高中物理人教版（2019）选择性必修第二册2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动

试卷更新日期：2021-03-25 类型：同步测试

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一、单选题

1. 关于涡流，下列说法中错误是（）

A、真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置 B、家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的 C、阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动 D、变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流

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2. 著名物理学家弗曼曾设计过一个实验，如图所示.在一块绝缘板上中部安一个线圈，并接有电源，板的四周有许多带负电的小球，整个装置支撑起来. 忽略各处的摩擦，当电源接通的瞬间，下列关于圆盘的说法中正确的是（）

A、圆盘将逆时针转动（俯视） B、圆盘将顺时针转动（俯视） C、圆盘不会转动 D、圆盘先逆时针转再顺时针转（俯视）

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3. 半径为r的圆环电阻为R，ab为圆环的一条直径．如图所示，在ab的一侧存在一个均匀变化的匀强磁场，磁场垂直圆环所在平面，方向如图，磁感应强度大小随时间的变化关系为B=B₀+kt（k＞0），则（）

A、圆环中产生顺时针方向的感应电流 B、圆环具有扩张的趋势 C、圆环中感应电流的大小为 $\frac{k π r^{2}}{2 R}$ D、图中a、b两点间的电势差 $U_{a b} = \frac{1}{2} k π r^{2}$

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4. 如图所示，一根长导线弯曲成“n”形，通以直流电I，正中间用绝缘线悬挂一金属环C，环与导线处于同一竖直平面内．在电流I增大的过程中，下列判断正确的是（）

A、金属环中无感应电流产生 B、金属环中有顺时针方向的感应电流 C、悬挂金属环C的竖直线的拉力大于环的重力 D、悬挂金属环C的竖直线的拉力小于环的重力

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5. 如图所示，a、b是用同种规格的铜丝做成的两个同心圆环，两环半径之比为2∶3，其中仅在a环所围区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场。当该匀强磁场的磁感应强度均匀增大时，a、b两环内的感应电动势大小和感应电流大小之比分别为（）

A、1∶1，2∶3 B、1∶1，3∶2 C、4∶9，2∶3 D、4∶9，9∶4

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二、多选题

6. 如图为用来冶炼合金钢的冶炼炉，炉外有线圈，将金属材料置于冶炼炉中，当线圈中通以电流时用感应加热的方法使炉内金属发热．下列说法中正确的有( )

A、线圈中通以恒定电流，金属材料中也能产生感应电流 B、线圈中通以交流电，在金属材料中会产生感应电流 C、感应加热是利用金属材料中的涡流冶炼金属的 D、感应加热是利用线圈电阻产生的焦耳热冶炼金属的

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7.
1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”。实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示。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，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后。下列说法正确的是（）

A、圆盘上产生了感应电动势 B、圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动 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起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动

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8. 物理课上，教师做了一个“电磁阻尼”的实验：如图甲所示，AB两摆在通过磁场时，A摆很快停下来，B摆摆动了很长的一段时间。图乙是致远同学另找器材再来探究此实验的装置：A是由摆片和细杆组成的摆，其摆动平面通过电磁铁的两极之间，当绕在电磁铁上的励磁线圈未通电时，摆片可自由摆动，要经过较长时间才会停下来。当线圈通电时，摆动应当迅速停止。

他连接好电路，经重复试验，均没出现摆动迅速停止的现象。对比老师的演示实验，下列四个选项中，正确的说法是（）

A、老师实验中，A摆很快停下来的原因是摆上产生了感应电流 B、老师实验中，B摆很长时间才停下来的原因是摆上没有产生感应电流 C、致远同学没有成功的原因可能是所选线圈的匝数过多 D、致远同学没有成功的原因可能是构成摆的材质是塑料的

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9. 磁电式仪表的线圈通常用铝框作骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是（）

A、防止涡流而设计的 B、利用涡流而设计的 C、起电磁阻尼的作用 D、起电磁驱动的作用

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10. 如图所示，平行极板与单匝圆线圈相连，极板距离为d，圆半径为r，单匝线圈的电阻为R₁ ，外接电阻为R₂ ，其他部分的电阻忽略不计.在圆中有垂直纸面向里的磁场，磁感应强度均匀增加，有一个带电粒子静止在极板之间，带电粒子质量为m、电量为q.则下列说法正确的是（）

A、粒子带正电 B、磁感应强度的变化率为 $\frac{Δ B}{Δ t} = \frac{(R_{1} + R_{2}) m g d}{π r^{2} q R_{2}}$ C、保持开关闭合，向上移动下极板时，粒子将向上运动 D、断开开关S，粒子将向下运动

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三、解答题

11. 如图所示，水平放置的绝缘桌面上有一个金属圆环，圆心的正上方有一个竖直的条形磁铁。请通过分析形成以下结论：把条形磁铁向水平方向移动时，金属圆环将受到水平方向运动的驱动力，驱动力的方向跟条形磁铁运动的方向相同。

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12. 有一个铜盘，轻轻拨动它，能长时间地绕轴自由转动。如果在转动时把蹄形磁铁的两极放在铜盘的边缘，但并不与铜盘接触，铜盘就能在较短的时间内停止。分析这个现象产生的原因。

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13. 如图甲所示，两根足够长的平行光滑金属导轨 $M N 、 P Q$ 被固定在水平面上，导轨间距 $l = 0.6 m$ ，两导轨的左端用导线连接电阻 $R_{1}$ 及理想电压表V，电阻为 $r =2Ω$ 的金属棒垂直于导轨静止在 $A B$ 处；右端用导线连接电阻 $R_{2}$ ，已知 $R_{1} =2Ω ， R_{2} =1Ω$ ，导轨及导线电阻均不计。在矩形区域 $C D F E$ 内有竖直向上的匀强磁场， $L_{C E} = 0.2 m$ ，磁感应强度随时间的变化规律如图乙所示。开始时电压表有示数，当电压表示数变为零后，对金属棒施加一水平向右的恒力 $F$ ，使金属棒刚进入磁场区域时电压表的示数又变为原来的值，金属棒在磁场区域内运动的过程中电压表的示数始终保持不变。求：

(1)、 $t = 0.1 s$ 时电压表的示数；

(2)、恒力 $F$ 的大小；

(3)、从 $t = 0$ 时刻到金属棒运动出磁场的过程中整个电路产生的热量。

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