7.1 自感现象和涡流现象 作业14-2022-2023学年高二下学期物理沪科版（2020）选择性必修第二册.docx

1、11B物理选修第七章电磁感应定律的应用作业14第一节 自感现象和涡流现象班级_姓名_学号_日期_一、 单项选择题（只有一个选项正确）1. 如图，小林开展实验探究，用直径小于空心铝管和塑料管管径的强磁体同时从竖直放置的等长空心铝管和塑料管的上端口静止释放，发现强磁体通过空心铝管时间较长。关于此现象，下列说法正确的是（）（A）强磁体吸引铝管，相互摩擦致磁体下落得慢（B）强磁体下落时，铝管产生感应电流的磁场对强磁体运动产生阻碍作用（C）只要铝管足够长，强磁体可能减速至静止（D）强磁体在空心铝管的下落过程中保持机械能守恒2. 如图所示，将一个闭合铝框放在蹄形磁铁的两个磁极之间，铝框可以绕竖直轴自由转动

2、，蹄形磁铁在手摇的控制下可以绕竖直轴转动。初始时，铝框和蹄形磁铁均是静止的。现通过不断手摇使蹄形磁铁转动起来，下列关于闭合铝框的说法正确的是（）（A）铝框仍保持静止（B）铝框将跟随磁极同向转动且一样快（C）铝框将跟随磁极同向转动，转速比磁铁小（D）铝框将朝着磁极反向转动，转速比磁铁小3. 电磁阻尼现象演示装置如图所示，钢锯条上端固定在支架上，下端固定有强磁铁，将磁铁推开一个角度释放，它会在竖直面内摆动较长时间；若在其正下方固定一钢块（不与磁铁接触），则摆动快速停止。下列说法正确的是（）（A）如果将磁铁的磁极调换，重复实验将不能观察到电磁阻尼现象（B）用铜块替代钢块，重复试验将不能观察到电磁阻尼

3、现象（C）在固定钢块的情况下，磁铁下摆和上摆过程中磁铁和钢锯条组成的系统机械能均减少（D）在固定钢块的情况下，磁铁在摆动过程中与钢块没有相互作用力4. 安检门是一个用于安全检查的“门”，“门框”内有线圈，线圈中通有变化的电流，如果金属物品通过安检门，金属中会被感应出涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引起报警。关于安检门的以下说法错误的是（）（A）安检门不能检查出毒贩携带的毒品（B）安检门能检查出旅客携带的金属水果刀（C）安检门工作时，既利用了电磁感应的原理，又利用了电流的磁效应（D）如果“门框”的线圈中通上恒定电流，安检门能正常工作5. 关于涡流，下列说法中错误是（）（A）真空冶炼

4、炉是利用通电导线的发热来熔化金属的装置（B）家用电磁炉锅体中的涡流是由交变磁场产生的（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6. 如图的是自感现象的实验装置，A是灯泡，L是带铁芯的线圈，E为电源，K是开关。下述判断正确的是（）（A）K接通的瞬间，L产生自感电动势，K接通后和断开瞬间L不产生自感电动势（B）K断开的瞬间L产生自感电动势，K接通瞬间和接通后L不产生自感电动势（C）K在接通或断开的瞬间L都产生自感电动势，K接通后L不再产生自感电动势（D）K在接通或断开瞬间以及K接通后，L一直产生自感电动势7. 制造电阻箱时，要用双线绕法，如图所示。

5、当电流变化时双线绕组（）（A）回路中一定有自感电动势产生（B）回路中一定没有自感电动势产生（C）螺旋管内磁场发生变化（D）穿过螺旋管的磁通量发生变化8. 下列关于教材中四幅插图的说法，不正确的是（）（A）图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢（B）图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，线圈中会产生大量热量，从而冶炼金属（C）图丙中，当人对着话筒讲话时线圈中会产生强弱变化的电流，这利用了电磁感应原理（D）图丁是毫安表的表头，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起， 这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理9. 如图所示，竖直平面内过O点的竖直虚线左右两侧有垂直纸

6、面大小相等、方向相反的水平匀强磁场，一导体圆环用绝缘细线连接悬挂于O点，将导体圆环拉到图示a位置静止释放，圆环绕O点摆动，则（）（A）导体环从a运动到b位置的过程中，有顺时针方向电流（B）导体环从b运动到c位置的过程中，电流总是顺时针方向（C）导体环在b位置和c位置速度大小相等（D）导体环向右最多能摆到与a位置等高的位置10. 如图所示，线圈L的自感系数很大，且其直流电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，开关S闭合和断开的过程中，灯L1、L2的亮度变化情况是（灯丝不会断）（）（A）S闭合，L1亮度不变，L2很亮（B）S断开，L2逐渐熄灭，L1逐渐变亮（C）S断开，L2立即熄灭，L

7、1亮一下再熄灭（D）S闭合，L1亮度不变，L2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮11. 演示自感现象的电路如图所示，电源电动势为E，内阻不可忽略，L为电感线圈，R为定值电阻。闭合开关S，电路稳定时，两只完全相同的灯泡、亮度相同，下列说法正确的是（）（A）闭合开关S时，、同时变亮（B）闭合开关S时，慢慢变亮，立即变亮然后亮度保持不变（C）若断开开关，逐渐变暗，闪亮一下再逐渐变暗（D）若断开开关，、同时逐渐变暗12. 电磁阻尼可以无磨损地使运动的线圈快速停下来。如图所示，扇形铜框在绝缘细杆作用下绕转轴O在同一水平面内快速逆时针转动，虚线把圆环分成八等份，扇形铜框恰好可以与其中份重合。为使线框快速停下来，

8、实验小组设计了以下几种方案，其中虚线为匀强磁场的理想边界，边界内磁场大小均相同，其中最合理的是（）（A）（B）（C）（D）13. 如图，平行导轨左端接有电阻和线圈，导体棒MN与导轨垂直，其右侧存在垂直于纸面的匀强磁场，MN保持向右做匀速运动，且与导轨接触良好，则MN中电流随时间变化的图像可能正确的是（）（A）（B）（C）（D）二、 多项选择题（有两个或者以上答案正确）14. 电磁灶是现代家庭中的理想灶具，如图甲、乙是某型号电磁灶的部分解剖图和竖直方向的截面图。下列有关电磁灶的说法正确的是（）（A）电磁灶在使用时主要利用涡流热效应（B）电磁灶发热原理与电炉相同（C）不锈钢锅、铝锅均可在电磁灶上使

9、用（D）电磁灶加热食物是电磁感应在生活中的应用15. 金属探测器已经广泛应用在考场检测、车站安检等领域，其利用的是电磁感应原理：探测器内的线圈中通以大小与方向快速变化的电流从而产生快速变化的磁场，该磁场会在金属物体内部感应出“涡流”（感应电流）。“涡流”会产生磁场，从而影响原始磁场，导致检测器发出蜂鸣声而报警下列说法正确的是（）（A）欲使待检测物体内部产生“涡流”（感应电流），探测器需在待检测物上方不停地晃动（B）探测器静止在待检测物上方，待检测物内部仍然可以产生“涡流”（感应电流）（C）若待检测物为塑料则不能报警，因为检测区域内没有磁通量变化（D）若待检测物为塑料则不能报警，因为待检测物中没

10、有能够自由移动的带电粒子或很少16. 神舟十二号乘组在与香港大中学生进行的天地连线中，聂海胜示范了太空踩单车。太空自行车是利用电磁力增加阻力的一种体育锻炼器材。某同学根据电磁学的相关知识，设计了这样的单车原理图：其中圆形结构为金属圆盘，当航天员踩脚踏板时，金属圆盘随之旋转。则下列设计中可行的方案有（）（A）（B）（C）（D）参考答案：1B【详解】AB强磁体下落时，铝管中产生感应电流，由楞次定律可知，感应电流的磁场对强磁体运动产生阻碍作用导致磁体下落得慢，A错误，B正确；C强磁体运动时才能在铝管中产生感应电流，因此，强磁体不可能在管中处于静止状态，C错误；D强磁体下落时，由于铝管中产生感应电流，

11、电能增加，所以机械能减少，D错误。故选B。2C【详解】根据楞次定律可知，为阻碍磁通量增加，则导致铝框与磁铁转动方向相同，但转速比磁铁小，故C正确ABD错误。故选C。3C【详解】A如果将磁铁的磁极调换，重复实验时，钢块的磁通量仍会变化，从而产生电磁感应（涡流）现象，进而将观察到电磁阻尼现象，故选项A错误；B用铜块替代钢块，重复实验时，在铜块中仍会产生涡流，仍能观察到电磁阻尼现象，故选项B错误；C在固定钢块的情况下，磁铁下摆和上摆过程中磁铁和钢锯条组成的系统机械能均减少，原因是在此过程中，钢块里出现涡流，从而产生内能，故选项C正确；D在固定钢块的情况下，根据楞次定律的“来拒去留”，磁铁在摆动过程中

12、与钢块间存在相互作用力，故选项D错误。故选C。4D【详解】AB安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品原理是：线圈中交变电流产生交变的磁场，会在金属物品产生交变的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到则安检门不能检查出毒贩携带的毒品，能检查出金属物品携带者，故AB正确；C安检门工作时，主要利用了电磁感应原理，也采用电流的磁效应，故C正确；D根据工作原理可知，如果“门框”的线圈中通上恒定电流，安检门不能正常工作，故D错误。本题选错误的，故选D。5A【详解】A真空冶炼炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的，炉内放入被冶炼的金属，线圈内

13、通入高频交变电流，这时被冶炼的金属中产生涡流就能被熔化，故A错误；B电磁炉利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，当含铁质锅具放置炉面时，铁磁性锅体被磁化，锅具即切割交变磁感线而在锅具底部产生交变的涡流，恒定磁场不会产生涡流，故B正确；C根据楞次定律，阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动，当金属板从磁场中穿过时，金属板板内感应出的涡流会对金属板的运动产生阻碍作用，故C正确；D变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块的铁芯，以减小涡流，故D正确。由于本题选不正确的，故选A。6C【详解】电路中电流发生变化时，L中的磁通量发生变化，L会产生自感电动势。接通后，电流稳定后，磁通量保持不变，L

14、不再产生自感电动势。故选C。7B【详解】此线圈是双线绕法，电流等大反向，所以其产生磁场方向相反、强度相同，相互抵消，故通过线圈的磁通量始终为0，故不会产生感应电动势，故ACD错误B正确。故选B。8B【详解】A由电磁驱动原理，图甲中，摇动手柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁铁转的慢，即同向异步，A正确，不符合题意；B图乙是真空冶炼炉，当炉外线圈通入高频交流电时，炉内金属块中会产生涡流，金属块中就会产生大量热量，从而冶炼金属，B错误，符合题意；C图丙中，当人对着话筒讲话时线圈就做受迫振动，线圈在磁场中运动，线圈中会产生强弱变化的电流，这利用了电磁感应原理，C正确，不符合题意；D图丁是毫安

15、表的表头，运输时要把正、负接线柱用导线连在一起， 这是为了保护电表指针，利用了电磁阻尼原理，D正确，不符合题意。故选B。9B【详解】A导体环从a运动到b位置的过程中，磁通量不变，没有感应电流，A错误；B导体环从b运动到c位置的过程中，垂直纸面向里的磁场对应的磁通量在减小，根据楞次定律，感应电流方向为顺时针方向，垂直纸面向外的磁场对应的磁通量在增大，根据楞次定律，感应电流方向为顺时针方向，所以电流总是顺时针方向。B正确；CD导体环在b位置和c位置速度大小不相等，该过程重力不做功，但是发生电磁感应，动能转化为电能，速度减小。也因此，导体环不能摆到与a位置等高的位置。CD错误。故选B。10C【详解】

16、AD因为线圈L的自感系数很大，且其直流电阻可以忽略不计，所以电路稳定后，线圈L相当于导线，灯泡L1被短路，所以S闭合后，L1和L2同时变亮，之后L1逐渐变暗直到熄灭，L2亮度逐渐变亮，故AD错误；BCS断开后，因L2处在干路上，电流为零，所以L2立即熄灭，而线圈L相当于电源，与灯泡L1构成回路，且以断开之前的电流流过L1，所以L1会亮一下再熄灭，故B错误，C正确。故选C。11D【详解】AB因为闭合开关瞬间，存在通电自感，则慢慢变亮，立即变亮然后逐渐变暗最后两灯一样亮，故AB错误；CD断开开关时，存在断电自感，电感线圈相当于电源，且以断电之前的电流流过回路，因为断电之前，两支路的电流一样大，则若

17、断开开关，、同时逐渐变暗，故C错误，D正确。故选D。12C【详解】扇形铜框逆时针转动时，对于A、D选项，通过铜框的磁通量不发生变化，无感应电流产生，则线圈不会受到安培力阻碍；对于B、C选项，通过铜框的磁通量发生变化，产生感应电流，B项的铜框只有单边或受到安培阻力作用，而C项的铜框边、边同时受到安培阻力作用，所以最合理的是C选项。故ABD错误，C正确。故选C。13A【详解】因为导体棒产生的感应电动势恒定，所以线圈中的自感电动势逐渐减小，根据可得，图像的斜率逐渐减小。故选A。14AD【详解】A电磁灶是涡流现象在生活中的应用，故A正确；BD电磁灶使用时，线圈将电能转化为电磁能，锅又将电磁能转化为电能

18、，电能通过涡电流做功再转化为内能，电炉利用的是电流的热效应。故B错误，D正确；C铁质锅、不锈钢锅可在电磁灶上使用，铝锅不可在电磁灶上使用，故C错误。故选AD。15BD【详解】AB因为金属探测器中通的是大小与方向快速变化的电流，以致产生高速变化的磁场，故即使探测器静止在待检测物的上方，待检测物中依然有感应电流产生，故A错误，B正确；CD因为塑料制品近乎于绝缘体，导电性能极差，所以监测区域中并非没有磁通量变化，而是因为塑料内部没有可自由移动的带电粒子或极少，而使得待检测物体中无感应电流或电流太小不能引起报警，故C错误，D正确。故选BD。16CD【详解】AB磁场充满整个圆盘，一次圆盘转动过程中产生的涡流为0，AB错误；CD金属圆盘看成无数金属辐条组成，根据右手定则判断可知，圆盘上的感应电流流向边缘，所以靠近圆心处电势低，圆盘中磁场不对称，故有感应电流，同时会产生阻力，CD正确。故选CD。