高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动课后测评

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动课后测评，共11页。试卷主要包含了单选题，多选题，填空题，解答题等内容，欢迎下载使用。


一、单选题
1．摩托车和汽车上装有的磁性转速表的结构原理如图所示，转轴Ⅰ随待测物沿图示方向旋转，永久磁体同步旋转。铝盘、游丝和指针固定在转轴Ⅱ上，铝盘靠近永久磁体，当待测物以一定的转速旋转时，指针指示的转角即对应于被测物的转速。下列说法正确的是（ ）
A．铝盘接通电源后，通有电流的铝盘才会在磁场作用下带动指针转动
B．永久磁体转动时，铝盘中产生感应电流，感应电流使铝盘受磁场力作用而转动
C．刻度盘上的零刻度线应标在刻度盘的a端
D．若去掉游丝和指针，使转轴Ⅱ可以无阻碍地自由转动，铝盘就能同永久磁体完全同步转动
2．下列电器工作时主要利用涡流使物体发热的是
A．电熨斗B．电磁炉C．电饭锅D．电热水器
3．磁电式电流表是常用的电学实验器材，图甲为其结构示意图。电表内部由线圈、磁铁、极靴、圆柱形软铁、螺旋弹簧等构成。图乙为线圈在磁场中的受力示意图，下列说法正确的是（ ）
A．极靴与圆柱形软铁之间为匀强磁场
B．当线圈中电流方向改变时，线圈受到的安培力方向不变
C．在运输磁电式电流表时，通常把正、负极接线柱用导线连在一起，是利用了电磁阻尼原理
D．通电线圈通常绕在铝框上，其主要原因是铝的电阻率小，可以减小焦耳热的产生
4．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
5．航母上的飞机起飞可以利用电磁驱动来实现。电磁驱动原理示意图如图所示，在固定线圈左右两侧对称位置放置两个闭合金属圆环，铝环和铜环的形状、大小相同、已知铜的电阻率较小，不计所有接触面间的摩擦，则闭合开关S的瞬间（ ）
A．铝环向右运动，铜环向左运动B．铝环和铜环都向右运动
C．铜环受到的安培力小于铝环受到的安培力D．从左向右看，铜环中的感应电流沿顺时针方向
6．如图所示，下列生产生活现象中，不属于涡流的是（ ）
A．甲图用电磁炉烹制菜肴
B．乙图变压器工作时，绕制线圈的铁芯中会发热
C．丙图过安检时用金属探测器探测人身是否携带金属物品
D．丁图工人穿上金属丝织成的衣服进行高压带电作业
7．下列电器主要利用了电磁感应原理的是（ ）
A．电饭煲B．电风扇C．电熨斗D．电磁炉
8．关于如图所示物理现象的解释中不正确的是（ ）

A．收音机里的“磁性天线”利用互感现象把广播电台的信号从一个线圈传送到另一个线圈
B．电磁炮与传统大炮不同，它利用安培力对弹丸做功的原理，可以使弹丸获得很大的速度
C．避雷针往往具有很多组金属尖棒，做成伞架的形状，它是利用静电屏蔽原理工作的
D．用导线把微安表的“﹢”“﹣”两个接线柱连在一起后晃动电表，表针晃动幅度很小，且会很快停下，这是物理中的电磁阻尼现象
9．如图所示，有一个铜盘，轻轻拨动它，能长时间地绕轴自由转动。如果在转动时把U形磁铁放在铜盘边缘，但并不与铜盘接触，则铜盘（ ）
A．不受响和原先一样转动B．很快停下
C．比原先需要更长时间停下来D．比原先更快地转动
10．如图给出了某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式无线充电的原理图。关于无线充电，下列说法正确的是（ ）
A．无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”
B．只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电
C．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同
D．只要有无线充电底座，所有手机都可以进行无线充电
二、多选题
11．“电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中，如图所示为一手持式封口机，它的工作原理是：在封口机工作时，套在瓶口上的封口头内的线圈有电流通过，致使靠近线圈（但与线圈绝缘）的铝箔自行快速发热，熔化复合在铝箔上的溶胶，从而粘贴在被封容器的瓶口处，达到迅速封口的目的。下列有关说法正确的是
A．封口材料可用普通塑料来代替铝箔
B．封口机工作时封口头内的线圈有短时间的恒定电流
C．可以通过控制封口头内线圈电流的频率来设定铝箔发热的功率
D．封口头内线圈中电流产生的磁场方向应当与铝箔表面垂直
12．根据所学知识判断下列哪些是对涡流的应用（ ）
A．电磁炉B．微波炉
C．冶炼金属的感应炉D．变压器的硅钢片铁芯
13．1831年，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机（图甲）。它是利用电磁感应的原理制成的，是人类历史上第一台发电机。图乙是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触。使铜盘转动，电阻R中就有电流通过。若所加磁场为匀强磁场，磁场方向水平向右，除R以外其余电阻均不计。从左往右看，铜盘沿顺时针方向匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A．铜片D的电势高于铜片C的电势
B．流过电阻R的电流大小恒定不变
C．若铜盘半径变为原来的2倍。则流过电阻R的电流也变为原来的2倍
D．若保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则铜盘中也会有电流产生
14．下列说法正确的是（ ）
A．在高速（接近光速）、微观（小到分子、原子的尺度）领域，牛顿运动定律不再适用，而动量守恒定律仍然正确。
B．奥斯特首先发现了电磁感应现象。
C．法拉第通过对电磁感应现象的研究提出了闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一回路的磁通量的变化率成正比
D．变压器的线圈都绕在铁芯上，在铁芯中产生的涡流使铁芯发热，浪费了能量，我们要想办法减小涡流，途径之一是增大铁芯材料的电阻率，常用的铁芯材料是硅钢，它的电阻率比较大
15．根据你所学的知识，判断以下说法中正确的是
A．历史上先发现电磁感应现象，后发现电流的磁效应
B．在相同电压下，电动机启动时的电流比正常工作时的电流大
C．探测地雷的探雷器是利用涡流工作的
D．远距离运输时应将安培表两接线柱用导线连接
三、填空题
16．在水平放置的光滑导轨上，沿着导轨方向固定一条形磁铁（如图所示）。现有四个滑块，分别由铜、铁、铝和有机玻璃制成，使它们从导轨上A点以一定的初速度向磁铁滑去，则作加速运动的是 ；作匀速运动的是 ；作减速运动的是 。
17．当导体在 中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是 导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。
18．利用涡流冶炼金属的优点是整个过程能在 中进行，这样就能防止 进入金属，可以冶炼高质量的 。
19．如图所示是用涡流金属探测器探究地下金属物的示意图，当探测到地下的金属物时， （选填“金属物”或“探头”）中产生涡流。
20．电磁炉是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁质锅底，使之形成无数个小涡流，加快锅底分子运动，锅底自身高速发热达到加热食物的目的，其工作原理如图所示．
（1）使用微型电脑控制的电磁炉加热时不产生明火、无烟尘、无废气、清洁、安全、高效节能，是现代家庭中理想的灶具，请写出电磁炉在使用中触及到的物理知识(只写两点)： 和 ．
（2）在使用电磁炉加热食物时，电磁炉和锅之间的传热方向是：由 传递给 ；使用电磁炉加热食物的过程中要消耗 能得到 能．
（3）“多宝”牌电磁炉某一款式性能参数如下表所示：
根据表中的参数分析，电磁炉与普通的电加热器相比，有哪些优点？ 和 (请写出两点)
四、解答题
21．有人设计了可变阻尼的电磁辅助减震系统，由三部分组成．下部分是电磁侦测系统:-部分是可变电磁阻尼系统，吸收震动时的动能:控制系统接收侦测系统的信号，改变阻尼磁场的强弱．系统如图(1)所示，侦测线框、阻尼线圈固定在汽车底盘上，侦测系统磁体、减震系统磁体固定在车轴上，车轴与底盘通过一减震弹簧相连．侦测系统磁场为匀强磁场，B1=0.01T， 长方形线框宽d=0.05m，整个回路的电阻，运动过程中，线框的下边不会离开磁场，上边不会进入磁场．阻尼线圈由100个相互绝缘的独立金属环组成，这100个金属环均匀固定在长为0.2m的不导电圆柱体上，减震系.统磁场辐向分布，俯视如图(2)所示，线圈所在位置磁感应强度B2大小处处相等，大小由控制系统控制．汽车静止时，阻尼线圈恰好50匝处于磁场中，取此时侦测线框所在的位置为原点，取向下为正，线框相对侦测磁场的位移记为x，B2 的大小与x的关系如图(3)所示．每个线圈的电阻为，周长L=0.3m．不考虑阻尼线圈之间的电磁感应，忽略阻尼线圈导体的粗细，设车轴与底盘总保持平行．
(1)侦测线框向下运动时电流的方向为顺时针还是逆时针?
(2)写出侦测线框由平衡位置向下运动时，侦测线框流入控制系统的电量q与位移x的大小关系式:
(3)某次侦测线框由平衡位置向下运动，流入控制系统的电量，这一过程底盘相对车轴做v=10m/s的匀速运动，求这-过程阻尼线圈吸收了多少机械能;
(4)某次侦测线框由平衡位置向下运动，流入控制系统的电量，求这一过程中安培力对阻尼线圈的总冲量．
22．音箱设备中的扬声器，也可以作为话筒使用。小型扬声器的内部构造如图所示，其中线圈松松地套在永磁铁的一个磁极上，它的左端与纸盆相连。当对着纸盆说话时，从线圈可以输出音频信号电流。请简要说明它的工作原理。
23．一轻质弹簧上端固定，下端悬挂一条形磁铁。一次在磁铁下方固定一闭合线圈（如图），另一次不放线圈，然后将磁铁下拉相同的距离后释放。你认为两次磁铁振动的时间有区别吗？为什么？
24．2022年4月16日上午，被称为“感觉良好”乘组的“神舟十三号”结束太空出差，顺利回到地球。为了能更安全着陆，设计师在返回舱的底盘安装了4台电磁缓冲装置。每台电磁缓冲装置包含绝缘光滑缓冲轨道、，且缓冲轨道内存在稳定匀强磁场，方向垂直于整个缓冲轨道平面。4台电磁缓冲装置与地面提前着陆的4个缓冲滑块分别对接，缓冲滑块外部由高强度绝缘材料制成，其内部边缘绕有闭合单匝矩形线圈。当缓冲滑块接触地面时，滑块立即停止运动，此后线圈与返回舱中的磁场相互作用，返回舱一直做减速运动直至达到软着陆要求的速度，从而实现缓冲。现已知缓冲滑块竖直向下撞向地面时，返回舱的速度大小为，4台电磁缓冲装置结构相同，其中一台电磁缓冲装置的结构简图如图所示，线圈的电阻为R，边长为L，返回舱的质量为m，磁感应强度大小为B，重力加速度大小为g，一切摩擦阻力均不计。
（1）缓冲滑块刚停止运动时，求流过线圈边的电流大小和方向；
（2）假设缓冲轨道足够长，线圈足够高，求软着陆速度v的大小；
（3）若返回舱的速度大小从减到v的过程中，经历的时间为t，求该过程中返回舱下落的高度h和每台电磁缓冲装置中产生的焦耳热Q。（结果保留v）
25．工业上制造白炽灯泡时，为了更好地排出灯泡里的空气，必须对灯泡加热，但有时会把灯泡放在频率较高的交变磁场中，此时灯泡玻璃并不发热，为什么这样做能达到加热的目的？
型号
额定电压
额定功率
功率调节范围
温度调节范围
热效率
DB-16
220V
50Hz
1600W
450~1600W
70~240℃
（大于）90%
参考答案：
1．B
2．B
3．C
4．D
5．D
6．D
7．D
8．C
9．B
10．C
11．CD
12．AC
13．ABD
14．AD
15．BCD
16． 铁 有机玻璃 铜和铝
17． 磁场 阻碍
18． 真空； 空气中的杂质； 合金
19．金属物
20． 电流产生磁场 热传递 锅 电磁炉 电 内 热效率高 功率调节范围大
21．(1) 逆时针(2) 0.005x (C) (3) 2812.5 J (4) 1856.25 N•s，方向向上
22．略
23．略
24．（1），方向从b到a；（2）；（3），
25．把灯泡放在频率较高的交变磁场中时，灯丝中闭合回路要产生感应涡流，从而使灯丝产生的热量，而灯泡玻璃不是导体，不会产生涡流，则不会发热。