2016-2017學(xué)年高中物理第1章電磁感應(yīng)第3節(jié)電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用學(xué)業(yè)分層測評魯科版

電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用

(建議用時：45分鐘)

[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]

1．(多選)下列器具的工作原理與渦流有關(guān)的是()

A．家用電磁爐

B．家用微波爐

C．變壓器的鐵芯用多塊相互絕緣硅鋼片粘在一起

D．風(fēng)扇轉(zhuǎn)動時扇葉與空氣摩擦發(fā)熱

【解析】電磁爐是利用高頻磁場產(chǎn)生渦流來加熱食物的，故A選項正確．變壓器的鐵

芯不用一塊鋼，是為了防止渦流損耗電能并燒毀變壓器，多塊硅鋼片彼此絕緣，有效地減小

了渦流，C選項正確．

【答案】AC

2．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．下列相關(guān)的說

法中正確的是()

A．鍋體中渦流的強(qiáng)弱與磁場變化的頻率有關(guān)

B．電磁爐中通入電壓足夠高的直流電也能正常工作

C．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

D．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

【解析】渦流是由高頻交流電產(chǎn)生的磁場引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故A對，B錯；電磁

爐表面一般用絕緣材料制成，避免產(chǎn)生渦流，D錯；鍋體用金屬制成，利用渦流加熱物體，

C錯．

【答案】A

3．(多選)在大型用電系統(tǒng)中，都配有變壓器，通過互感可以把交變電流進(jìn)行升壓和降

壓．如圖137所示，變壓器的線圈中都有鐵芯，鐵芯往往都是用薄硅鋼片疊壓而成的，而

不是采用一整塊硅鋼，這樣做的目的是()

圖137

A．硅鋼電阻率大，用薄硅鋼片疊壓成鐵芯，使鐵芯電阻增大，減少變壓器工作時產(chǎn)生

的熱量

B．硅鋼電阻率小，用薄硅鋼片疊壓成鐵芯，使鐵芯電阻減小，減少變壓器工作時產(chǎn)生

的熱量

C．增大渦流發(fā)熱，提高變壓器的效率

D．減少渦流發(fā)熱，提高變壓器的效率

【解析】硅鋼材料的電阻率大，且采用薄硅鋼片，增大了鐵芯中的電阻，阻斷了渦流

回路，變壓器工作時產(chǎn)生的渦流的發(fā)熱量大大減少，減少了電能損失，提高了變壓器的效率，

所以A、D正確．

【答案】AD

4．(多選)(2014·江蘇高考)如圖138所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，

現(xiàn)接通交流電源，過了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來．若要縮短上述加熱時間，下列措施可行

的有()

【導(dǎo)學(xué)號：78870015】

圖138

A．增加線圈的匝數(shù)

B．提高交流電源的頻率

C．將金屬杯換為瓷杯

D．取走線圈中的鐵芯

【解析】利用法拉第電磁感應(yīng)定律和渦電流解題．

當(dāng)接通交流電源時，金屬杯處在變化的磁場中產(chǎn)生渦電流發(fā)熱，使水溫升高．要縮短加

熱時間，需增大渦電流，即增大感應(yīng)電動勢或減小電阻．增加線圈匝數(shù)、提高交變電流的頻

率都是為了增大感應(yīng)電動勢．瓷杯不能產(chǎn)生渦電流，取走鐵芯會導(dǎo)致磁性減弱．所以選項A、

B正確，選項C、D錯誤．

【答案】AB

5．如圖139所示，將一根帶有絕緣漆的金屬導(dǎo)線按如圖所示方式纏繞在一鐵塊上，

線圈中通入變化的電流時，下列說法正確的是()

圖139

A．鐵塊中會產(chǎn)生感應(yīng)電流

B．鐵塊中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流

C．鐵塊電阻很大，會產(chǎn)生很弱的感應(yīng)電流

D．鐵塊換為塑料塊的話，一定會產(chǎn)生感應(yīng)電流

【解析】由于上下各一半的線圈中電流方向相反、磁場方向相反，合磁場為零，磁通

量不變化，也就不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，B對，A、C、D錯．

【答案】B

6.(多選)如圖1310所示是電表中的指針和電磁阻尼器，下列說法中正確的是()

圖1310

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．該裝置的作用是使指針能夠轉(zhuǎn)動

D．該裝置的作用是使指針能很快地穩(wěn)定

【解析】當(dāng)指針擺動時，1隨之轉(zhuǎn)動，2是磁鐵，那么在1中產(chǎn)生渦流，A對、B錯；

2對1的安培力將阻礙1的轉(zhuǎn)動，總之，不管1向哪個方向轉(zhuǎn)動，2對1總起到阻礙作用，

所以它能使指針很快地穩(wěn)定下來，C錯、D對．

【答案】AD

7．(多選)如圖1311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(yīng)電流，感應(yīng)電流通過焊縫產(chǎn)生大量熱量，將金屬熔化，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()

圖1311

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?yàn)楹缚p處的電阻小

D．工件上只有焊縫處溫度升得很高是因?yàn)楹缚p處的電阻大

【解析】交變電流的頻率越高，它產(chǎn)生的磁場的變化就越快，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定

律，在待焊接工件中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢就越大，感應(yīng)電流就越大．而放出的電熱與電流的平

方成正比，所以交變電流的頻率越高，焊接處放出的熱量越多．又可根據(jù)Q＝I2Rt判斷D正

確．

【答案】AD

8．如圖1312所示，在O點(diǎn)正下方有一個有理想邊界的磁場，銅球在A點(diǎn)由靜止釋放，

向右擺至最高點(diǎn)B，不考慮空氣阻力，則下列說法中正確的是()

【導(dǎo)學(xué)號：78870016】

圖1312

A．A、B兩點(diǎn)在同一水平線上

B．A點(diǎn)高于B點(diǎn)

C．A點(diǎn)低于B點(diǎn)

D．銅球?qū)⒆龅确鶖[動

【解析】銅球在進(jìn)入和穿出磁場的過程中，球中會有渦流產(chǎn)生，有一些機(jī)械能轉(zhuǎn)化為

了電能(最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)，所以A點(diǎn)應(yīng)高于B點(diǎn)．選B.

【答案】B

[能力提升]

9．磁卡的磁條中有用于存儲信息的磁極方向不同的磁化區(qū)，刷卡器中有檢測線圈．當(dāng)

以速度v刷卡時，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其Et關(guān)系如圖1313所示．如果只將刷卡

0

v

速度改為0，線圈中的Et關(guān)系圖可能是()

2

【導(dǎo)學(xué)號：78870017】

圖1313

圖135

【解析】由公式E＝Blv可知，當(dāng)刷卡速度減半時，線圈中的感應(yīng)電動勢最大值減半，

且刷卡所用時間加倍，故本題正確選項為D.

【答案】D

10．(2014·廣東高考)如圖1314所示，上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎

直放置，小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部，則小磁塊()

圖1314

A．在P和Q中都做自由落體運(yùn)動

B．在兩個下落過程中的機(jī)械能都守恒

C．在P中的下落時間比在Q中的長

D．落至底部時在P中的速度比在Q中的大

【解析】小磁塊下落過程中，在銅管P中產(chǎn)生感應(yīng)電流，小磁塊受到向上的磁場力，

不做自由落體運(yùn)動，而在塑料管Q中只受到重力，在Q中做自由落體運(yùn)動，故選項A錯誤；

根據(jù)功能關(guān)系知，在P中下落時，小磁塊機(jī)械能減少，在Q中下落時，小磁塊機(jī)械能守恒，

故選項B錯誤；在P中加速度較小，在P中下落時間較長，選項C正確；由于在P中下落時

要克服磁場力做功，機(jī)械能有損失，故知，落至底部時在P中的速度比在Q中的小，選項D

錯誤．

【答案】C

11．一個質(zhì)量為m的正方體金屬塊以速度v沿光滑水平軌道進(jìn)入變化的磁場，并以大

1

小為v的速度從磁場中滑出來，求這一過程中金屬塊中產(chǎn)生的熱量．

2

圖1315

【解析】由于產(chǎn)生渦電流，金屬塊損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電熱，產(chǎn)生的電熱大?。?/p>

11

Q＝mv2－mv2.

2122

11

【答案】mv2－mv2

2122

12．高頻焊接(利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生熱量進(jìn)行焊接)是一種常用焊接方法，其原理如圖

1316所示，將半徑是10cm的待焊接圓形金屬工件放在用金屬導(dǎo)線做成的1000匝線圈中，

然后在線圈中通以變化的電流，線圈中產(chǎn)生垂直于金屬工件所在平面的變化磁場，磁場的變

ΔB

化率為＝102πT/s.焊縫處(待焊處)的電阻是非焊接部分電阻的99倍．工件非焊接部

Δt

分單位長度的電阻R＝10－2πΩ，焊接的縫寬遠(yuǎn)小于未焊接部分的長度，則在焊接過程中焊

0

接處產(chǎn)生的熱功率為多大？(π2＝10，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

【導(dǎo)學(xué)號：78870018】

圖1316

【解析】由法拉第電磁感應(yīng)定律得

ΔΦ

E＝n＝1000×102×π2×10－2V＝2×103V

Δt