7渦流,電磁阻尼,電磁驅(qū)動練習(xí)題1

題號—*—?四總分得分考試范圍：XXX；考試時間：100題號—*—?四總分得分考試范圍：XXX；考試時間：100分鐘；命題人：XXX請點擊修改第I卷的文字說明評卷人得分一、選擇題A.B.C.D.烹調(diào)鍋11感應(yīng)加熱線圈絕密★啟用前高中物理人教版選修3.2第四章電磁感應(yīng)7.渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動

試卷副標(biāo)題注意事項：.答題前填寫好自己的姓名、班級、考號等信息.請將答案正確填寫在答題卡上第I卷（選擇題）.電磁爐是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的渦流，使鍋體發(fā)熱從而加熱食物。卜.列相關(guān)的說法中正確的是（）鍋體中渦流的強弱與磁場變化的頻率有關(guān)電磁爐中通入電壓足夠高的直流電也能正常工作金屬或環(huán)保絕緣材料制成的鍋體都可以利用電磁爐來烹飪食物電磁爐的上表面一般都用金屬材料制成，以加快熱傳遞、減少熱損耗.如圖所示，一質(zhì)量為m的條形磁鐵用細(xì)線懸掛在天花板上，細(xì)線從一水平金屬圓環(huán)中穿過。現(xiàn)將環(huán)從位置【釋放，環(huán)經(jīng)過磁鐵到達(dá)位置I【。設(shè)環(huán)經(jīng)過磁鐵上端和下端附近時細(xì)線的張力分別為「和工，重力加速度大小為g,則（）A.T：＞mg,T：＞mg B.Ti＜mg,T：＜mgC.T：＞mg,T：＜mg D.TKmg,T：＞mg.電磁爐（或電磁灶）是采用電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生渦流加熱的，如圖所示，它利用變化的電流通過線圈產(chǎn)生變化的磁場，當(dāng)變化的磁場通過含鐵質(zhì)鍋的底部時，即會產(chǎn)生無數(shù)小渦流,使鍋體本身自行高速升溫,然后再加熱鍋內(nèi)食物。電磁爐工作時產(chǎn)生的電磁波，完全被線圈底部的屏蔽層和頂板上的含鐵質(zhì)鍋所吸收，不會泄漏，對■人體健康無危害。關(guān)于電磁爐，以下說法中正確的是（）試卷第1頁，總5頁

A.電磁爐是利用變化的磁場在食物中產(chǎn)生渦流對食物加熱的B.電磁爐是利用變化的磁場產(chǎn)生渦流，使含鐵質(zhì)鍋底迅速升溫，進(jìn)而對鍋內(nèi)食物加熱的C.電磁爐是利用變化的磁場使食物中的極性水分子振動和旋轉(zhuǎn)來對食物加熱的D.電磁爐跟電爐一樣是讓電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量來對食物加熱的.物理課上，老師做了一個奇妙的“跳環(huán)實驗”。如圖所示，她把一個帶鐵芯的線圈L、開關(guān)S和電源用導(dǎo)線連接起來后，將一金屬套環(huán)置于線圈L上，且使鐵芯穿過套環(huán)。閉合開關(guān)S的瞬間，套環(huán)立刻跳起。某同學(xué)另找來器材再探究此實驗。他連接好電路，經(jīng)重更實驗，線圈上的套環(huán)均未動。對比老師演示的實驗，下列四個選項中，導(dǎo)致套環(huán)未動的原因可能是（）A.B.A.B.C.D.電源電壓過高所選線圈的匝數(shù)過多所用套環(huán)的材料與老師的不同.在水平放置的光滑導(dǎo)軌上，沿導(dǎo)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(dǎo)軌上的A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v一一一叫…77777777777777777777777777777777777777A.都做勻速運動C.A.都做勻速運動C.甲、乙做減速運動B.甲、D.乙、乙做加速運動丙做勻速運動評卷人得分二、多選題6,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7.如圖所示，閉合金屬環(huán)從光滑曲面上h高處滾下，又沿曲面的另一側(cè)上升。設(shè)環(huán)的初速度為0,不計摩擦，曲面處在圖中磁場中，則（）試卷第2頁，總5頁Bx:O 公 O II- O 照 O 氐 O 而陽麻忠忘怒一彝部:O 郅 O II O 期 O M O A.若是勻強磁場，環(huán)滾上的高度小于hB.若是勻強磁場，環(huán)滾上的高度等于hC.若是非勻強磁場，環(huán)滾上的高度等于hD.若是非勻強磁場，環(huán)滾上的高度小于h8.如圖所示，蹄形磁鐵和矩形線圈均可繞豎直軸00'轉(zhuǎn)動。從上向下看，當(dāng)磁鐵逆時針轉(zhuǎn)動時，則（）9。A.線圈將逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同B.線圈將逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速比磁鐵小C.線圈轉(zhuǎn)動時將產(chǎn)生大小、方向周期性變化的電流D.線圈轉(zhuǎn)動時感應(yīng)電流的方向始終是abed試卷第3頁，總5頁請點擊修改第II卷的文字說明評卷人得分三、填空題第II卷（非選擇題）9.高頻焊接是一種常用的焊接方法，其焊接的原理如圖所示。將半徑為10cm的待焊接的圓形金屬工件放在導(dǎo)線做成的1000匝線圈中，然后在線圈中通以高頻的交變電流,線圈產(chǎn)生垂直于金屬工件所在平面的變化磁場，磁場的磁感應(yīng)強度B的變化率為10◎nT/so焊縫處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的99倍。工件非焊接部分每單位長度上的電阻為R°=10YjiQ?焊接的縫寬非常小。則焊接過程中焊接處產(chǎn)生的熱功率為。（計算中可取n==10,不計溫度變化對電阻的影響，結(jié)果保留一位有效數(shù)字）10.在現(xiàn)代家庭的廚房中，電磁爐是家庭主婦非常青睞的炊具，它具有熱效率高、溫控準(zhǔn)確、安全性好、清潔衛(wèi)生等特點。利用以下材料并結(jié)合已學(xué)習(xí)的電磁學(xué)知識分析、討論相關(guān)問題。上圖是描述電磁爐工作原理的示意圖。電磁爐的內(nèi)部有一個金屬線圈，當(dāng)電流通過線圈時，會產(chǎn)生磁場，這個磁場的大小和方向是隨電流不斷變化的，這個變化的磁場又會使放在電磁爐上面的鐵質(zhì)（或鋼質(zhì)）鍋底內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于鍋底有電阻，所以感應(yīng)電流又會在鍋底產(chǎn)生熱效應(yīng)，這些熱能便能起到加熱物體的作用。因為電磁爐是由電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流，利用電流的熱效應(yīng)產(chǎn)生熱量，所以不是所有的鍋或器具都適用。適合放在電磁爐上烹飪的器具有不銹鋼鍋、不銹鋼壺、平底鐵鍋：不適用的有陶瓷鍋、耐熱玻璃鍋、鋁鍋、銅鍋等。綜合以上材料分析下列問題：（1）在電磁爐加熱食物的過程中涉及的物理原理有（回答三個即可）：①；②；③O（2）電磁爐的鍋不能用陶瓷鍋、耐熱玻璃鍋的原因是:電磁爐所用的鍋不能用鋁鍋、銅鍋的原因是O評卷人得分四、計算題11.如圖所示，電阻為R、質(zhì)量為m的矩形導(dǎo)線框ABCD自某一高度自由落下，通過一有界的勻強磁場。若線框恰好以恒定速度通過磁場，在不計空氣阻力的情況下，線框中試卷第4頁，總5頁:O 然 O 11- O 塌 O g O ※※鼠※※如※※蕓※※熱※※口※※垛※※田※※阿※※K-※※B※※:O 然 O H O 堞 O 氐 O ?…O 公 O 11- O ?…O 公 O 11- O 照 O 氐 O ?…O 卦 O H O 翔 O M O A產(chǎn)生的焦耳熱是多少？己知AB、CD邊長均為LAD、BC邊長均為h,磁場區(qū)域?qū)挾葹閔o12.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。在弧形軌道上高為h的地方，無初速釋放一磁鐵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(shè)A、B的質(zhì)量分別為M、m,若最終A、B速度分別為v八vBo（1）螺線管A將向哪個方向運動？（2）全過程中整個電路所消耗的電能。試卷第5頁，總5頁本卷由系統(tǒng)H動生成，請仔細(xì)校對后使用，答案僅供參考。參考答案1.A【解析】渦流是高頻交流電產(chǎn)生的磁場引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故選項A正確、B錯誤；電磁爐表面一般用絕緣材料制成，避免產(chǎn)生渦流，鍋體用金屬制成利用渦流加熱物體，故選項C、D錯誤?！敬鸢浮緼【解析】由楞次定律推論可知，圓環(huán)在磁鐵上端和下端附近時，均受到磁鐵向上的安培力作用，由牛頓第三定律可知，圓環(huán)對■磁鐵的作用力均向下，故TDmg,T"mg,A項正確?！敬鸢浮緽【解析】由題意知，電磁爐的原理是利用渦流加熱的，交變電流通過線圈產(chǎn)生變化的磁場,在鍋體底部產(chǎn)生渦流，使鍋體被加熱、然后加熱鍋內(nèi)食物，故選項A、C、D錯，B對?！敬鸢浮緿【解析】金屬套環(huán)跳起來的原因是開關(guān)S閉合時，套環(huán)上產(chǎn)生的感應(yīng)電流與通電螺線管上的電流相互作用而引起的，線圈接在直流電源上時，金屬套環(huán)也會跳起。電壓越高線圈匝數(shù)越多，S閉合時，金屬套環(huán)跳起越劇烈。若套環(huán)是非導(dǎo)體材料?，則套環(huán)不會跳起，故A、B、C選項錯誤，D選項正確?！敬鸢浮緾【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(yīng)磁場對原磁場的變化起阻礙作用，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，一直做勻速運動。只有選項C正確。【答案】BC【解析】磁鐵水平穿入螺線管時，管中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律的擴(kuò)展知產(chǎn)生的相互作用力阻礙磁鐵的運動。同理，磁鐵穿出時產(chǎn)生的相互作用力也阻礙磁鐵的運動，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，這個安培力使小車向右運動，且一直做加速運動，C項對。BD【解析】若磁場為勻強磁場，穿過環(huán)的磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，即無機械能向電能轉(zhuǎn)化，機械能守恒，故A錯，B正確；若磁場為非勻強磁場，環(huán)內(nèi)要產(chǎn)生電能，機械能減少,故C錯，D正確。BC【解析】當(dāng)磁鐵逆時針轉(zhuǎn)動時，相當(dāng)于磁鐵不動而線圈順時針旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致線圈abed中磁通量一會兒正向穿過增大或減小，一會兒反向穿過增大或減小，所以線圈中產(chǎn)生大小、方向周期性變化的電流，故C對，D錯：由楞次定律的推廣含義可知，線圈將與磁鐵同向轉(zhuǎn)動，但轉(zhuǎn)動的角速度一定小于磁鐵轉(zhuǎn)動的角速度。如果兩者的角速度相同，磁感線與線圈處于相而靜止，線圈不切割磁感線，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，所以選項B正確，A錯誤。【答案】1W【解析】金屬工件中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E由法拉第電磁感應(yīng)定律計算：E=—=—nr=NAr=>/2V金屬工件的電阻R=2nr?Ro+99X2nr?Ro=2Q答案第1頁，總2頁本卷由系統(tǒng)自動生成，請仔細(xì)校對后使用，答案僅供參考。金屬元件中的電流1=工=巫AR2所以焊接處的熱功率P=fX99X2nr-Ro=lW【答案】（1）①電流的磁效應(yīng)（或電生磁）；②電磁感應(yīng)現(xiàn)象（或磁生電）；③電流的熱效應(yīng)（或焦耳定律）。（2）陶瓷和玻璃是絕緣體，不能產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象：鋁、銅的導(dǎo)磁性太差，效率低。【解析】（1）①電流的磁效應(yīng)（或電生磁）；②電磁感應(yīng)現(xiàn)象（或磁生電）；③電流的熱效應(yīng)（或焦耳定律）。（2）陶瓷和玻璃是絕緣體，不能產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象：鋁、銅的導(dǎo)磁性太差，效率低?！敬鸢浮?mgh【解析】法一：以矩形導(dǎo)線框為研究對象。設(shè)線框勻速運動的速度為v,則線框穿過磁場的.2h時間t=——V由平衡條件可知，線框勻速穿過磁場時，所受重力與安培力大小相等。設(shè)線框中的電流為I,則有BIl=mg由閉合電路歐姆定律，有1=2=竺RR由焦耳定律，可知線框中產(chǎn)生的熱量TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"、B干F 2/? Blv1 ,Q=rRt=；—?R?——=2?B? lh=2BIlh=2mghR- u R法二：由能量轉(zhuǎn)化與守恒定律可知，線框勻速通過