江蘇專用2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)第10章電磁感應(yīng)第2節(jié)核心素養(yǎng)科學(xué)思維系列-電磁感應(yīng)中的STSE問題學(xué)案

PAGE3-科學(xué)思維系列—電磁感應(yīng)中的STSE問題電磁感應(yīng)現(xiàn)象與生活親密相關(guān)，高考對(duì)這部分的考查更趨向于有關(guān)現(xiàn)代氣息和STSE問題中信息題的考查。命題背景有電磁爐、電子秤、電磁卡、電磁焊接術(shù)、衛(wèi)星懸繩發(fā)電、磁懸浮列車等。[示例](2024·全國卷Ⅰ)掃描隧道顯微鏡(STM)可用來探測樣品表面原子尺度上的形貌。為了有效隔離外界振動(dòng)對(duì)STM的擾動(dòng)，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對(duì)紫銅薄板，并施加磁場來快速衰減其微小振動(dòng)，如圖所示。無擾動(dòng)時(shí)，按下列四種方案對(duì)紫銅薄板施加恒磁場；出現(xiàn)擾動(dòng)后，對(duì)于紫銅薄板上下及左右振動(dòng)的衰減最有效的方案是()ABCDA[底盤上的紫銅薄板出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí)，其擾動(dòng)方向不確定，在選項(xiàng)C這種狀況下，紫銅薄板出現(xiàn)上下或左右擾動(dòng)時(shí)，穿過薄板的磁通量難以變更，不能發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，沒有阻尼效應(yīng)；在選項(xiàng)B、D這兩種狀況下，紫銅薄板出現(xiàn)上下擾動(dòng)時(shí)，也沒有發(fā)生電磁阻尼現(xiàn)象；選項(xiàng)A這種狀況下，不管紫銅薄板出現(xiàn)上下或左右擾動(dòng)時(shí)，都發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生電磁阻尼效應(yīng)，選項(xiàng)A正確。][即時(shí)訓(xùn)練]1．(2024·江蘇高考改編)電吉他中電拾音器的基本結(jié)構(gòu)如圖所示，磁體旁邊的金屬弦被磁化，因此弦振動(dòng)時(shí)，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流經(jīng)電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音。下列說法不正確的有()A．選用銅質(zhì)弦，電吉他仍能正常工作B．取走磁體，電吉他將不能正常工作C．增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢D．弦振動(dòng)過程中，線圈中的電流方向不斷變更A[銅質(zhì)弦為非磁性材料，不能被磁化，選用銅質(zhì)弦，電吉他不能正常工作，A項(xiàng)錯(cuò)誤；若取走磁體，金屬弦不能被磁化，其振動(dòng)時(shí)，不能在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，電吉他不能正常工作，B項(xiàng)正確；由E＝neq\f(ΔΦ,Δt)可知，C項(xiàng)正確；弦振動(dòng)過程中，穿過線圈的磁通量大小不斷變更，由楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流方向不斷變更，D項(xiàng)正確。]2．(2024·北京豐臺(tái)區(qū)模擬)隨著科技的不斷發(fā)展，無線充電已經(jīng)進(jìn)入人們的視線。小到手表、手機(jī)，大到電腦、電動(dòng)汽車，都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無線充電從理論研發(fā)到實(shí)際應(yīng)用的轉(zhuǎn)化。如圖所示為某品牌的無線充電手機(jī)利用電磁感應(yīng)方式充電的原理圖。關(guān)于無線充電，下列說法正確的是()A．無線充電時(shí)手機(jī)接收線圈部分的工作原理是“電流的磁效應(yīng)”B．只有將充電底座接到直流電源上才能對(duì)手機(jī)進(jìn)行充電C．接收線圈中交變電流的頻率與放射線圈中交變電流的頻率相同D．只要有無線充電底座，全部手機(jī)都可以進(jìn)行無線充電C[無線充電時(shí)手機(jī)接收線圈部分的工作原理是電磁感應(yīng)，故A錯(cuò)誤；當(dāng)給充電設(shè)備通以恒定直流電時(shí)，充電設(shè)備不會(huì)產(chǎn)生交變磁場，即不能正常充電，故B錯(cuò)誤；接收線圈中交變電流的頻率應(yīng)與放射線圈中交變電流的頻率相同，故C正確；被充電手機(jī)內(nèi)部，應(yīng)當(dāng)有一類似金屬線圈的部件與手機(jī)電池相連，當(dāng)有交變磁場時(shí)，則產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，那么一般手機(jī)由于沒有金屬線圈，所以不能夠利用無線充電設(shè)備進(jìn)行充電，故D錯(cuò)誤。]3．“電磁感應(yīng)鋁箔封口機(jī)”被廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥、食品、化工等生產(chǎn)行業(yè)的產(chǎn)品封口環(huán)節(jié)中，如圖所示為一手持式封口機(jī)，它的工作原理是：當(dāng)接通電源時(shí)，內(nèi)置線圈產(chǎn)生磁場，當(dāng)磁感線穿過封口鋁箔材料時(shí)，瞬間產(chǎn)生大量小渦流，致使鋁箔自行快速發(fā)熱，熔化復(fù)合在鋁箔上的溶膠，從而粘貼在承封容器的封口處，達(dá)到快速封口的目的。下列有關(guān)說法正確的是()A．封口材料可用一般塑料來代替鋁箔B．該封口機(jī)可用干電池作為電源以便利攜帶C．封口過程中溫度過高，可適當(dāng)增加所通電流的頻率來解決D．該封口機(jī)適用于玻璃、塑料等多種材質(zhì)的容器封口但不適用于金屬容器D[由于封口機(jī)利用了電磁感應(yīng)原理，故封口材料必需是金屬類材料，而且電源必修是溝通電，故A、B錯(cuò)誤；減小內(nèi)置線圈中所通過電流的頻率可以降低封口過程中產(chǎn)生的熱量，即限制溫度，故C錯(cuò)誤；封口材料應(yīng)是金屬類材料，但對(duì)應(yīng)被封口的容器不能是金屬，否則同樣被熔化，只能是玻璃、塑料等材質(zhì)，故D正確。]4．渦流檢測是工業(yè)上無損檢測的方法之一，如圖所示，線圈中通以肯定頻率的正弦溝通電，靠近待測工件時(shí)，工件內(nèi)會(huì)產(chǎn)生渦流，同時(shí)線圈中的電流受渦流影響也會(huì)發(fā)生變更。下列說法中不正確的是()A．渦流的磁場總是要阻礙穿過工件磁通量的變更B．渦流的頻率等于通入線圈的溝通電頻率C．通電線圈和待測工件間存在周期性變更的作用力D．待測工件可以是塑料或橡膠制品D[由楞次定律可知，渦流的磁場總是要阻礙穿過工件磁通量的變更，A項(xiàng)正確；類似于變壓器，渦流