高中物理 4.7渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動課后習(xí)題（含解析）新人教版選修32.doc

7渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動課時演練促提升a組1.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:渦流是高頻交變電流產(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。答案:a2.如圖所示,在一個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間后,一個容器中水溫升高,則通入的電流與水溫升高的是()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,所產(chǎn)生的磁場不變,不會產(chǎn)生感應(yīng)電流。通入變化的電流,所產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化,在空間產(chǎn)生感生電場,鐵鍋是導(dǎo)體,感生電場在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,使水溫升高。渦流是由變化的磁場在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的,所以玻璃杯中的水不會升溫,故c正確。答案:c3.如圖所示,蹄形磁鐵的兩極之間放置一個線圈abcd,磁鐵和線圈都可以繞oo軸轉(zhuǎn)動,當(dāng)磁鐵按圖示方向繞oo軸轉(zhuǎn)動,線圈的運動情況是()a.俯視,線圈順時針轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速與磁鐵相同b.俯視,線圈逆時針轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速與磁鐵相同c.線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動方向相同,但轉(zhuǎn)速小于磁鐵的轉(zhuǎn)速d.線圈靜止不動解析:磁鐵相對線圈轉(zhuǎn)動,通過線圈的磁通量發(fā)生變化,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,則線圈受安培力作用,阻礙兩者的相對運動,由“來拒去留”可知線圈跟著磁鐵同方向轉(zhuǎn)動。如果轉(zhuǎn)速相同,則沒有相對運動,線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,線圈不受安培力作用,則線圈不會轉(zhuǎn)動,所以線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動方向相同,但轉(zhuǎn)速小于磁鐵轉(zhuǎn)速。答案:c4.如圖所示,使一個銅盤繞其豎直的軸oo轉(zhuǎn)動,且各種摩擦等阻力不計?，F(xiàn)把一個蹄形磁鐵移近銅盤,則()a.銅盤轉(zhuǎn)動將變慢b.銅盤轉(zhuǎn)動將變快c.銅盤仍以原來的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動d.銅盤的轉(zhuǎn)動速度是否變化,要根據(jù)磁鐵的上下兩端的極性來決定解析:當(dāng)一個蹄形磁鐵移近銅盤時,銅盤轉(zhuǎn)動切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電流,由楞次定律可知其感應(yīng)電流受的安培力阻礙其相對運動,所以銅盤的轉(zhuǎn)動將變慢。本題也可以從能量守恒的角度去分析,因為銅盤轉(zhuǎn)動切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電流,銅盤的機械能不斷轉(zhuǎn)化成電能,銅盤轉(zhuǎn)動會逐漸變慢,故正確選項為a。答案:a5.如圖所示,矩形線圈放置在水平薄木板上,在薄木板的下面有兩塊相同的蹄形磁鐵,四個磁極之間的距離相等。當(dāng)兩塊磁鐵勻速向右通過線圈時,線圈仍靜止不動,那么線圈受到木板的摩擦力方向是()a.先向左,后向右b.先向左、后向右、再向左c.一直向右d.一直向左解析:根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的“來拒去留”知,當(dāng)兩磁鐵靠近線圈時,線圈要阻礙其靠近,線圈有向右移動的趨勢,受木板的摩擦力向左;當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離線圈時,線圈要阻礙其遠(yuǎn)離,仍有向右移動的趨勢,受木板的摩擦力方向仍是向左的,故選項d正確。答案:d6. (多選)如圖所示是電表中的指針和電磁阻尼器的結(jié)構(gòu),下列說法中正確的是()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:這是渦流的典型應(yīng)用之一。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,2對1的安培力將阻礙1的轉(zhuǎn)動。不管1向哪個方向轉(zhuǎn)動,2對1的效果總起到阻尼作用。所以它能使指針很快地穩(wěn)定下來。答案:ad7.(多選)如圖所示,abcd是一小金屬塊,用一根絕緣細(xì)桿掛在固定點o,使金屬塊繞在直線oo兩邊來回擺動,o的正下方有一水平方向的勻強磁場區(qū)域,磁感線方向跟紙面垂直,若摩擦和空氣阻力均不計,則()a.金屬塊進入或離開磁場區(qū)域時,都會產(chǎn)生感應(yīng)電流b.金屬塊完全進入磁場區(qū)域后,金屬塊中無感應(yīng)電流c.金屬塊開始擺動后,擺角會越來越小,擺角小到某一值后將不再減小d.金屬塊擺動過程中,機械能會完全轉(zhuǎn)化為金屬塊中產(chǎn)生的電能解析:在小金屬塊進入或離開磁場時有感應(yīng)電流產(chǎn)生,完全進入磁場后無感應(yīng)電流,故可知小金屬塊最終將做一個等幅擺動。答案:abc8.(多選)如圖所示,a、b為大小、形狀均相同且內(nèi)壁光滑,但用不同材料制成的圓管,豎直固定在相同高度。兩個相同的磁性小球,同時從a、b管上端的管口無初速度釋放,穿過a管的小球比穿過b管的小球先落到地面。下面對于兩管描述可能正確的是()a.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管是用膠木制成的,b管是用鋁制成的解析:磁性小球穿過金屬圓管過程中,將圓管看作由許多金屬圓環(huán)組成,小球的磁場使每個圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律,該電流阻礙磁性小球的下落,小球向下運動的加速度小于重力加速度;小球在塑料、膠木等非金屬材料圓管中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,小球仍然做自由落體運動,穿過塑料、膠木圓管的時間比穿過金屬圓管的時間少。答案:ad9. (多選)如圖所示,在光滑水平面上固定一條形磁鐵,有一小球以一定的初速度向磁鐵方向運動,如果發(fā)現(xiàn)小球做減速運動,則小球的材料可能是()a.鐵b.木c.銅d.鋁答案:cdb組1.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)過磁鐵到達位置。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ft1和ft2,重力加速度大小為g,則()a.ft1mg,ft2mgb.ft1mg,ft2mg,ft2mgd.ft1mg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ft1mg,ft2mg,a項正確。答案:a2.一個半徑為r、質(zhì)量為m、電阻為r的金屬圓環(huán),用一根長為l的絕緣細(xì)繩懸掛于o點,離o點下方處有一寬度為、垂直紙面向里的勻強磁場區(qū)域,如圖所示?，F(xiàn)使圓環(huán)從與懸點o等高位置a處由靜止釋放(細(xì)繩張直,忽略空氣阻力),擺動過程中金屬環(huán)所在平面始終垂直磁場,則在達到穩(wěn)定擺動的整個過程中金屬環(huán)產(chǎn)生的熱量是()a.mglb.mg(+r)c.mg(l+r)d.mg(l+2r)解析:線圈在進入磁場和離開磁場時,磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,機械能減少。最后線圈在磁場下面擺動,機械能守恒。在整個過程中減少的機械能轉(zhuǎn)變?yōu)榻苟鸁?在達到穩(wěn)定擺動的整個過程中,金屬環(huán)減少的機械能為mg(l+r)。答案:c3.(多選)機場的安檢門可以利用渦流探測人身上攜帶的金屬物品,安檢門中接有線圈,線圈中通以交變電流,關(guān)于其工作原理,以下說法正確的是()a.人身上攜帶的金屬物品會被地磁場磁化,在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流b.人體在線圈交變電流產(chǎn)生的磁場中運動,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢并在金屬物品中產(chǎn)生感應(yīng)電流c.線圈產(chǎn)生的交變磁場會在金屬物品中產(chǎn)生交變的感應(yīng)電流d.金屬物品中感應(yīng)電流產(chǎn)生的交變磁場會在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流解析:一般金屬物品不一定能被磁化,且地磁場很弱,即使金屬被磁化磁性也很弱,作為導(dǎo)體的人體電阻很大,且一般不會與金屬物品構(gòu)成回路,故a、b錯誤;安檢門利用渦流探測金屬物品的工作原理是:線圈中交變電流產(chǎn)生交變磁場,使金屬物品中產(chǎn)生渦流,故c正確;該渦流產(chǎn)生的磁場又會在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,而線圈中交變電流的變化可以被檢測到,故d正確。答案:cd4.如圖所示是著名物理學(xué)家費曼設(shè)計的一個實驗,在一塊絕緣板中部安裝一個線圈,并接有電源,板的四周有許多帶負(fù)電的小球,將整個裝置懸掛起來,當(dāng)閉合開關(guān)瞬間,整個圓盤將()a.順時針轉(zhuǎn)動一下b.逆時針轉(zhuǎn)動一下c.順時針不斷轉(zhuǎn)動d.逆時針不斷轉(zhuǎn)動解析:開關(guān)閉合瞬間,穿過帶電小球所在空間向下的磁通量突然增加,由楞次定律知,在帶電小球所處空間將產(chǎn)生逆時針方向(從上往下看)的電動勢(確切講,應(yīng)為逆時針方向電場),從而使帶負(fù)電小球受到順時針方向作用力,由于該變化是瞬間的,故選項a正確。答案:a5.如圖所示是高頻電磁爐的工作示意圖,它是采用電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生渦流加熱的,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()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解析:電磁爐的工作原理是利用變化的電流通過線圈產(chǎn)生變化的磁場,變化的磁場通過含鐵質(zhì)鍋的底部產(chǎn)生無數(shù)小渦流,使鍋體溫度升高后加熱食物,故選項a、d錯誤,b正確;而選項c是微波爐的加熱原理,選項c錯誤。答案:b6.如圖所示,質(zhì)量m=100 g的鋁環(huán),用細(xì)線懸掛起來,環(huán)中央距地面高度h=0.8 m,有一質(zhì)量m=200 g的小磁鐵(長度可忽略),以10 m/s的水平速度射入并穿過鋁環(huán),落地點距鋁環(huán)原位置的水平距離為3.6 m,則磁鐵與鋁環(huán)發(fā)生相互作用時(小磁