《2.3渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動》練習卷一、單選題（本大題共10小題，共60分）1.（6分）如圖所示，三個完全相同的半圓形光滑軌道豎直放置，分別處在真空、勻強磁場和勻強電場中，軌道兩端在同一高度上。三個相同的帶正電小球同時從軌道左端最高點由靜止開始沿軌道運動，P、M、N分別為軌道的最低點，則下列有關判斷正確的是(????)A.小球第一次到達軌道最低點的速度關系vP=vM>vN?2.（6分）下列用電器工作原理涉及到渦流現(xiàn)象應用的是(A.電吹風 B.電磁灶 C.電冰箱 D.電視機3.（6分）[學科核心素養(yǎng)·科學思維]電磁爐作為新一代炊具，無煙、無明火、無污染、不產(chǎn)生有害氣體、高效節(jié)能等是電磁爐的優(yōu)勢。電磁爐的工作原理是利用通電線圈產(chǎn)生磁場,當磁場通過鐵質(zhì)鍋體時，鍋體內(nèi)會產(chǎn)生無數(shù)小渦流,使鍋體自行高速發(fā)熱,加熱鍋內(nèi)食物。下列相關說法正確的是()A.鍋體中的渦流是由恒定的磁場產(chǎn)生的

B.鍋體中的渦流是由變化的磁場產(chǎn)生的

C.恒定磁場越強,電磁爐的加熱效率越高

D.降低磁場變化的頻率,可提高電磁爐的加熱效率4.（6分）下列關于甲、乙、丙、丁四種裝置，在下列操作與判斷正確的是()?

A.圖甲中，使兩導體棒以相同的速度在導軌上勻速向右運動，導體棒中能產(chǎn)生感應電流

B.圖乙中，使導體棒ab在勻強磁場中以恒定的角速度繞b點構(gòu)成的閉合回路轉(zhuǎn)動，導體棒中不能產(chǎn)生感應電流

C.圖丙中，在閉合圓環(huán)導體(水平放置)某一直徑正上方的平行直導線中，使通過的電流逐漸增大，閉合導體環(huán)中能產(chǎn)生感應電流

D.圖丁中，當滑動變阻器的滑片P向右滑動時，不閉合的導體環(huán)中不能產(chǎn)生感應電流5.（6分）如圖所示，上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置，小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部，則小磁塊(????)A.在P和Q中都做自由落體運動 B.在兩個下落過程中的機械能都守恒

C.在P中的下落時間比在Q中的長 D.落至底部時在P中的速度比在Q中的大6.（6分）如圖所示水平光滑的平行金屬導軌，左端接有電阻R，勻強磁場B豎直向下分布在導軌所在空間內(nèi)，質(zhì)量一定的金屬棒PQ垂直于導軌放置．今使棒以一定的初速度v0向右運動，當其通過位置a.b時，速率分別為va.vb，到位置c時棒剛好靜止．設導軌與棒的電阻均不計，a.b與b.c的間距相等，則金屬棒在由a→b與A.棒運動的加速度相等 B.通過棒橫截面的電量不相等

C.回路中產(chǎn)生的電能Eab=3Ebc 7.（6分）關于線圈的自感系數(shù)大小的下列說法中正確的是（）A.通過線圈的電流越大，自感系數(shù)越大

B.線圈中的電流變化越快，自感系數(shù)越大

C.插有鐵芯時線圈的自感系數(shù)會比它沒有插入鐵芯時大

D.線圈的自感系數(shù)與電流的大小，電流變化的快慢，是否有鐵芯等都無關8.（6分）如圖所示，把輕質(zhì)導電線圈用絕緣細線懸掛在磁鐵N極附近，磁鐵的軸線穿過線圈的圓心且垂直于線圈平面，當線圈內(nèi)通入如圖方向的電流后，則線圈(?)A.向左運動 B.向右運動

C.靜止不動 D.無法確定9.（6分）如圖所示，水平放置的絕緣桌面上有一個金屬圓環(huán)，圓心的正上方有一用輕質(zhì)彈簧懸掛的條形磁鐵?，F(xiàn)將磁鐵托起到彈簧處于原長時放開，磁鐵將沿豎直方向上下振動。若磁鐵在振動過程中始終沒有接觸桌面，則有(????)A.磁鐵上下振動時，金屬圓環(huán)中將產(chǎn)生方向始終不變的感應電流

B.當磁鐵運動到最低點時，圓環(huán)中產(chǎn)生的感應電流最大

C.在磁鐵向下運動的過程中，圓環(huán)對桌面的壓力大于圓環(huán)的重力

D.當磁鐵靜止不動后，磁鐵減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為圓環(huán)中產(chǎn)生的電能10.（6分）一個半徑為r、質(zhì)量為m、電阻為R的金屬圓環(huán)，用一根長為L的絕緣細繩懸掛于O點，離O點下方L2處有一寬度為L4，垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域，如圖所示．現(xiàn)使圓環(huán)從與懸點O等高位置A處由靜止釋放(細繩張直，忽略空氣阻力)，擺動過程中金屬環(huán)所在平面始終垂直磁場，則在達到穩(wěn)定擺動的整個過程中金屬環(huán)產(chǎn)生的熱量是(A.mgL B.mg(L2+r) C.二、多選題（本大題共5小題，共30分）11.（6分）1930年勞倫斯制成世界上第一臺回旋加速器，其原理如圖所示。這臺加速器由兩個銅質(zhì)D形盒D1、D2構(gòu)成，其間留有空隙，下列說法正確的是(A.粒子從電場中獲得能量

B.粒子獲得最大速度與回旋加速器半徑有關

C.粒子獲得最大速度與回旋加速器內(nèi)的電場有關

D.回旋加速器中的電場和磁場交替對帶電粒子做功12.（6分）如圖所示為新一代炊具--電磁爐，無煙、無明火、無污染、不產(chǎn)生有害氣體、無微波輻射、高效節(jié)能等，是電磁爐的優(yōu)勢所在。電磁爐是利用電流通過線圈產(chǎn)生磁場，當磁場的磁感線通過含鐵質(zhì)鍋底部時，即會產(chǎn)生無數(shù)小渦流，使鍋體本身自行高速發(fā)熱，然后再加熱鍋內(nèi)食物。下列相關說法中正確的是(?)A.鍋體中的渦流是由恒定的磁場產(chǎn)生的

B.恒定磁場越強，電磁爐的加熱效果越好

C.鍋體中的渦流是由變化的磁場產(chǎn)生的

D.提高磁場變化的頻率，可提高電磁爐的加熱效果13.（6分）下列說法正確的是()A.楞次定律告訴我們,感應電流的“效果”總是要反抗引起感應電流的“原因”

B.汽車上用的感應電動機是利用電磁驅(qū)動原理制成的

C.探測器探測到金屬物是因為金屬物中產(chǎn)生了渦流

D.變壓器的鐵芯利用薄硅鋼片疊加而成是為了增大渦流14.（6分）關于靜電現(xiàn)象和渦流，下列說法中正確的是(A.減小鐵芯材料的電阻率可以減小變壓器鐵芯中渦流所引起的能損

B.可以利用渦流冶煉高質(zhì)量的合金

C.飛機輪胎用導電橡膠制成是為了避免靜電的危害

D.探測金屬制地雷所用的探測器是利用靜電現(xiàn)象來工作的15.（6分）下列列舉的四種器件中，工作時主要利用了電磁感應的是(A.回旋加速器 B.電磁爐

C.質(zhì)譜儀 D.日光燈三、計算題（本大題共2小題，共24分）16.（12分）如圖所示，光滑弧形軌道和一足夠長的光滑水平軌道相連，水平軌道上方有一足夠長的金屬桿，桿上掛有一光滑螺線管A，在弧形軌道上方高為?的地方無初速度釋放一磁鐵B(可視為質(zhì)點)，B下滑至水平軌道時恰好沿螺線管A的中心軸運動。設A，B的質(zhì)量分別為M、m，若最終A、B的速度分別為vA、vB。?

(1)A將向哪個方向運動？?

(2)求全過程中整個電路所消耗的電能。17.（12分）電磁緩速器是應用于車輛上以提高運行安全性的輔助制動裝置，其工作原理是利用電磁阻尼作用減緩車輛的速度．電磁阻尼作用可以借助如下模型討論：如圖所示，將形狀相同的兩根平行且足夠長的鋁條固定在光滑斜面上，斜面與水平方向夾角為θ，一質(zhì)量為m的條形磁鐵滑入兩鋁條間，恰好勻速穿過，穿過時磁鐵兩端面與兩鋁條的間距始終保持恒定，其引起電磁感應的效果與磁鐵不動，鋁條相對磁鐵運動相同．磁鐵端面是邊長為d的正方形，由于磁鐵距離鋁條很近，磁鐵端面正對兩鋁條區(qū)域的磁場均可視為勻強磁場，磁感應強度為B，鋁條的高度大于d，電阻率為ρ，為研究問題方便鋁條只考慮與磁場正對部分的電阻和磁場，其他部分電阻和磁場可忽略不計，假設磁場進入鋁條間以后，減少的機械能完全轉(zhuǎn)化為鋁條的內(nèi)能，重力加速度為g.?

(1)求鋁條中與磁鐵正對部分的電流I；?

(2)若兩鋁條的寬度均為b，推導磁鐵勻速穿過鋁條間時速度v的表達式；?

(3)在其他條件不變的情況下，僅將兩鋁條更換為寬度b'>b的鋁條，磁鐵仍以速度v進入鋁條間，試簡要分析說明磁鐵在鋁條間運動的加速度和速度如何變化．

答案和解析1.【答案】A;【解析】解：A、在第二圖中，因為洛侖茲力總是垂直于速度方向，故洛侖茲力不做功；球下落時只有重力做功，故第一、二圖兩次機械能均守恒，故兩次球到最低點的速度相等，mgR=12mv2，第三圖中，小球下滑的過程中電場力做負功，重力做正功，所以小球在最低點的速度小于前兩個圖中的速度，故A正確；?

B、小球在最低點時，第一圖中重力和支持力的合力提供向心力，而第二圖中是重力、支持力和洛倫茲力的合力提供向心力，所以小球受到的支持力大小不相等，對軌道的壓力也不相等；三圖中由于電場力對小球做負功，故小球到達N點時的速度小于前2圖中的速度，而在豎直方向上，重力和支持力的合力充當向心力，故三圖中壓力最?。还蔅錯誤；?

C、第一圖和第二圖比較可得，小球下滑的速度相等，故tP=tM.而由B中分析可知，三圖中速度小于前兩圖中的對應位置的速度，故tN2.【答案】B;【解析】解：A：電吹風是利用通電導體在磁場中受力轉(zhuǎn)動的原理制成的，故A錯誤；?

B：電磁灶是利用線圈中的交流電的周期性的變化，在附近的導體中產(chǎn)生感應電流對食物進行加熱，即使用渦流原理對食物加熱．故B正確；?

C：電冰箱是使用壓縮機對氣體壓縮，并使用熱傳遞的原理制作的，故C錯誤；?

D：電視機是利用電磁波的發(fā)射與接收的原理、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)等原理制作，工作的過程中不需要大量發(fā)熱．故D錯誤．?

故選：B.

3.【答案】B;【解析】電磁爐連接交流電，鍋體中的渦流是由變化的磁場產(chǎn)生的,故A錯誤,B正確；電磁爐的加熱效率與磁場的強弱無關,只與磁場的變化快慢有關,故C錯誤；提高磁場變化的頻率，可提高電磁爐的加熱效率,故D錯誤。

4.【答案】D;【解析】解：產(chǎn)生感應電流的條件：當閉合回路中磁通量發(fā)生變化時，回路中就會產(chǎn)生感應電流。?

A、圖甲中，兩導體棒以相同的速度在導軌上勻速向右運動時，兩導體棒之間的距離不變，則穿過兩導體棒與導軌圍成的面積上的磁通量不變，不能產(chǎn)生感應電流，故A錯誤；?

B、圖乙中，導體棒ab勻強磁場中以恒定的角速度轉(zhuǎn)動時，ab棒切割磁感線，在閉合回路中能產(chǎn)生感應電流，故B錯誤；?

C、圖丙中，導線在水平放置的閉合導體圓環(huán)正上方，根據(jù)直導線產(chǎn)生的磁場的特點可知，穿過水平放置的閉合導體圓環(huán)的總磁通量為零；當導線內(nèi)的電流最大時，閉合回路磁通量不變?nèi)詾榱?，不會產(chǎn)生感應電流，故C錯誤；?

D、圖丁中，滑動變阻器的滑片向右滑動時，接入電路中的電阻值最大，則電路中的電流減小，所以螺線管產(chǎn)生的磁場減弱，在不閉合的導體圓環(huán)中會產(chǎn)生感應電動勢，由于圓環(huán)不閉合，所以不能產(chǎn)生感應電流，故D正確。?

故選：D。?

當閉合回路中磁通量發(fā)生變化時，回路中就會產(chǎn)生感應電流；分析各個選項中，是否滿足產(chǎn)生感應電流的條件。?

判斷電路中能否產(chǎn)生感應電流，應把握兩點：一是要有閉合回路；二是回路中的磁通量要發(fā)生變化；對于非勻強磁場穿過線圈的磁通量不能定量計算，可以根據(jù)磁感線的條數(shù)定性判斷其變化情況，注意分清磁感線穿過線圈的哪個面是解答該題的關鍵。

5.【答案】C;【解析】解：A、當小磁塊在光滑的銅管P下落時，由于穿過銅管的磁通量變化，導致銅管產(chǎn)生感應電流，因磁場，從而產(chǎn)生安培阻力，而對于塑料管內(nèi)小磁塊沒有任何阻力，在做自由落體運動，故A錯誤；?

B、由A選項分析可知，在銅管的小磁塊機械能不守恒，而在塑料管的小磁塊機械能守恒，故B錯誤；?

C、在銅管中小磁塊受到安培阻力，則在P中的下落時間比在Q中的長，故C正確；?

D、根據(jù)動能定理可知，因安培阻力，導致產(chǎn)生熱能，則至底部時在P中的速度比在Q中的小，故D錯誤．?

故選：C．?

當小磁塊在光滑的銅管P下落時，由于穿過銅管的磁通量變化，導致銅管產(chǎn)生感應電流，因磁場，從而產(chǎn)生安培阻力，對于塑料管沒有任何阻礙，從而即可求解．?

考查安培力產(chǎn)生原因，注意感應電流產(chǎn)生條件，理解渦流的概念．

6.【答案】C;【解析】解：A、由a→b和b→c，棒一直減速，回路中電流一直在減小，棒受安培力FA=BIl減小，?

故加速度a=FAm減小，故A錯誤．?

B、金屬棒在由a→b與b→c的兩個過程中磁通量的變化量相同，?

由感應電量q=ΔΦR得通過棒橫截面的電量相等，故B錯誤．?

C、D、由動量定理知：從a→b，B.?I1l?Δt1=mva?mvb，?

從b→c，B.?I2l?Δt2=mvb?0?

而q1=q2即.?I1Δt1=.?I2Δ7.【答案】C;【解析】解：A、B、線圈的自感系數(shù)大小由線圈自身決定，與電流大小，電流變化快慢均無關，故A錯誤，B錯誤；?

C、同一線圈，插有鐵芯時線圈的自感系數(shù)會變大，故C正確；?

D、線圈的自感系數(shù)與線圈的長度、匝數(shù)以及是否有鐵芯等都有關，與電流的大小、電流變化的快慢無關，故D錯誤；?

故選：C．

8.【答案】A;【解析】根據(jù)安培定則，將環(huán)形電流等效為小磁針，根據(jù)同名磁極相斥，異名磁極相吸判斷線圈的運動。?

此題主要考查了安培定則和磁極間相互作用的應用，注意線圈產(chǎn)生的磁場與條形磁體產(chǎn)生的磁場很相似，可以利用安培定則判斷線圈產(chǎn)生的磁場的N、S極。根據(jù)安培定則，環(huán)形電流可以等效為小磁針，小磁針的N極指向右，根據(jù)異名磁極相吸，知線圈向左運動，故A正確，BCD錯誤。?

故選A。

9.【答案】C;【解析】解：A、當條形磁鐵沿軸線豎直向下迅速移動時，閉合導體環(huán)內(nèi)的磁通量增大，磁鐵向上運動的過程中閉合導體環(huán)內(nèi)的磁通量減小，根據(jù)楞次定律可知磁鐵上下振動時，金屬圓環(huán)中將產(chǎn)生方向始終不斷變化的感應電流。故A錯誤；?

B、當磁鐵運動到最低點時，環(huán)內(nèi)的磁通量不變，根據(jù)感應電流的條件可知，圓環(huán)中不產(chǎn)生的感應電流。故B錯誤；?

C、根據(jù)楞次定律可知：當條形磁鐵沿軸線豎直向下迅速移動時，閉合導體環(huán)內(nèi)的磁通量增大，因此線圈做出的反應是面積有收縮的趨勢，同時將遠離磁鐵，故增大了和桌面的擠壓程度，從而使導體環(huán)對桌面壓力增大，故C正確；?

D、磁鐵上下運動的過程中磁鐵的重力勢能、動能、彈簧的彈性勢能都不斷變化，同時圓環(huán)中產(chǎn)生的電能；所以磁鐵靜止不動后，磁鐵減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能與圓環(huán)中產(chǎn)生的電能。故D錯誤，?

故選：C。?

解本題時應該掌握：楞次定律的理解、應用。在楞次定律中線圈所做出的所有反應都是阻礙其磁通量的變化。如：感應電流磁場的磁通量、面積、速度、受力等。?

本題巧妙的考查了楞次定律的應用，只要記住“增反減同”這一規(guī)律，此類題目難度不大。

10.【答案】C;【解析】解：當環(huán)在磁場下方擺動，不再進入磁場時，擺動穩(wěn)定，?

金屬環(huán)中產(chǎn)的焦耳熱等于環(huán)減少的機械能，?

由能量守恒定律得：Q=mg(L2+L4+r)=mg(11.【答案】AB;【解析】解：AD、粒子在電場力作用下，從電場中獲得能量，而洛倫茲力不做功，無法從磁場中獲得能量，故A正確，D錯誤；?

BC、由qvB=mv2R得：v=qBRm，則最大動能為：EK=q2B2R22m，知最大動能與加速器的半徑有關，與電場無關，故B正確，C錯誤。?

故選：AB。?

洛倫茲力并不做功，而電場力對離子做正功，可知離子能從電場獲得能量。當離子在磁場中圓周運動的半徑等于D形盒半徑時，速度最大，動能最大，根據(jù)洛倫茲力充當向心力，列式得到最大動能的表達式，再進行分析增加最大動能的方法。?

回旋加速器是利用磁場使帶電粒子作回旋運動，在運動中經(jīng)高頻電場反復加速的裝置。是高能物理中的重要儀器。?

(1)磁場的作用?

帶電粒子以某一速度垂直進入勻強磁場時，只在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，其中周期與速率和半徑無關，使帶電粒子每次進入D形盒中都能運動相等時間(半個周期)后，平行于電場方向進入電場中加速。?12.【答案】CD;【解析】解：A、C、鍋體中的渦流是由變化的磁場產(chǎn)生的，故A錯誤，C正確；?

B、渦流的強弱取決于磁場變化的頻率，與磁場的強弱無關，故只增強磁場時，不會增強加熱效果，故B錯誤；?

D、提高磁場變化的頻率，可提高電磁爐的加熱效果，故D正確。?

故選：CD。?

電磁爐又被稱為電磁灶，其原理是磁場感應渦流加熱，即利用交變電流通過線圈產(chǎn)生交變磁場，從而使金屬鍋自身產(chǎn)生無數(shù)小渦流而直接加熱于鍋內(nèi)的食物。?

本題要求學生根據(jù)題文的信息解答，考查了學生接受信息的能力，掌握電磁爐的應用及工作原理。

13.【答案】ABC;【解析】楞次定律告訴我們,感應電流的“效果”總是要反抗引起感應電流的“原因”,選項A正確；汽車上用的感應電動機是利用電磁驅(qū)動原理制成的,選項B正確；探測器探測到金屬物是因為探測線圈產(chǎn)生變化的磁場,使金屬物中產(chǎn)生了渦流,選項C正確；變壓器的鐵芯利用薄硅鋼片疊加而成是為了增大電阻,減小渦流,選項D錯誤。

14.【答案】BC;【解析】解：A、在整塊導體內(nèi)部發(fā)生電磁感應而產(chǎn)生感應電流的現(xiàn)象稱為渦流現(xiàn)象，要損耗能量，可以通過增大鐵芯材料電阻率的途徑減小變壓器鐵芯中的渦流，故A錯誤；?

B、在真空冶煉爐中，高頻交變電流產(chǎn)生的渦流，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，來冶煉出高質(zhì)量的合金，故B正確；?

C、飛機輪胎用導電橡膠制成可以將飛機產(chǎn)生的靜電迅速導走；故C正確；?

D、金屬探測器利用電磁感應的原理，利用有交流電通過的線圈，產(chǎn)生迅速變化的磁場．這個磁場能在金屬物體內(nèi)部能感生渦電流．渦電流又會產(chǎn)生磁場，倒過來影響原來的磁場，引發(fā)探測器發(fā)出鳴聲；故D錯誤；?

故選：BC．?

變壓器中電流越小，則引起的能損越少；?

在真空冶煉爐中，可以利用高頻電流產(chǎn)生的渦流冶煉出高質(zhì)量的合金；?

容易導電的是導體，不容易導電的是絕緣體；?

金屬探測器利用電磁感應的原理，利用有交流電通過的線圈，產(chǎn)生迅速變化的磁場．?

此題主要考查靜電的防止與應用，在學習時要注意其中生活中的應用與防止，理解產(chǎn)生渦流的原理，及渦流的利用與防止，注意感應電流的產(chǎn)生條件，及與靜電感應的區(qū)別．

15.【答案】BD;【解析】解：A、回旋加速器利用磁場使帶電粒子旋轉(zhuǎn)，電場使粒子加速。故A錯誤。?

B、電磁爐是利用電磁感應原理使產(chǎn)生渦流，將電能最終轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。故B正確。?

C、質(zhì)譜儀是利用電場加速，磁場使粒子偏轉(zhuǎn)，不是電磁感應現(xiàn)象。故C錯誤。?

D、日光燈利用自感現(xiàn)象啟動，而自感現(xiàn)象是特殊的電磁感應現(xiàn)象。故D正確。?

故選：BD。?

回旋加速器利用磁場使帶電粒子旋轉(zhuǎn)，電場使粒子加速．日光燈利用自感現(xiàn)象啟動．質(zhì)譜儀是利用電場加速，磁場使粒子偏轉(zhuǎn)．電磁爐是利用電磁感應原理．?

此題主要考查對現(xiàn)代科技裝置和產(chǎn)品原理的理解能力，基本題，不應失分．

16.【答案】解：（1）磁鐵B向右運動時，螺線管A中產(chǎn)生感應電流，由楞次定律知，A向右運動。?

（2）全過程中，磁鐵B減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為A、B的動能和整個