【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】高中物理人教版選修3-2同步訓(xùn)練：4.10-渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)

渦流的應(yīng)用圖41031．如圖4103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(shí)，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(guò)焊縫處產(chǎn)生大量熱量，將金屬熔化，把工件焊接在一起，而工件其它部分發(fā)熱很少，以下說(shuō)法正確的是()A．溝通電的頻率越高，焊縫處的溫度上升得越快B．溝通電的頻率越低，焊縫處的溫度上升得越快C．工件上只有焊縫處溫度升得很高是由于焊縫處的電阻小D．工件上只有焊縫處溫度升得很高是由于焊縫處的電阻大解析溝通電頻率越高，則產(chǎn)生的感應(yīng)電流越強(qiáng)，升溫越快，工件電流相同，即電阻大，溫度高，放熱多．答案AD2.圖4104如圖4104所示，磁電式儀表的線圈通常是用鋁框做骨架，把線圈繞在鋁框上，這樣做的目的是()A．防止渦流而設(shè)計(jì)的B．利用渦流而設(shè)計(jì)的C．起電磁阻尼的作用D．起電磁驅(qū)動(dòng)的作用解析線圈通電后在安培力作用下轉(zhuǎn)動(dòng)，鋁框隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，在鋁框內(nèi)產(chǎn)生渦流．渦流將阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，使線圈偏轉(zhuǎn)后盡快停下來(lái)，這樣做是利用渦流來(lái)起電磁阻尼的作用．鋁相比其他金屬其電阻率小，產(chǎn)生的渦流大．另外，鋁的密度小，相同大小的骨架慣性小，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)簡(jiǎn)潔轉(zhuǎn)變．故選項(xiàng)B、C正確．答案BC3.圖4105如圖4105所示，在光滑絕緣水平面上，有一鋁質(zhì)圓形金屬球以肯定的初速度通過(guò)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則從球開頭進(jìn)入磁場(chǎng)到完全穿出磁場(chǎng)過(guò)程中(磁場(chǎng)寬度大于金屬球的直徑)，小球()A．整個(gè)過(guò)程勻速B．進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中球做減速運(yùn)動(dòng)，穿出過(guò)程做加速運(yùn)動(dòng)C．整個(gè)過(guò)程都做勻減速運(yùn)動(dòng)D．穿出時(shí)的速度肯定小于初速度解析小球在進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)時(shí)都有渦流產(chǎn)生，要受到阻力，即電磁阻尼作用，所以穿出時(shí)的速度肯定小于初速度．答案D對(duì)電磁驅(qū)動(dòng)的理解4.圖4106如圖4106所示，光滑水平絕緣面上有兩個(gè)金屬環(huán)靜止在平面上，環(huán)1豎直，環(huán)2水平放置，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(dāng)磁鐵沿中間分割線向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A．兩環(huán)都向右運(yùn)動(dòng)B．兩環(huán)都向左運(yùn)動(dòng)C．環(huán)1靜止，環(huán)2向右運(yùn)動(dòng)D．兩環(huán)都靜止解析條形磁鐵向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，環(huán)1中磁通量保持為零不變，無(wú)感應(yīng)電流，仍靜止；環(huán)2中磁通量變化，依據(jù)楞次定律，為阻礙磁通量的變化，感應(yīng)電流的效果使環(huán)2向右運(yùn)動(dòng)．答案C(時(shí)間：60分鐘)題組一渦流的應(yīng)用1．下列關(guān)于渦流的說(shuō)法中正確的是()A．渦流跟平經(jīng)常見(jiàn)的感應(yīng)電流一樣，都是由于穿過(guò)導(dǎo)體的磁通量變化而產(chǎn)生的B．渦流不是感應(yīng)電流，而是一種有別于感應(yīng)電流的特殊電流C．渦流有熱效應(yīng)，但沒(méi)有磁效應(yīng)D．在硅鋼中不能產(chǎn)生渦流解析渦流本質(zhì)上是感應(yīng)電流，是自身構(gòu)成回路，在穿過(guò)導(dǎo)體的磁通量變化時(shí)產(chǎn)生的，所以A對(duì)B錯(cuò)；渦流不僅有熱效應(yīng)，同其他電流一樣也有磁效應(yīng)，C錯(cuò)；硅鋼電阻率大，產(chǎn)生的渦流較小，但仍能產(chǎn)生渦流，D錯(cuò)．答案A2.圖4107如圖4107所示，在一個(gè)繞有線圈的可拆變壓器鐵芯上分別放一小鐵鍋水和一玻璃杯水．給線圈通入電流，一段時(shí)間后，一個(gè)容器中水溫上升，則通入的電流與水溫上升的是()A．恒定直流、小鐵鍋B．恒定直流、玻璃杯C．變化的電流、小鐵鍋D．變化的電流、玻璃杯解析通入恒定電流時(shí)，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)不變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，通入變化的電流，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生變化，在空間產(chǎn)生感生電場(chǎng)，鐵鍋是導(dǎo)體，感生電場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使水溫上升．渦流是由變化的磁場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的，所以玻璃杯中的水不會(huì)升溫，故C正確．答案C3.圖4108如圖4108所示，是用渦流金屬探測(cè)器探測(cè)地下金屬物的示意圖，下列說(shuō)法中正確的是()A．探測(cè)器內(nèi)的探測(cè)線圈會(huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)B．只有有磁性的金屬物才會(huì)被探測(cè)器探測(cè)到C．探測(cè)到地下的金屬是由于探頭中產(chǎn)生了渦流D．探測(cè)到地下的金屬物是由于金屬物中產(chǎn)生了渦流答案AD題組二對(duì)電磁阻尼的理解4.圖4109如圖4109所示，在O點(diǎn)正下方有一個(gè)具有抱負(fù)邊界的磁場(chǎng)，銅環(huán)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(shuō)法正確的是()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．銅環(huán)最終將做等幅搖擺解析本題考查了電磁阻尼現(xiàn)象和能量轉(zhuǎn)化狀況．銅環(huán)在進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)的過(guò)程中，穿過(guò)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(jī)械能，所以A點(diǎn)高于B點(diǎn)．銅環(huán)的擺角會(huì)越來(lái)越小，最終出不了磁場(chǎng)，而做等幅搖擺．答案BD5．如圖41010所示，使一個(gè)銅盤繞其豎直的軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，且假設(shè)摩擦等阻力不計(jì)，轉(zhuǎn)動(dòng)是勻速的．現(xiàn)把一個(gè)蹄形磁鐵移近銅盤，則()圖41010A．銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)將變慢B．銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)將變快C．銅盤仍以原來(lái)的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)D．銅盤的轉(zhuǎn)動(dòng)速度是否變化，要依據(jù)磁鐵的上下兩端的極性來(lái)打算解析當(dāng)一個(gè)蹄形磁鐵移近銅盤時(shí)，銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律可知感應(yīng)電流受的安培力阻礙其相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以銅盤的轉(zhuǎn)動(dòng)將變慢，本題也可以從能量守恒的角度去分析，由于銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，銅盤的機(jī)械能不斷轉(zhuǎn)化成電能，銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)漸漸變慢，故正確選項(xiàng)為A.答案A6.圖41011在水平放置的光滑導(dǎo)軌上，沿導(dǎo)軌固定一個(gè)條形磁鐵，如圖41011所示．現(xiàn)有銅、鋁和有機(jī)玻璃制成的滑塊甲、乙、丙，使它們從導(dǎo)軌上的A點(diǎn)以某一初速度向磁鐵滑去．各滑塊在未接觸磁鐵前的運(yùn)動(dòng)狀況將是()A．都做勻速運(yùn)動(dòng) B．甲、乙做加速運(yùn)動(dòng)C．甲、乙做減速運(yùn)動(dòng) D．乙、丙做勻速運(yùn)動(dòng)解析銅塊、鋁塊向磁鐵靠近時(shí)，穿過(guò)它們的磁通量發(fā)生了變化，因此在其內(nèi)部產(chǎn)生渦流，而渦流產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)的變化起阻礙作用，所以銅塊和鋁塊向磁鐵運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受阻而減速，所以選項(xiàng)C正確．有機(jī)玻璃為非金屬，不產(chǎn)生渦流現(xiàn)象．答案C7.圖41012彈簧上端固定，下端掛一只條形磁鐵，使磁鐵上下振動(dòng)，磁鐵的振動(dòng)幅度不變．若在振動(dòng)過(guò)程中把線圈靠近磁鐵，如圖4-10-12所示，觀看磁鐵的振幅將會(huì)發(fā)覺(jué)()A．S閉合時(shí)振幅漸漸減小，S斷開時(shí)振幅不變B．S閉合時(shí)振幅漸漸增大，S斷開時(shí)振幅不變C．S閉合或斷開，振幅變化相同D．S閉合或斷開，振幅都不發(fā)生變化解析S斷開時(shí)，磁鐵振動(dòng)穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中無(wú)感應(yīng)電流，振幅不變；S閉合時(shí)有感應(yīng)電流，有電能產(chǎn)生；磁鐵的機(jī)械能越來(lái)越少，振幅漸漸削減，A正確．答案A8．如圖41013所示，A、B為大小、外形均相同且內(nèi)壁光滑、但用不同材料制成的圓管，豎直固定在相同高度．兩個(gè)相同的磁性小球，同時(shí)從A、B管上端的管口無(wú)初速度釋放，穿過(guò)A管比穿過(guò)B管的小球先落到地面．下面對(duì)于兩管的描述中可能正確的是()圖41013A．A管是用塑料制成的，B管是用銅制成的B．A管是用鋁制成的，B管是用膠木制成的C．A管是用膠木制成的，B管是用塑料制成的D．A管用膠木制成的，B管是用鋁制成的答案AD題組三對(duì)電磁驅(qū)動(dòng)的理解9.圖41014如圖41014所示，在一蹄形磁鐵下面放一個(gè)銅盤，銅盤和磁鐵均可以自由繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)，兩磁極靠近銅盤，但不接觸．當(dāng)磁鐵繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，銅盤將()A．以相同的轉(zhuǎn)速與磁鐵同向轉(zhuǎn)動(dòng)B．以較小的轉(zhuǎn)速與磁鐵同向轉(zhuǎn)動(dòng)C．以相同的轉(zhuǎn)速與磁鐵反向轉(zhuǎn)動(dòng)D．靜止不動(dòng)解析因磁鐵的轉(zhuǎn)動(dòng)，引起銅盤中磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而受安培力作用而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，由楞次定律可知安培力的作用是阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以銅盤與磁鐵同向轉(zhuǎn)動(dòng)，又由產(chǎn)生電磁感應(yīng)的條件可知，線圈中能產(chǎn)生電流的條件必需是磁通量發(fā)生變化．故銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向與磁鐵相同而轉(zhuǎn)速小，不能同步轉(zhuǎn)動(dòng)，所以正確選項(xiàng)是B.答案B10．如圖41015所示，閉合導(dǎo)線環(huán)和條形磁鐵都可以繞水平的中心軸OO′自由轉(zhuǎn)動(dòng)，開頭時(shí)磁鐵和圓環(huán)都靜止在豎直平面內(nèi)．若條形磁圖41015鐵突然繞OO′軸，N極向紙里、S極向紙外轉(zhuǎn)動(dòng)，在此過(guò)程中，圓環(huán)將()A．產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻母袘?yīng)電流，圓環(huán)