【名師一號】2020-2021學(xué)年新課標(biāo)版物理選修3-2-第四章-電磁感應(yīng)-雙基限時練7

雙基限時練(六)渦流電磁阻尼和電磁驅(qū)動1．下列應(yīng)用哪些與渦流有關(guān)()A．高頻感應(yīng)冶煉爐B．汽車的電磁式速度表C．家用轉(zhuǎn)盤式電度表D．閉合線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動，切割磁感線產(chǎn)生的電流解析真空冶煉爐，爐外線圈通入交變電流，爐內(nèi)金屬中產(chǎn)生渦流；汽車速度表是磁電式電流表，指針搖擺時，鋁框骨架中產(chǎn)生渦流；家用轉(zhuǎn)盤式電表的轉(zhuǎn)盤中有渦流產(chǎn)生；閉合線圈在磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生感應(yīng)電流，不同于渦流，D選項錯誤．答案ABC2．如圖所示，閉合金屬環(huán)從高h(yuǎn)的曲面滾下，又沿曲面的另一側(cè)上升，設(shè)閉合環(huán)初速度為零，摩擦不計，則()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h解析假如是非勻強磁場，金屬環(huán)在運動過程中，通過它的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生電磁阻尼．機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，環(huán)滾上的高度小于h.假如是勻強磁場，則金屬環(huán)運動中通過它的磁通量不發(fā)生變化．沒有電磁阻尼，機械能守恒，能滾上原來的高度，故B、D選項正確．答案BD3．下列做法中可能產(chǎn)生渦流的是()A．把金屬塊放在勻強磁場中B．讓金屬塊在勻強磁場中勻速運動C．讓金屬塊在勻強磁場中做變速運動D．把金屬塊放在變化的磁場中解析渦流是整個金屬塊中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，即穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變化，而A、B、C選項中磁通量不變化，沒有渦流產(chǎn)生；把金屬塊放在變化的磁場中，通過它的磁通量發(fā)生變化．有渦流產(chǎn)生，故D選項正確．答案D4.如圖所示，在O點正下方有一個具有抱負(fù)邊界的磁場，銅環(huán)在A點由靜止釋放，向右擺至最高點B，不考慮空氣阻力，則下列說法正確的是()A.A、B兩點在同一水平線上B.A點高于B點C.A點低于B點D．銅環(huán)將做等幅搖擺解析銅環(huán)在進入和穿出磁場的過程中，穿過環(huán)的磁通量發(fā)生變化，環(huán)中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，將損耗肯定的機械能．故A點高于B點．答案B5．光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如圖所示，拋物線的方程是y＝x2，下半部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(b>a)處以速度v沿拋物線下滑，假設(shè)拋物線足夠長，金屬塊沿拋物線下滑后產(chǎn)生的焦耳熱總量是()A．mgb B.eq\f(1,2)mv2C．mg(b－a) D．mg(b－a)＋eq\f(1,2)mv2解析金屬塊在進出磁場過程中要產(chǎn)生感應(yīng)電流，機械能要削減，上升的最大高度不斷降低，最終剛好飛不出磁場后，就往復(fù)運動永不停止，由能量守恒可得Q＝ΔE＝eq\f(1,2)mv2＋mg(b－a)．答案D6．磁電式儀表的線圈通常用鋁框做骨架，把線圈繞在鋁框上，這樣做的目的是()A．防止渦流而設(shè)計的 B．利用渦流而設(shè)計的C．起電磁阻尼的作用 D．起電磁驅(qū)動的作用解析線圈通電后，在安培力作用下而轉(zhuǎn)動，鋁框隨之轉(zhuǎn)動，并切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，就是渦流，渦流阻礙線圈轉(zhuǎn)動，使線圈轉(zhuǎn)動后較快停下來，所以，這樣做的目的是利用渦流來起電磁阻尼的作用．答案BC7．物理課上，老師做了一個奇異的“跳環(huán)試驗”．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)馬上跳起．某同學(xué)另找來器材再探究此試驗．他連接好電路，經(jīng)重復(fù)試驗，線圈上的套環(huán)均未動．對比老師演示的試驗，下列四個選項中，導(dǎo)致套環(huán)未動的緣由可能是()A．線圈接在了直流電源上B．電源電壓過高C．所選線圈的匝數(shù)過多D．所用套環(huán)的材料與老師的不同解析金屬套環(huán)跳起來的緣由是開關(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)跳起越猛烈．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．答案D8．在水平面上放置兩個完全相同的帶中心軸的金屬圓盤，它們彼此用導(dǎo)線把中心軸和對方圓盤的邊緣相連接，組成電路如圖所示，一勻強磁場穿過兩圓盤垂直向外，若不計一切摩擦，當(dāng)a盤在外力作用下做逆時針轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)盤b()A．沿與a盤相同的方向轉(zhuǎn)動B．沿與a盤相反的方向轉(zhuǎn)動C．轉(zhuǎn)動的角速度肯定大于a盤的角速度D．轉(zhuǎn)動的角速度可能等于a盤的角速度解析金屬盤可看做由多根金屬輻條組成，a盤在外力作用下逆時針轉(zhuǎn)動時，圓盤切割磁感線，由右手定則可知，電動勢方向由圓心到圓盤邊緣通過導(dǎo)線和圓盤B組成閉合電路，而對b盤在安培力作用下順時針轉(zhuǎn)動，且轉(zhuǎn)動角速度肯定小于a盤的角速度，故選項B正確．答案B9．如圖是高頻焊接原理示意圖，線圈中通以高頻溝通電時，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于焊縫處的接觸電阻很大，放出的焦耳熱很多，致使溫度升得很高，將金屬熔化，焊接在一起．我國生產(chǎn)的自行車車架就是用這種方法焊接的．試定性地說明：為什么交變電流的頻率越高，焊縫處放出的熱量越多．解析交變電流的頻率越高，它產(chǎn)生的磁場的變化就越快．依據(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，而放出的熱量與電流的平方成正比，與通電導(dǎo)體的電阻成正比，而焊接處電阻較大產(chǎn)生的熱量更多，所以交變電流的頻率越高，焊縫處放出的熱量越多．答案見解析10．在用車輛長途運輸微安表時，常用導(dǎo)線把微安表的兩個接線柱連在一起，這是什么道理？答案在長途運輸時，表殼會經(jīng)?；蝿?，指針左右搖擺很厲害，易損壞表針，用導(dǎo)線把微安表兩接線柱連在一起，就形成了閉合回路，產(chǎn)生感應(yīng)電流從而阻礙它們的相對運動，這樣表針的搖擺幅度會大大減小，能愛護電表．11．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，桿上掛有一光滑螺旋管A.在弧形軌道上高為h的地方，無初速度釋放一磁鐵B(可視為質(zhì)點)，B下滑至水平軌道時恰好沿螺旋管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vA、vB.(1)螺旋管A將向哪個方向運動？(2)全過程中整個電路所消耗的電能．解析(1)磁鐵B向右運動時，螺線管中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流產(chǎn)生電磁驅(qū)動作用，使得螺線管向右運動．(2)在全過程中，磁鐵減小的重力勢能轉(zhuǎn)化為A、B的動能和螺線管組成電路的電能，則有mgh＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,A)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＋E電即E電＝mgh－eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,A)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B).答案(1)向右運動(2)mgh－eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,A)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)12．如圖所示，質(zhì)量m＝100g的鋁環(huán)，用細(xì)線懸掛起來，環(huán)中心距地面高度h＝0.8m，有一質(zhì)量為M＝200g的小磁鐵(長度可忽視)，以10m/(1)鋁環(huán)向哪邊偏斜？(2)若鋁環(huán)在磁鐵穿過后速度為2m/s，在磁鐵穿過鋁環(huán)的整個過程中，環(huán)中產(chǎn)生了多少電能？(g＝10m/s解析(1)由楞次定律可知，當(dāng)小磁鐵向右運動時，鋁環(huán)向右偏(阻礙相對運動)．(2)由能量守恒定律可得，系統(tǒng)損失的機械能產(chǎn)生了電能．E電＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(