，随着速度增加，向上的安培力变大，当重力等于安培力时合力为零，此时加速度为零，小磁体匀速下落，A、B错误； 小磁体在整个下落过程中，除重力做功外，还有产生的感应电流对应的安培力做功，导致减小的重力势能除转化为动能外，还要转化为内能，故机械能不守恒，则小磁体动能的增加量小于重力势能的减少量，C正确； 根据电磁阻尼原理可知，小磁体下落过程中受到的安培力向上，由牛顿第三定律可知，铝管在磁体下落过程中受到向下的安培力，所以铝管对桌面的压力大于铝管的重力，D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 C 8．如图所示，石锅鱼味道鲜美，不仅保留了食物的自然味道，还含有多种微量元素和矿物质。某种铁合金复合石锅在电磁炉上也能使用。已知电磁炉只能加热含有磁性材料的锅具。下列相关说法正确的是(　　) A．将该石锅换成陶瓷锅后也一定能通过电磁炉加热食物 B．电磁炉接电压合适的直流电源后也能正常加热该石锅内的食物 C．该石锅放置在电磁炉上能加热食物的原理是电磁感应现象 D．该石锅放置在电磁炉上能加热食物的原理是电流的磁效应 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 解析：电磁炉里面安装有线圈，当线圈中通过高频交流电时，会产生强大的交变磁场，交变磁场穿过锅底，在锅底形成强涡流，根据电流的热效应可知，产生大量的热量，从而加热食物，故该石锅放置在电磁炉上能加热食物的原理是电磁感应现象，故C正确，D错误； 陶瓷不是磁性材料，故A错误； 直流电不能产生变化的磁场，在锅体内不能产生感应电流，因此无法加热食物，故B错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 D 9．感应加热表面淬火是利用电磁感应原理，将工件置于感应线圈中，向线圈中通入交流电时，工件中将出现涡流，在很短时间内，工件表面温度可以达到淬火温度1 000 ℃，立即冷却使工件表面淬火。下列关于工件加热过程中说法正确的是(　　) A．工件中磁通量保持不变 B．工件中出现的涡流方向不变 C．工件中出现的是交流电，其频率小于感应线圈中通入交流电的频率 D．在感应线圈中通入的交流电峰值不变的情况下，频率越高，工件中的感应电流越大 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 解析：根据楞次定律，工件中出现涡流，磁通量必然变化，故A错误； 由于感应线圈中通入的是交流电，根据楞次定律可得，工件中出现的涡流方向周期性变化，工件中出现的是交流电，其频率等于感应线圈中通入交流电的频率，故B、C错误； 根据法拉第电磁感应定律可知，在峰值不变的情况下，可得感应线圈中通入交流电的频率越高，磁通量的变化率越大，感应电动势越大，感应电流越大，故D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 10．(多选)某同学自制的简易磁力传动装置如图所示，铝制圆盘放置在可旋转底座上，圆盘正上方悬挂条形磁铁。关于该装置，从上往下看，说法正确的是(　　) A.当条形磁铁顺时针转动时，铝制圆盘顺时针转动 B．当条形磁铁顺时针转动时，铝制圆盘逆时针转动 C．当条形磁铁的转速变快时，铝制圆盘转速也变快 D．当条形磁铁停止转动，铝制圆盘会立即停止运动 AC 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 解析：当条形磁铁顺时针转动时，穿过铝制圆盘的磁通量会发生变化，根据楞次定律可知，圆盘内产生的感应电流的磁场会阻碍磁通量变化，所以铝制圆盘也顺时针转动，A正确，B错误； 当磁铁的转速变快时，穿过铝制圆盘的磁通量变化加快，圆盘产生的阻碍磁通量变化的磁场也变快，所以铝制圆盘转速也变快，C正确； 当条形磁铁停止转动，由于铝制圆盘转动过程中仍产生感应电流，所以圆盘会逐渐减速直至停止运动，D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 11．电磁阻尼现象在日常生活中得到广泛应用，如汽车的减震悬架等。某车型的减震系统就由两部分组成：一部分是机械弹簧主减震系统；另一部分是电磁辅助减震系统。装置示意图如图所示，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，在震动过程中磁体可在线圈内上下移动，则(　　) 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．只要产生震动，电磁减震系统就能起到减震效果 D．震动过程中，线圈中有感应电流，且感应电流方向不变 C 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 解析：对调磁体的磁极，震动过程线圈仍会产生感应电流，不影响减震效果，故A错误，C正确； 震动过程中，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。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 12．高速列车通常使用磁力刹车系统。磁力刹车工作原理可简述如下：将磁铁的N极靠近一块正在以逆时针方向旋转的圆形铝盘，使磁感线垂直铝盘向内，铝盘随即减速，如图所示。图中磁铁左方铝盘的甲区域(虚线区域)朝磁铁方向运动，磁铁右方铝盘的乙区域(虚线区域)朝离开磁铁方向运动。下列有关铝盘刹车的说法正确的是(　　) A．铝盘甲区域的感应电流产生垂直于铝盘向里的磁场 B．铝盘乙区域的感应电流产生垂直于铝盘向外的磁场 C．磁铁与甲、乙两区域的感应电流之间的作用力，都会使铝盘减速 D．若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘，则磁铁对空洞铝盘的作用力变大 C 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 解析：铝盘甲区域中的磁通量增大，由楞次定律可知，甲区域感应电流的磁场方向垂直于纸面向外，故A错误； 铝盘乙区域中的磁通量减小，由楞次定律可知，乙区域感应电流的磁场方向垂直于纸面向里，故B错误； 由“来拒去留”可知，磁铁与感应电流之间有相互阻碍的作用力，则会使铝盘减速，故C正确； 若将实心铝盘换成布满小空洞的铝盘，这样会导致涡流产生的磁场减弱，则磁铁对空洞铝盘所产生的减速效果明显低于实心铝盘，故D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 分层训练 能力提升 $