【期末押题预测】涡流 电磁阻尼 电磁驱动（含解析）2024-2025学年高中物理教科版

期末押题预测涡流电磁阻尼电磁驱动一．选择题（共6小题）1．（2024秋•苏州期末）如图甲所示，把一枚磁性较强的圆柱形永磁体在铝管管口静止释放，磁体直径略小于管的内径。则磁体在管中（）A．做自由落体运动 B．加速度恒定 C．如图乙所示，换用一根有裂纹的铝管，运动比图甲中更慢 D．换用一根直径稍大的铝管，运动比图甲中更快2．（2024秋•郑州期末）上海中心大厦顶部的阻尼器确保了整栋大厦在台风中的稳定。阻尼器简化原理如图所示，当楼体在风力作用下摆动时，携带有永磁体的质量块由于惯性产生反向摆动，在金属地板内产生涡流，从而使大厦减振减摆。则（）A．涡流由外部电源产生 B．地板电阻率越大，产生涡流越大 C．永磁体摆动速率越大，产生涡流越大 D．阻尼器最终将机械能转化为电势能3．（2024秋•郑州期末）下列有关电磁现象的说法正确的是（）A．WiFi网络信号的实质是X射线 B．通电螺线管吸引铁针是因为其产生了磁场 C．磁铁在铝管中下落变慢是因为磁铁有吸引铝的磁性 D．加油前触摸静电释放器是为了导走加油机上的静电4．（2024秋•杭州期末）动圈式扬声器的结构如图所示，线圈圆筒安放在永磁体磁极间的空隙中，能够在空隙中左右运动，纸盆与线圈连接，随着线圈振动而发声。当线圈中通入图示从B到A的电流时，下列描述错误的是（）A．纸盆将向左运动 B．扬声器正常工作时，AB间可以是恒定电流 C．将AB端接入接收器，对着纸盆说话，扬声器便可以作为话筒使用 D．若扬声器老化播放的音量变小，可以更换磁性更强的磁体解决5．（2024秋•丰台区期末）下列与电磁感应有关的现象中说法不正确的是（）A．图甲：摇动手柄使蹄形磁体转动，则铝框会以相同的速度同向转动 B．图乙：铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，铜盘的转速减小 C．图丙：搬运电流表时将正负接线柱用导线连在一起是为了减弱指针摆动 D．图丁：安检门利用涡流可以检测金属物品，如携带金属经过时，会触发报警6．（2024秋•徐州期末）某企业应用电磁感应产生的涡流加热金属产品，其工作原理图如图甲所示。线圈中通过的电流i与时间t的关系如图乙所示（图甲中所示的电流方向为正）。则置于线圈中的圆柱形金属导体在0﹣t1时间内产生的涡流（从左向右观察）（）A．顺时针方向，逐渐增大 B．顺时针方向，逐渐减小 C．逆时针方向，逐渐增大 D．逆时针方向，逐渐减小二．多选题（共6小题）（多选）7．（2024秋•湖南期末）1820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．圆盘转动时，可看成沿半径方向的金属条切割磁感线，从而在圆心和边缘之间产生了感应电动势 B．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 C．圆盘内的涡流产生的磁场导致磁针转动 D．圆盘中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（多选）8．（2024秋•广州期末）如图所示，条形磁铁位于固定的半圆光滑轨道的圆心位置。一半径为R、质量为m的金属球从半圆轨道的一端沿半圆轨道由静止下滑。重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A．金属球会运动到半圆轨道的另一端 B．由于金属球没有形成闭合电路，所以金属球中不会产生感应电流 C．金属球受到的安培力做负功 D．系统产生的总热量为mgR（多选）9．（2024秋•海淀区校级期末）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，涡流会产生磁场从而影响原磁场，导致检测器发出蜂鸣声而报警，下列说法中正确的是（）A．预使待测物体内部产生涡流，探测器需要在待测物体上方不停的晃动 B．探测器静止在待测物上方，待测物内部仍然可以产生涡流 C．若待测物品为塑料，则不能报警，因为检测区域内没有磁通量的变化 D．若待测物品为塑料，则不能报警，因为待测物中没有能够自由移动的带电粒子或很少（多选）10．（2024秋•贵阳期末）一弹簧上端固定，下端悬挂一个条形磁体，在磁体N极正下方的水平桌面上固定一闭合铜线圈，如图所示。现将磁体托起到某一高度后放开，磁体只在竖直方向上下振动，并在较短时间就停下来，不计空气阻力。下列关于该磁体的分析正确的是（）A．该磁体N极靠近线圈时，线圈对桌面的压力大于其重力 B．该磁体N极靠近线圈时，自上而下看线圈中有顺时针方向的感应电流 C．该磁体无论向上或向下运动，都将受到线圈中感应电流磁场的阻碍作用 D．该磁体在较短时间停下来的原因是弹簧和磁体的机械能转化为线圈中的电能（多选）11．（2024秋•河北区期末）如图所示，用绝缘细线将一个闭合金属圆环悬挂于O点，现将圆环拉离平衡位置并由静止释放，圆环摆动过程中经过有界的水平方向的匀强磁场区域，a、b为该磁场的竖直边界，磁场方向垂直于圆环所在平面向里，若不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．圆环不能返回原释放位置 B．在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流 C．圆环完全进入磁场后，速度越大，感应电流也越大 D．圆环最终将静止在最低点（多选）12．（2024秋•海淀区校级期末）车速表是用来测量车辆瞬时速度的一种装置，其工作原理如图所示。永久磁铁固定在驱动轴上，当车运动时，驱动轴会带动磁铁转动，由于电磁感应，由金属做成的速度盘也会带动指针随之转动，使游丝形变，当阻力矩与安培力矩平衡时，达到静止，从而指针指示出相应的速度。则下列说法正确的是（）A．车速表采用的工作原理是电磁驱动 B．在速度盘转动过程中，穿过整个速度盘的磁通量发生了变化 C．速度盘中产生的感应电流受到的安培力驱使速度盘转动 D．速度盘中的感应电流是速度盘中的自由电子随圆盘转动形成的三．解答题（共3小题）13．（2023秋•佛山期末）交流异步电动机是利用交变电流产生的旋转磁场带动闭合线圈转动的电动机，其工作原理与右图所示的装置类似。磁铁旋转产生旋转磁场，带动闭合线圈转动。请根据所学物理知识回答以下问题，并说明理由。（1）线圈中是否有感应电流？（2）线圈转动方向是否与磁铁转动方向一致？（3）电动机带负载工作时，线圈的转速是否可以达到磁铁转动的转速？14．（2023•海淀区二模）电磁场，是一种特殊的物质。（1）电场具有能量。如图1所示，原子核始终静止不动，α粒子先、后通过A、B两点，设α粒子的质量为m、电荷量为q，其通过A、B两点的速度大小分别为vA和vB，求α粒子从A点运动到B点的过程中电势能的变化量ΔEp。（2）变化的磁场会在空间中激发感生电场。如图2所示，空间中有圆心在O点、垂直纸面向里、磁感应强度为B的圆形匀强磁场，当空间中各点的磁感应强度随时间均匀增加时，请根据法拉第电磁感应定律、电动势的定义等，证明磁场内，距离磁场中心O点为r处的感生电场的电场强度E与r成正比。（提示：电荷量为q的电荷所受感生电场力F＝qE）（3）电磁场不仅具有能量，还具有动量。如图3所示，两极板相距为L的平行板电容器，处在磁感应强度为B的匀强磁场中。磁场方向垂直纸面向里。将一长度为L的导体棒ab垂直放在充好电的电容器两极板之间（其中上极板带正电），并与导体板良好接触。上述导体棒ab、平行板电容器以及极板间的电磁场（即匀强磁场、电容器所激发的电场）组成一个孤立系统，不计一切摩擦。求当电容器通过导体棒ab释放电荷量为q的过程中，该系统中电磁场动量变化量的大小Δp和方向。15．（2023春•丰台区期末）如图甲所示的半径为r的圆形导体环内，存在以圆环为边界竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小随时间的变化关系为B＝kt（k＞0且为常量）。该变化的磁场会在空间产生圆形的感生电场，如图乙所示，感生电场的电场线是与导体环具有相同圆心的同心圆，同一条电场线上各点场强大小相同，方向沿切线。导体环中的自由电荷会在感生电场的作用下定向运动，产生感应电流，或者说导体中产生了感应电动势。涡旋电场力充当非静电力，其大小与场强的关系与静电场相同。（1）请根据法拉第电磁感应定律求导体环中产生的感应电动势ε；（2）请根据电动势的定义推导导体环所在位置处感生电场场强E的大小，并判断E的方向（从上往下看，“顺时针”或“逆时针”）；（3）若将导体圆环替换成一个半径为r的光滑、绝缘、封闭管道，管道水平放置，如图丙所示。管道内有质量为m、电荷量为+q的小球，t＝0时小球静止。不考虑小球的重力及阻力，求t＝t0时，管道对小球作用力的大小和方向（填“沿半径向外”或“沿半径向内”）。

期末押题预测涡流电磁阻尼电磁驱动参考答案与试题解析一．选择题（共6小题）1．（2024秋•苏州期末）如图甲所示，把一枚磁性较强的圆柱形永磁体在铝管管口静止释放，磁体直径略小于管的内径。则磁体在管中（）A．做自由落体运动 B．加速度恒定 C．如图乙所示，换用一根有裂纹的铝管，运动比图甲中更慢 D．换用一根直径稍大的铝管，运动比图甲中更快【考点】涡流对金属在磁场中运动的影响．【专题】定性思想；推理法；电磁感应中的力学问题；推理论证能力．【答案】D【分析】磁体在铝管中下落，会产生电磁感应现象，要阻碍磁体与铝管之间的相对运动；根据楞次定律和法拉第电磁感应定律分析磁体受力的变化；换用一根有裂纹的铝管，由于断开，所以断开部分没有感应电流，相对甲图，对磁体的阻碍作用小；换用一根直径稍大的铝管，磁通量变化率相对图甲小，由此分析。【解答】解：A、图甲中，磁体在铝管下落时，产生电磁感应，阻碍磁体与导体间的相对运动，所以不会做自由落体运动，故A错误；B、由楞次定律和法拉第电磁感应定律知，在电磁感应现象中产生的感应电流阻碍相对运动，所以刚开始磁体做加速下落，随速度的增大，阻碍力增大，当增大到与磁体的重力相等时，磁体匀速运动，故B错误；C、如图乙所示，换用一根有裂纹的铝管，由于断开，所以断开部分没有感应电流，所以相对甲图，阻碍作用小，则运动比图甲中快，故C错误；D、换用一根直径稍大的铝管，磁体外部空间大，所以磁通量变化率相对图甲小，产生的电动势小，感应电流小，阻碍作用小，所以运动比图甲中更快，故D正确。故选：D。【点评】掌握楞次定律是解题的基础，知道换用一根直径稍大的铝管，磁体外部空间大，磁通量变化率变小是解题的关键。2．（2024秋•郑州期末）上海中心大厦顶部的阻尼器确保了整栋大厦在台风中的稳定。阻尼器简化原理如图所示，当楼体在风力作用下摆动时，携带有永磁体的质量块由于惯性产生反向摆动，在金属地板内产生涡流，从而使大厦减振减摆。则（）A．涡流由外部电源产生 B．地板电阻率越大，产生涡流越大 C．永磁体摆动速率越大，产生涡流越大 D．阻尼器最终将机械能转化为电势能【考点】电磁阻尼与电磁驱动；涡流对金属在磁场中运动的影响．【专题】定性思想；推理法；电磁感应——功能问题；推理论证能力．【答案】C【分析】电磁感应产生的电流；根据能量转化关系分析；根据欧姆定律分析；根据法拉第电磁感应定律分析。【解答】解：A．阻尼器摆动时，永磁铁在金属地板板上方摆动，磁通量发生变化，从而在金属地板内产生涡电流，属于电磁感应现象，不是外部电源产生的电流，故A错误；B．金属地板电阻率越大，电阻越大，根据欧姆定律可知涡电流越小，故B错误；C．永磁体摆动的速率越大，穿过导体板的磁通量变化越快，根据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势就越大，则涡电流也越大，故C正确；D．通过阻碍质量块和永磁铁的运动，阻尼器将动能转化为电能，并通过电流做功将电能最终转化为内能，所以阻尼器最终是将机械能转化为内能的，故D错误。故选：C。【点评】本题考查了欧姆定律、电磁感应、法拉第电磁感应定律等内容，容易题。3．（2024秋•郑州期末）下列有关电磁现象的说法正确的是（）A．WiFi网络信号的实质是X射线 B．通电螺线管吸引铁针是因为其产生了磁场 C．磁铁在铝管中下落变慢是因为磁铁有吸引铝的磁性 D．加油前触摸静电释放器是为了导走加油机上的静电【考点】生活中的电磁感应现象；静电的利用和防止；通电直导线周围的磁场；电磁阻尼与电磁驱动．【专题】定性思想；推理法；磁场磁场对电流的作用；推理论证能力．【答案】B【分析】根据电磁波的应用、磁场的产生、磁体间的相互作用以及静电的防止等知识点逐一分析。【解答】解：A.WiF网络信号是利用电磁波来传递信息的，但这种电磁波并非X射线，而是属于无线电波的一种。X射线通常用于医疗透视等特定场合，与WiF网络信号不同，故A错误；B.通电螺线管会产生磁场，这是电磁学的基本原理，磁场使通电螺线管具有吸引铁磁性物质（如铁针）的特性，故B正确；C.磁铁在铝管中下落变慢的现象，并非因为磁铁有吸引铝的磁性，而是因为磁铁在下落过程中产生了感应电流（由于磁体运动导致铝管中的磁通是变化），阻碍磁铁的下落，这是电磁阻尼现象，故C错误；D.加油前触摸静电释放器是为了导走人体由于摩擦产生的静电，故D错误。故选：B。【点评】本题主要考查电磁现象的理解和应用，有一定的综合性。4．（2024秋•杭州期末）动圈式扬声器的结构如图所示，线圈圆筒安放在永磁体磁极间的空隙中，能够在空隙中左右运动，纸盆与线圈连接，随着线圈振动而发声。当线圈中通入图示从B到A的电流时，下列描述错误的是（）A．纸盆将向左运动 B．扬声器正常工作时，AB间可以是恒定电流 C．将AB端接入接收器，对着纸盆说话，扬声器便可以作为话筒使用 D．若扬声器老化播放的音量变小，可以更换磁性更强的磁体解决【考点】生活中的电磁感应现象；左手定则判断安培力的方向．【专题】定性思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理论证能力．【答案】B【分析】动圈式扬声器的原理是安培力作用，线圈中的变化的电流产生变化的磁场，与磁体发生相互作用而带动纸盆运动而发声；动圈式话筒工作过程是：声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器，由此可知其工作原理是电磁感应现象。【解答】解：A．图中两个线圈通以同向电流相互吸引，所以纸盆将向左运动，故A正确；B．作为扬声器使用，纸盆随着线圈振动而发声，说明安培力是变化的，即电流是变化的，故B错误；C．作为话筒使用，人对纸盆讲话时，纸盆带动线圈切割磁感线，产生变化的电流，扬声器便可以作为话筒使用，故C正确；D．若扬声器老化播放的音量变小，可以更换磁性更强的磁体解决，因为磁性强，安培力变大，故D正确。本题选错误的，故选：B。【点评】明确话筒和扬声器原理，要注意明确话筒是利用了电磁感应现象，而扬声器是利用了通电电流受安培力作用。5．（2024秋•丰台区期末）下列与电磁感应有关的现象中说法不正确的是（）A．图甲：摇动手柄使蹄形磁体转动，则铝框会以相同的速度同向转动 B．图乙：铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，铜盘的转速减小 C．图丙：搬运电流表时将正负接线柱用导线连在一起是为了减弱指针摆动 D．图丁：安检门利用涡流可以检测金属物品，如携带金属经过时，会触发报警【考点】生活中的电磁感应现象；研究电磁感应现象；电磁阻尼与电磁驱动．【专题】定性思想；推理法；磁场磁场对电流的作用；推理论证能力．【答案】A【分析】根据电磁感应的基本原理以及其在各种场景中的应用逐一分析各个选项。【解答】解：A.根据电磁驱动原理，图中当手摇动柄使得蹄形磁铁转动，则铝框会同向转动，且比磁体转动的慢，故A错误；B.铜盘在转动过程中，当手持蹄形磁体靠近铜盘时，由于电磁感应，铜盘中会产生感应电流，这个感应电流会受到磁场的作用力，从而阻碍铜盘的转动，使铜盘的转速减小，故B正确；C.搬运电流表时将正负接线柱用导线连在一起，是为了形成一个闭合回路。当电流表受到震动时，指针会摆动，这个摆动会在闭合回路中产生感应电流，这个感应电流会产生一个磁场，这个磁场会阻碍指针的摆动，从而起到减弱指针摆动的作用，故C正确；D.安检门利用涡流可以检测金属物品。当携带金属物品经过安检门时，金属物品会在交变磁场中产生涡流，这个涡流又会产生交变磁场，被安检门检测到，从而触发报警，故D正确。本题选不正确的，故选：A。【点评】本题主要是考查电磁驱动和电磁阻尼，关键是弄清楚各仪器的工作原理，掌握电磁驱动和电磁阻尼的原理。6．（2024秋•徐州期末）某企业应用电磁感应产生的涡流加热金属产品，其工作原理图如图甲所示。线圈中通过的电流i与时间t的关系如图乙所示（图甲中所示的电流方向为正）。则置于线圈中的圆柱形金属导体在0﹣t1时间内产生的涡流（从左向右观察）（）A．顺时针方向，逐渐增大 B．顺时针方向，逐渐减小 C．逆时针方向，逐渐增大 D．逆时针方向，逐渐减小【考点】涡流的产生及原理．【专题】定性思想；推理法；电磁感应与电路结合；推理论证能力．【答案】C【分析】电流做周期性的变化，在附近的导体中产生感应电流，该感应电流看起来像水中的漩涡，所以叫做涡流。根据楞次定律判断电流方向。【解答】解：在0﹣t1时间内，电流减小，图像斜率增大，感应电动势变大，感应电流变大，磁通量减小，根据楞次定律可以判断感应电流方向为逆时针方向，故ABD错误，C正确。故选：C。【点评】本题实质考查楞次定律以及法拉第电磁感应定律，简单题。二．多选题（共6小题）（多选）7．（2024秋•湖南期末）1820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．圆盘转动时，可看成沿半径方向的金属条切割磁感线，从而在圆心和边缘之间产生了感应电动势 B．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 C．圆盘内的涡流产生的磁场导致磁针转动 D．圆盘中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【考点】电磁阻尼与电磁驱动．【专题】定性思想；归纳法；电磁感应与电路结合；理解能力．【答案】AC【分析】通过题意明确涡流的产生，再根据磁极和电流间的相互作用分析磁铁的运动。【解答】解：A、圆盘在转动中由于半径方向的金属条切割磁感线，从而在圆心和边缘之间产生了感应电动势，故A正确；B、由于圆盘面积不变，距离磁铁的距离不变，故整个圆盘中的磁通量没有变化，故B错误；C、圆盘在径向的金属条切割磁感线过程中，内部距离圆心远近不同的点电势不等，从而形成涡流，涡流产生的磁场又导致磁针转动，故C正确；D、引起磁针转动的电流是导体切割产生的，不是因为自由电子随圆盘转动形成的电流引起的，故D错误。故选：AC。【点评】本题要注意明确电流的形成不是因为自由电子运动，而是由于圆盘切割磁感线产生了电动势，从而产生了涡流。（多选）8．（2024秋•广州期末）如图所示，条形磁铁位于固定的半圆光滑轨道的圆心位置。一半径为R、质量为m的金属球从半圆轨道的一端沿半圆轨道由静止下滑。重力加速度大小为g。下列说法正确的是（）A．金属球会运动到半圆轨道的另一端 B．由于金属球没有形成闭合电路，所以金属球中不会产生感应电流 C．金属球受到的安培力做负功 D．系统产生的总热量为mgR【考点】涡流的产生及原理；电磁感应现象的发现过程；电磁感应过程中的能量类问题．【专题】比较思想；寻找守恒量法；电磁感应——功能问题；理解能力．【答案】CD【分析】金属球在运动过程中，穿过金属球的磁通量不断变化，金属球产生涡流，机械能不断减少，最终停在轨道的最低点，根据能量守恒定律求出系统产生的总热量。【解答】解：ABC、金属球在运动过程中，穿过金属球的磁通量不断变化，在金属球内形成闭合回路，产生涡流，金属球受到的安培力做负功，金属球产生的热量不断地增加，机械能不断地减少，所以金属球不会运动到半圆轨道的另一端，最终金属球停在半圆轨道的最低点，故AB错误，C正确；D、根据能量守恒定律得系统产生的总热量Q＝mgR，故D正确。故选：CD。【点评】本题考查感应电流产生的条件及能量守恒定律，要知道感应电流产生的条件是穿过闭合回路的磁通量发生变化。（多选）9．（2024秋•海淀区校级期末）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，涡流会产生磁场从而影响原磁场，导致检测器发出蜂鸣声而报警，下列说法中正确的是（）A．预使待测物体内部产生涡流，探测器需要在待测物体上方不停的晃动 B．探测器静止在待测物上方，待测物内部仍然可以产生涡流 C．若待测物品为塑料，则不能报警，因为检测区域内没有磁通量的变化 D．若待测物品为塑料，则不能报警，因为待测物中没有能够自由移动的带电粒子或很少【考点】涡流的产生及原理．【专题】定性思想；推理法；电磁场理论和电磁波；推理论证能力．【答案】BD【分析】根据涡流的产生原理判断是否产生涡流；理解金属和塑料的区别，分析不能报警的原因。【解答】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，导电性能级差，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。【点评】本题以金属探测器为载体，考查感应电流的产生条件，考查了理解能力、推理论证能力、体现了学生对知识的应用和迁移能力。（多选）10．（2024秋•贵阳期末）一弹簧上端固定，下端悬挂一个条形磁体，在磁体N极正下方的水平桌面上固定一闭合铜线圈，如图所示。现将磁体托起到某一高度后放开，磁体只在竖直方向上下振动，并在较短时间就停下来，不计空气阻力。下列关于该磁体的分析正确的是（）A．该磁体N极靠近线圈时，线圈对桌面的压力大于其重力 B．该磁体N极靠近线圈时，自上而下看线圈中有顺时针方向的感应电流 C．该磁体无论向上或向下运动，都将受到线圈中感应电流磁场的阻碍作用 D．该磁体在较短时间停下来的原因是弹簧和磁体的机械能转化为线圈中的电能【考点】电磁阻尼与电磁驱动．【专题】定性思想；推理法；电磁感应中的力学问题；推理论证能力．【答案】ACD【分析】利用楞次定律判断线圈所受安培力的方向，从而判断线圈对水平面的压力变化情况，线圈会阻碍磁铁运动做负功，所以磁铁最终会停止。【解答】解：AB．磁体向下振动靠近线圈时，根据楞次定律，感应电流方向为逆时针，线圈对磁体的作用力的合力竖直向上，磁体对线圈作用力的合力竖直向下，所以线圈对水平面的压力大于其重力，故A正确，B错误；C．该磁体无论向上或向下运动，根据楞次定律来拒去留的推论，都将受到线圈中感应电流磁场的阻碍作用，故C正确；D．由于磁体上下振动的过程中产生感应电流，机械能转化为电能，所以磁体很快就会停下来，故D正确。故选：ACD。【点评】本题巧妙的考查了楞次定律的应用，只要记住“增反减同，来拒去留”这一规律，此类题目难度不大。（多选）11．（2024秋•河北区期末）如图所示，用绝缘细线将一个闭合金属圆环悬挂于O点，现将圆环拉离平衡位置并由静止释放，圆环摆动过程中经过有界的水平方向的匀强磁场区域，a、b为该磁场的竖直边界，磁场方向垂直于圆环所在平面向里，若不计空气阻力，下列说法正确的是（）A．圆环不能返回原释放位置 B．在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流 C．圆环完全进入磁场后，速度越大，感应电流也越大 D．圆环最终将静止在最低点【考点】电磁阻尼与电磁驱动；感应电流的产生条件；线圈进出磁场的能量计算．【专题】定性思想；推理法；电磁感应——功能问题；推理论证能力．【答案】AB【分析】圆环在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流，机械能会减少，根据能量守恒分析圆环能否返回原释放位置。最终整个圆环在磁场区域来回摆动，不产生感应电流，其机械能守恒，在磁场内做往返运动。【解答】解：A、当圆环进入或离开磁场时磁通量发生变化，会产生感应电流，机械能向电能转化，机械能减少，因此环向右穿过磁场后，不能摆到原释放位置，故A正确；B、当圆环进入或离开磁场时磁通量发生变化，会产生感应电流，故B正确；C、圆环进入磁场后，其磁通量不变，不会产生感应电流，故C错误；D、在圆环不断经过磁场时，机械能不断损失，圆环越摆越低，最后整个圆环在磁场区域内来回摆动，而不是静止在最低点，故D错误。故选：AB。【点评】本题是电磁感应和能量守恒的综合，要掌握感应电流产生的条件：磁通量变化，明确能量的转化情况。（多选）12．（2024秋•海淀区校级期末）车速表是用来测量车辆瞬时速度的一种装置，其工作原理如图所示。永久磁铁固定在驱动轴上，当车运动时，驱动轴会带动磁铁转动，由于电磁感应，由金属做成的速度盘也会带动指针随之转动，使游丝形变，当阻力矩与安培力矩平衡时，达到静止，从而指针指示出相应的速度。则下列说法正确的是（）A．车速表采用的工作原理是电磁驱动 B．在速度盘转动过程中，穿过整个速度盘的磁通量发生了变化 C．速度盘中产生的感应电流受到的安培力驱使速度盘转动 D．速度盘中的感应电流是速度盘中的自由电子随圆盘转动形成的【考点】电磁阻尼与电磁驱动；生活中的电磁感应现象．【专题】定性思想；推理法；电磁感应中的力学问题；推理论证能力．【答案】AC【分析】电磁驱动是指磁场相对于导体运动时，在导体中产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，从而驱动导体运动的现象‌。圆盘转动可等效看成无数轴向导体切割磁感线，有效切割长度为铜盘的半径，根据速度计的原理进行分析。【解答】解：AC.当车运动时，驱动轴会带动磁铁转动，由于电磁感应，产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，由金属做成的速度盘也会带动指针随之转动，所以车速表采用的工作原理是电磁驱动，故AC正确；B.在速度盘转动的过程中，穿过整个速度盘的磁通量不发生变化，产生感应电动势可等效看成无数轴向导体切割磁感线产生的，故B错误；D.速度盘中的感应电流是由电磁感应产生的，不是速度盘中的自由电子随圆盘转动形成的，故D错误。故选：AC。【点评】本题是转动切割磁感线类型，运用等效法处理，注意在速度盘转动的过程中，穿过整个速度盘的磁通量不发生变化，掌握速度计的原理是关键。三．解答题（共3小题）13．（2023秋•佛山期末）交流异步电动机是利用交变电流产生的旋转磁场带动闭合线圈转动的电动机，其工作原理与右图所示的装置类似。磁铁旋转产生旋转磁场，带动闭合线圈转动。请根据所学物理知识回答以下问题，并说明理由。（1）线圈中是否有感应电流？（2）线圈转动方向是否与磁铁转动方向一致？（3）电动机带负载工作时，线圈的转速是否可以达到磁铁转动的转速？【考点】生活中的电磁感应现象．【答案】（1）线圈中有感应电流。（2）线圈转动方向与磁铁转动方向一致。（3）电动机带负载工作时，线圈的转速不可以达到磁铁转动的转速。【分析】（1）磁通量发生变化，闭合线圈中有感应电流产生；（2）由电磁驱动知识可知线圈转动方向与磁铁转动方向一致；（3）感应电流磁场是阻碍磁通量变化而不是阻止，所以线圈的转速不可以达到磁铁转动的转速。【解答】解：（1）由题图可知，当磁铁旋转产生旋转磁场时，穿过闭合线圈的磁通量发生变化，线圈中有感应电流产生。（2）对磁铁旋转从右向左看，磁铁逆时针转动，闭合线圈的上直边相对磁铁顺时针转动，由右手定则可知，上直边产生的感应电流方向从右向左，由左手定则可知，上直边受到的安培力沿逆时针方向，即上直边受到的安培力对线圈产生逆时针方向的转动力矩，线圈逆时针转动，线圈转动方向是与磁铁转动方向一致。（3）电动机带负载工作时，线圈的转速不可以达到磁铁转动的转速，若线圈的转速达到磁铁转动的转速，则穿过闭合线圈的磁通量不会发生变化，线圈中不会产生感应电流，线圈就不会产生转动的力矩，电动机不能带负载工作。答：（1）线圈中有感应电流。（2）线圈转动方向与磁铁转动方向一致。（3）电动机带负载工作时，线圈的转速不可以达到磁铁转动的转速。【点评】本题涉及电磁感应原理以及电磁驱动相关知识，熟记课本知识即可以顺利求解。14．（2023•海淀区二模）电磁场，是一种特殊的物质。（1）电场具有能量。如图1所示，原子核始终静止不动，α粒子先、后通过A、B两点，设α粒子的质量为m、电荷量为q，其通过A、B两点的速度大小分别为vA和vB，求α粒子从A点运动到B点的过程中电势能的变化量ΔEp。（2）变化的磁场会在空间中激发感生电场。如图2所示，空间中有圆心在O点、垂直纸面向里、磁感应强度为B的圆形匀强磁场，当空间中各点的磁感应强度随时间均匀增加时，请根据法拉第电磁感应定律、电动势的定义等，证明磁场内，距离磁场中心O点为r处的感生电场的电场强度E与r成正比。（提示：电荷量为q的电荷所受感生电场力F＝qE）（3）电磁场不仅具有能量，还具有动量。如图3所示，两极板相距为L的平行板电容器，处在磁感应强度为B的匀强磁场中。磁场方向垂直纸面向里。将一长度为L的导体棒ab垂直放在充好电的电容器两极板之间（其中上极板带正电），并与导体板良好接触。上述导体棒ab、平行板电容器以及极板间的电磁场（即匀强磁场、电容器所激发的电场）组成一个孤立系统，不计一切摩擦。求当电容器通过导体棒ab释放电荷量为q的过程中，该系统中电磁场动量变化量的大小Δp和方向。【考点】感生电场和感生电动势；动量定理的内容和应用；感应电动势及其产生条件．【专题】定性思想；归纳法；电磁感应中的力学问题；分析综合能力．【答案】（1）求α粒子从A点运动到B点的过程中电势能的变化量ΔE（2）证明过程见解答过程。（3）当电容器通过导体棒ab释放电荷量为q的过程中，该系统中电磁场动量变化量的大小BLq，方向水平向左。【分析】（1）考虑匀速运动的运动模型，根据法拉第电磁感应定律列式求解即可；（2）根据欧姆定律求解感应电动势，再结合法拉第电磁感应定律求解磁感应强度的变化率；（3）动生电动势是由于洛伦兹力作用而产生，感生电动势是由于涡旋电场的电场力产生.【解答】解：（1）由能量守恒可得ΔE（2）假设磁场中有以0为圆心半径为/的圆形闭合回路。磁感应强度随时间均匀增加则B＝B0+kt回路中产生的感应电动势为U=带电量为y的粒子在回路中运动一圈有Uq＝Eq•2πr解得E=距离磁场中心O点为r处的感生电场的电场强度E与r成正比。（3）对导体棒ab由动量定理可得BILt＝Δpab得BLq＝Δpab即导体棒ab动量变化量大小为BLq，方向水平向右。系统动量守恒，所以Δp＝﹣Δpab＝