人教版高中物理选修3-2检测：第四章《电磁感应》4-7b

4课后提高考能
知识点基础中档稍难涡流的防备、应用1、4、 610
电磁阻尼、电磁驱动2、3、 58
电磁感觉中力电综合9、11
能量关系7、12
1.
(多项选择 )如下图是电表中的指针和电磁阻尼器，以下说法中正确
的是()
A．2 是磁铁，在 1 中产生涡流
B．1 是磁铁，在 2 中产生涡流
C．该装置的作用是使指针能够转动
D．该装置的作用是使指针能很快地稳固
答案AD
分析这是涡流的典型应用之一。

当指针摇动时， 1 随之转动， 2 是磁铁，那么在 1 中产生涡流， 2 对 1 的安培力将阻挡 1 的转动。

总之不论 1 向哪个方向转动， 2 对 1 的成效总起到阻尼作用。

因此它
能使指针很快地稳固下来。

2． [2014 ·吉安高二检测 ](多项选择 )如下图，在水平通电直导线的正下方，有一半圆形圆滑弧形轨道，一导体圆环自轨道右边的P 点无初速度滑下，以下判断正确的选项是()
A．圆环中将有感觉电流产生
B．圆环能滑到轨道左边与P 点等高处
C．圆环最后停到轨道最低点
D．圆环将会在轨道上永久滑动下去
答案AC
分析水平通电导线下方存在非匀强磁场，因此导体圆环在此中运动时，穿过圆环的磁通量不停变化，环中产生感觉电流， A 正确。

因为涡流的存在，机械能不停损失最后转变为内能，因此圆环既抵达不了左边与P 点等高处，也不会永久运动下去。

最后要停在轨道的
最低点， C 对， B、 D 错。

3．如下图，使一个铜环绕其竖直的轴OO′转动，且假定摩擦等阻力不计，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．铜盘仍以本来的转速转动
D．铜盘的转动速度能否变化，要依据磁铁的上下两头的极性来
决定
答案A
分析当一个蹄形磁铁移近铜盘时，铜盘转动切割磁感线，产生感觉电流，由楞次定律可知感觉电流受的安培力阻挡其相对运动，所
以铜盘的转动将变慢，此题也能够从能量守恒的角度去剖析，因为铜盘转动切割磁感线，产生感觉电流，铜盘的机械能不停转变成电能，铜盘转动会渐渐变慢，故正确选项为 A。

4.
(多项选择 )如下图是用涡流金属探测器探测地下金属物的表示图，以下说法中正确的选项是 ()
A．探测器内的探测线圈会产生变化磁场
B．只有有磁性的金属物才会被探测器探测到
C．探测到地下的金属物是因为探头中产生了涡流
D．探测到地下的金属物是因为金属物中产生了涡流
答案AD
分析探测器内线圈通有变化电流产生变化磁场，如有金属，则金属中会产生涡流，涡流磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警。

5． [2014 ·纲全国卷大 ]好多同样的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒。

一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直搁置，其下端与圆筒上端张口平齐。

让条形磁铁从静止开始着落。

条形磁铁在圆筒中的运动速率 ()
A．平均增大
B．先增大，后减小
C．渐渐增大，趋于不变
D．先增大，再减小，最后不变
答案C
分析条形磁铁在着落过程中遇到向上的排挤力，绝缘铜环内产生感觉电流，致使条形磁铁做加快度渐渐减小的加快运动，故其速率渐渐增大，最后趋于不变，选项 C 正确，选项 ABD 错误。

6.
如下图，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和
一玻璃杯水。

给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升
高，则通入的电流与水温高升的是()
A．恒定直流、小铁锅
B．恒定直流、玻璃杯
C．变化的电流、小铁锅
D．变化的电流、玻璃杯
答案C
分析通入恒定电流时，所产生的磁场不变，不会产生感觉电流，通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，在空间产生感生电场，铁锅
是导体，感生电场在导体内产生涡流，电能转变为内能，使水温高升。

涡流是由变化的磁场在导体内产生的，因此玻璃杯中的水不会升温，故
C 正确。

7．[2015 ·课标全国卷Ⅰ ](多项选择 )1824 年，法国科学家阿拉果达
成了有名的“圆盘实验”。

实验中将一铜圆盘水平搁置，在此中心正上
方
用柔嫩细线悬挂一枚能够自由旋转的磁针，如下图。

实验中发现，当圆
盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也跟着一
起转动起来，但略有滞后。

以下说法正确的选项是()
A．圆盘上产生了感觉电动势
B．圆盘内的涡电流产生的磁场致使磁针转动
C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发
生了变化
D．圆盘中的自由电子随圆盘一同运动形成电流，此电流产生的
磁场致使磁针转动
答案AB
分析当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，圆盘的半径切割磁感线产生感觉电动势和感觉电流，选项 A 正确；圆盘内的涡电流产生的磁场对磁针施加磁场力作用，致使磁针转动，选项 B 正确；因为圆盘中心正上方悬挂小磁针，在圆盘转动过程中，磁
针的磁场穿过整个圆盘的磁通量不变，选项 C 错误；圆盘中自由电子
随圆盘一同运动形成的电流的磁场，由安培定章可判断出在中心方向
竖直向下，其余地点对于中心对称，此磁场不会致使磁针转动，选项 D 错误。

8． [2014 ·黄冈高二检测 ](多项选择 )地球是一个巨大的磁体，拥有金属外壳的人造地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，若不可以忽视所经之
处地磁场的强弱差异，则()
A．运转速率将愈来愈小B．运转周期将愈来愈小
C．轨道半径将愈来愈小 D．向心加快度将愈来愈小答案 BC
分析卫星运动时，穿过卫星的磁通量发生变化，使卫星中产生感觉电流，地磁场对卫星产生电磁阻尼作用，速率减小，而做向心运
Mm
v 2
动，轨道半径愈来愈小，而轨道半径一旦减小，由
G r 2 ＝m r 可得 Mm 2 M
速率将增大；由 π 可得周期将减小；由
，可得
G r 2 ＝ 4 2 r n ＝ G 2
m T a r
向心加快度将增大， B 、 C 项正确。

9.
如图，空间某地区中有一匀强磁场， 磁感觉强度方向水平， 且垂
直于纸面向里， 磁场上界限 b 和下界限 d 水平。

在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下面的距离很短， 下面水平。

线圈从水平面 a 开始
着落。

已知磁场上下界限之间的距离大于水平面
a 、
b 之间的距离。

若线圈下面刚经过水平面 b 、c(位于磁场中 )和 d 时，线圈所遇到的磁
场力的大小分别为 F b 、F c 和 F d ，则 (
)
A ．F d >F c >F b
B ．F c <F d <F b
C ．F c >F b >F d
D ．F c <F b <F d
答案
D
分析
金属线圈进入与走开磁场的过程中，
产生感觉电流， 线圈
遇到向上的磁场力即安培力，依据
E
F ＝IlB ， E ＝Blv ， I ＝ r 可得：
F
B 2l 2
v
＝
r
，由此可知线圈所遇到的磁场力大小与速度大小成正比。

当线
圈完整进入磁场时，没有安培力，故 F c ＝0；经过水平面 b 时，有 v b 2 ＝2gh ab ，则 v b ＝ 2gh ab ；经过水平面
d 时设线圈刚完整进入时的速
2
2 2
，故 v
，
度为 v ′，有 v
－v ′＝2gh ，则 v ＝
v ′＋2gh ，而 h
bd
b bdd b bd
bd >h abd >v b
则 F d >F b ，因此此题答案为 D 。

10．在现代家庭的厨房中，电磁炉 (如图甲 )是家庭主妇特别喜爱
的炊具，它拥有热效率高、温控正确、安全性好、洁净卫生等特色。

利用以下资料并联合已学习的电磁学知识剖析、议论有关问题。

如图乙所示是描绘电磁炉工作原理的表示图。

电磁炉的内部有一个金属线圈，当电流经过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是随电流不停变化的，这个变化的磁场又会使放在电磁炉上面的铁
质(或钢质 )锅底内产生感觉电流，因为锅底有电阻，因此感觉电流又
会在锅底产生热效应，这些热能便能起到加热物体的作用。

因为电磁炉是由电磁感觉产生电流，利用电流的热效应产生热
量，因此不是全部的锅或用具都合用。

合适放在电磁炉上烹调的器拥有不锈钢锅、不锈钢壶、平底铁锅；不合用的有陶瓷锅、耐热玻璃锅、铝锅、铜锅等。

综合以上资料剖析以下问题：
(1)在电磁炉加热食品的过程中波及的物理原理有(回答三个即可)：
①②③；；。

(2)电磁炉的锅不可以用陶瓷锅、耐热玻璃锅的原由
是
__________；电磁炉所用的锅不可以用铝锅、铜锅的原由是____________________。

(3)在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉还可以起到加热作用
吗？为何？
答案看法析
分析(1)①电流的磁效应 (或电生磁 )；②电磁感觉现象(或磁生
电)；③电流的热效应 (或焦耳定律 )。

(2)陶瓷和玻璃是绝缘体，不可以产生电磁感觉现象
铝、铜的导
磁性太差，效率低
(3)能起到加热作用，因为线圈产生的磁场能穿透纸板抵达锅底，
在锅底产生感觉电流，利用电流的热效应起到加热作用。

11.
如下图，在圆滑的水平面上的有一半径
r ＝ 10 cm 、电阻 R ＝1
Ω、质量 m ＝1 kg 的金属环，以速度 v ＝10 m/s 向一有界磁场滑去。

匀强磁场方向垂直于纸面向里， B ＝0.5 T ，从环刚进入磁场算起，到
恰好有一半进入磁场时，圆环一共开释了
32 J 的热量，求：
(1)此时圆环中电流的刹时功率；
(2)此时圆环运动的加快度。

答案
(1)0.36 W
(2)6
×10－ 2
m/s 2
方向向左
分析
(1)设恰好有一半进入磁场时，圆环的速度为
v ′，由能量
守恒
1
2＝
Q ＋
1
2
2mv
2mv ′
此时圆环切割磁感线的有效长度为
2r ，圆环的感觉电动势
E ＝B ·2r ·v ′
而圆环此时的刹时功率
E 2
B ·2r ·v
2
P ＝ R ＝ R
两式联立代入数据可得
v ′＝6 m/s ， P ＝0.36 W
(2)此时圆环在水平方向受向左的安培力
F ＝ILB ，
圆环的加快度为 a ＝ ILB
＝ B
2
r 2
v ′ － 2
m/s 2，
m
mR
＝6×10
方向向左。

12．如下图，质量
m ＝100 g 的铝环，用细线悬挂起来，环中
央距地面高度 h ＝0.8 m ，有一质量 M ＝200 g 的小磁铁 (长度可忽视 )，
以 10 m/s 的水平速度射入并穿过铝环，落地址距铝环原地点的水平距离为 3.6 m ，则磁铁与铝环发生互相作用时 (小磁铁穿过铝环后的运动看作平抛运动 )：
(1)铝环向哪边偏斜？
(2)若铝环在磁铁穿事后速度为 2 m/s ，在磁铁穿过铝环的整个过程中，环中产生了多少电能？ (g 取 10 m/s 2
)
答案
(1)铝环向右偏 (2)1.7 J
分析
(1)由楞次定律可知，当小磁铁向右运动时，铝环向右偏
斜(阻挡相对运动 )。

(2)由能量守恒可得：由磁铁穿过铝环飞翔的水平距离可求出磁铁穿事后的速度
＝ x ＝9 m/s
v 2h
g
电
＝ 1
2
1
2
1
2
E －
2Mv
－
′＝1.7 J 。

2Mv 0
2mv。