高中物理 第四章 電磁感應(yīng) 第七節(jié) 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動

1、渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動一、選擇題(其中第15題為單選題，第68題為多選題)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2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3如圖

2、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4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5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

3、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6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()A2是磁鐵，在1中產(chǎn)生渦流B1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7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(jìn)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(jìn)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

4、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8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()AA管是用塑料制成的，B管是用銅制成的BA管是用鋁制成的，B管是用膠木制成的CA管是用膠木制成的，B管是用塑料制成的DA管是用膠木制成的，B管是用鋁制成的二、非選擇題9如圖所示，質(zhì)量m100 g的鋁環(huán)，用細(xì)線懸掛起來，環(huán)中央距地面高度h0.8 m，有一質(zhì)量M200 g的小磁鐵(長度可

5、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(小磁鐵穿過鋁環(huán)后的運動看作平拋運動)：(1)鋁環(huán)向哪邊偏斜？(2)若鋁環(huán)在磁鐵穿過后速度為2 m/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取10 m/s2)參考答案1解析：渦流是高頻交流電產(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

6、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

7、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解析：在小金屬塊進(jìn)入或離開磁場時有感應(yīng)電流產(chǎn)生，完全進(jìn)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：AD