4.7渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動課時訓練人教選修3-2

課時訓練6渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動1.如圖所示是高頻焊接原理示意圖。線圈中通以高頻變化的電流時,待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應電流,感應電流通過焊縫產(chǎn)生大量熱量,將金屬融化,把工件焊接在一起,而工件其他部分發(fā)熱很少。以下說法正確的是()。A.電流變化的頻率越高,焊縫處的溫度升高得越快B.電流變化的頻率越低,焊縫處的溫度升高得越快C.工件上只有焊縫處溫度升得很高是因為焊縫處的電阻小D.工件上只有焊縫處溫度升得很高是因為焊縫處的電阻大答案:AD解析:線圈中通以高頻變化的電流時,待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應電流,感應電流的大小與感應電動勢有關(guān),電流變化的頻率越高,電流變化得越快,感應電動勢就越大,A正確;工件上焊縫處的電阻大,電流產(chǎn)生的熱量多,D正確。2.如圖所示是電表中的指針和電磁阻尼器,下列說法中正確的是()。A.2是磁鐵,在1中產(chǎn)生渦流B.1是磁鐵,在2中產(chǎn)生渦流C.該裝置的作用使指針能夠轉(zhuǎn)動D.該裝置的作用是使指針能很快地穩(wěn)定答案:AD解析:1在2中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生渦流,受到安培力作用阻礙指針的轉(zhuǎn)動,故A、D正確。3.如圖所示,光滑水平絕緣面上有兩個金屬環(huán)靜止在平面上,環(huán)1豎直,環(huán)2水平放置,環(huán)1和環(huán)2的直徑均處于中間分割線上,在平面中間分割線正上方有一條形磁鐵,當磁鐵沿中間分割線向右運動時,下列說法正確的是()。A.兩環(huán)都向右運動B.兩環(huán)都向左運動C.環(huán)1靜止,環(huán)2向右運動D.兩環(huán)都靜止答案:C解析:條形磁鐵向右運動時,環(huán)1中磁通量保持為零不變,無感應電流,仍靜止。環(huán)2中磁通量變化,根據(jù)楞次定律,為阻礙磁通量的變化,感應電流的效果使環(huán)2向右運動。4.在水平放置的光滑導軌上,沿導軌固定一個條形磁鐵,如圖所示。現(xiàn)有銅、鋁和有機玻璃制成的滑塊甲、乙、丙,使它們從導軌上的一點以某一初速度向磁鐵滑去。各滑塊在未接觸磁鐵前的運動情況將是()。A.都做勻速運動B.甲、乙做加速運動C.甲、乙做減速運動D.乙、丙做勻速運動答案:C解析:銅塊、鋁塊向磁鐵靠近時,穿過它們的磁通量發(fā)生了變化,因此在其內(nèi)部產(chǎn)生渦流,反過來渦流產(chǎn)生的感應磁場對滑塊與磁鐵間的相對運動起阻礙作用,所以銅塊和鋁塊向磁鐵運動時會受阻而減速,所以選項C正確。有機玻璃為非金屬,不產(chǎn)生渦流現(xiàn)象。5.位于光滑水平面的小車上放置一螺線管,一個比螺線管長的條形磁鐵沿著螺線管的軸線以初速度v水平穿過,如圖所示,在此過程中()。A.磁鐵做勻速直線運動B.磁鐵做減速運動C.小車向右做加速運動D.小車先加速后減速答案:BC解析:磁鐵水平穿入螺線管時,管中將產(chǎn)生感應電流,由楞次定律的擴展含義知產(chǎn)生的相互作用力阻礙磁鐵相對線圈的運動。同理,磁鐵穿出時,由楞次定律的擴展含義知產(chǎn)生的相互作用力阻礙磁鐵相對線圈的運動,故整個過程中,磁鐵做減速運動,選項B是正確的。而對于小車上螺線管來說,在此過程中,螺線管受到的安培力都是水平向右的,這個安培力使小車向右運動,且一直做加速運動,C對。6.光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線,如圖所示,拋物線的方程為y=x2。其下半部分處在一個水平方向的勻強磁場中,磁場的上邊界是y=a的直線(圖中的虛線所示)。一個小金屬塊從拋物線上y=b(ba)處以速度v沿拋物線下滑,假設(shè)拋物線足夠長,則金屬塊在曲面上滑動的過程中產(chǎn)生的焦耳熱總量是()。A.mgbB.mv2+mgbC.mg(b-a)D.mv2+mg(b-a)答案:D解析:金屬塊運動過程中,機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。要注意分析金屬塊的最終運動狀態(tài),以便計算金屬塊總共損失的機械能,金屬塊在進出磁場過程中要產(chǎn)生感應電流,機械能要減少,上升的最大高度不斷降低,最后剛好滑不出磁場后,就往復運動永不停止。根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒,整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱應等于機械能的損失,即Q=E=mv2+mg(b-a)。故正確選項為D。7.(2011安徽高二檢測改編)一個質(zhì)量為m的金屬球,用一根長為l的絕緣細繩懸掛于O點,離O點下方l/2處有一寬度為l/4,垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域。如圖所示,現(xiàn)使圓球從與懸點O等高位置A處由靜止釋放(細繩伸直,忽略空氣阻力),則達到穩(wěn)定擺動過程中金屬球產(chǎn)生的熱量為多少?答案:解析:金屬球在左右擺動不斷進、出磁場,磁通量不斷變化,產(chǎn)生渦流,會產(chǎn)生熱量。由能量守恒定律可知:產(chǎn)生的焦耳熱應等于金屬球機械能的減少量,而穩(wěn)定狀態(tài)為金屬球在磁場下方擺不再進入磁場,因此Q=Ep=mg(+)=。8.(2010江蘇單科,13)如圖所示,兩足夠長的光滑金屬導軌豎直放置,相距為L,一理想電流表與兩導軌相連,勻強磁場與導軌平面垂直。一質(zhì)量為m、有效電阻為R的導體棒在距磁場上邊界h處靜止釋放。導體棒進入磁場后,流經(jīng)電流表的電流逐漸減小,最終穩(wěn)定為I。整個運動過程中,導體棒與導軌接觸良好,且始終保持水平,不計導軌的電阻。求:(1)磁感應強度的大小B;(2)電流穩(wěn)定后,導體棒運動速度的大小v;(3)流經(jīng)電流表電流的最大值Im。答案:(1)(2)(3)解析:(1)電流穩(wěn)定后,導體棒做勻速運動,