新人教版高中物理第四章电磁感应第七节涡流电磁阻尼和电磁驱动自我小测含解析选修3_2

涡流、电磁阻尼和电磁驱动
一、选择题(其中第1～5题为单选题，第6～8题为多选题)
1．电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物。

下列相关的说法中正确的是( )
A．锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关
B．电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作
C．金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物
D．电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗
2．如图所示，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升高的是( )
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3．如图所示，蹄形磁铁的两极之间放置一个线圈abcd，磁铁和线圈都可以绕OO′轴转
动，当磁铁按图示方向绕OO′轴转动，线圈的运动情况是( )
A．俯视，线圈顺时针转动，转速与磁铁相同
B．俯视，线圈逆时针转动，转速与磁铁相同
C．线圈与磁铁转动方向相同，但转速小于磁铁的转速
D．线圈静止不动4．如图所示，使一个铜盘绕其竖直的轴OO′转动，且各种摩擦等阻力不计。

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．铜盘仍以原来的转速转动
D．铜盘的转动速度是否变化，要根据磁铁的上下两端的极性来决定5．如图所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，在薄木板的下面有两块相同的蹄形磁铁，
四个磁极之间的距离相等。

当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受
到木板的摩擦力方向是( )
B．先向左、后向右、再向左
A．先向左，后向右
D．一直向左
C．一直向右6．如图所示是电表中的指针和电磁阻尼器的结构，下列说法中正确的是( )
B．1是磁铁，在2中产生涡流
A．2是磁铁，在1中产生涡流D．该装置的作用是使指针能很快地稳定
C．该装置的作用是使指针能够转动7．如图所示，abcd是一小金属块，用一根绝缘细杆挂在固定点O，使金属块绕在直线OO′两边来回摆动，O的正下方有一水平方向的匀强磁场区域，磁感线方向跟纸面垂直，若
摩擦和空气阻力均不计，则( )
A．金属块进入或离开磁场区域时，都会产生感应电流
B．金属块完全进入磁场区域后，金属块中无感应电流C．金属块开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后将不再减小
D．金属块摆动过程中，机械能会完全转化为金属块中产生的电能8．如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直
固定在相同高度。

两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速度释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面。

下面对于两管描述可能正确的是( )
A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的
B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的
C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的
D．A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的
二、非选择题9．如图所示，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(长度可忽略)，以10 m/s的水平速度射入并穿过铝环，落地点距铝环原位置的水平距离为3.6 m，则磁铁与铝环发生相互作用时(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)若铝环在磁铁穿过后速度为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/s2)
参考答案
1．解析：涡流是高频交流电产生的磁场引起的电磁感应现象，故选项A正确，B错误；
电磁炉表面一般用绝缘材料制成，避免产生涡流，锅体用金属制成，利用涡流加热物体，故
选项C、D错误。

答案：A 2．解析：通入恒定电流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电流。

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，电能转化为内能，使水温升高。

涡流是由变化的磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不
会升温，故C正确。

答案：C 3．解析：磁铁相对线圈转动，通过线圈的磁通量发生变化，线圈中产生感应电流，则线
圈受安培力作用，阻碍两者的相对运动，由“来拒去留”可知线圈跟着磁铁同方向转动。

如果转速相同，则没有相对运动，线圈中不产生感应电流，线圈不受安培力作用，则线圈不会
转动，所以线圈与磁铁转动方向相同，但转速小于磁铁转速。

答案：C 4．解析：当一个蹄形磁铁移近铜盘时，铜盘转动切割磁感线，产生感应电流，由楞次定
律可知其感应电流受的安培力阻碍其相对运动，所以铜盘的转动将变慢。

本题也可以从能量守恒的角度去分析，因为铜盘转动切割磁感线，产生感应电流，铜盘的机械能不断转化成电
能，铜盘转动会逐渐变慢，故正确选项为A。

答案：A 5．解析：根据电磁感应现象中的“来拒去留”知，当两磁铁靠近线圈时，线圈要阻碍其
靠近，线圈有向右移动的趋势，受木板的摩擦力向左；当磁铁远离线圈时，线圈要阻碍其远离，仍有向右移动的趋势，受木板的摩擦力方向仍是向左的，故选项D正确。

答案：D 6．解析：这是涡流的典型应用之一。

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

不管1向哪个方向转动，2对1的效果总起到
阻尼作用。

所以它能使指针很快地稳定下来。

答案：AD 7．解析：在小金属块进入或离开磁场时有感应电流产生，完全进入磁场后无感应电流，
故可知小金属块最终将做一个等幅摆动。

答案：ABC 8．解析：磁性小球穿过金属圆管过程中，将圆管看作由许多金属圆环组成，小球的磁场
使每个圆环中产生感应电流，根据楞次定律，该电流阻碍磁性小球的下落，小球向下运动的加速度小于重力加速度；小球在塑料、胶木等非金属材料圆管中不会产生感应电流，小球仍然做自由落体运动，穿过塑料、胶木圆管的时间比穿过金属圆管的时间少。

答案：AD 9．解析：(1)由楞次定律可知，当小磁铁向右运动时，铝环向右偏斜(阻碍相对运动)。

(2)由能量守恒可得：由磁铁穿过铝环飞行的水平距离可求出磁铁穿过后的速度
v＝ m/s＝9 m/s
E电＝M－Mv2－mv′2＝1.7 J。

答案：(1)铝环向右偏(2)1.7 J。