20192020學年高中物理第四章電磁感應(yīng)7渦流電磁阻尼和電磁驅(qū)動練習含解析新人教版選修32

7渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動課后篇牢固提升基礎(chǔ)牢固1.(多項選擇)以下應(yīng)用與渦流有關(guān)的是()A.家用電磁爐B.家用微波爐C.真空冶煉爐D.探雷器解析家用電磁爐和真空冶煉爐利用渦流的熱效應(yīng)工作,探雷器利用渦流的磁效應(yīng)工作,而微波爐利用高頻電磁波工作。答案ACD2.(多項選擇)以下列圖,磁電式儀表的線圈平時用鋁框做骨架,把線圈繞在鋁框上,這樣做的目的是()A.防范渦流而設(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,在安培力作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動,鋁框隨之轉(zhuǎn)動,并切割磁感線產(chǎn)生感覺電流,也就是渦流。渦流阻攔線圈的轉(zhuǎn)動,使線圈偏轉(zhuǎn)后趕忙停下來。這樣做的目的是利用渦流來起電磁阻尼的作用。答案BC3.(多項選擇)位于圓滑水平面上的小車上放置一螺線管,一個比螺線管長但比螺線管細的條形磁鐵沿著螺線管的軸線以初速度v水平穿過,以下列圖,在此過程中()A.磁鐵做勻速直線運動B.磁鐵做減速運動C.小車向右做加速運動D.小車先加速后減速解析磁鐵水平穿入螺線管時,管中將產(chǎn)生感覺電流,由楞次定律知該電流產(chǎn)生的磁場的作用力阻攔磁鐵的運動。同理,磁鐵穿出時該電流產(chǎn)生的磁場的作用力也阻攔磁鐵的運動,故整個過程中,磁鐵做減速運動,B項對。而對于小車上的螺線管來說,在此過程中,螺線管碰到的安培力都是水平向右,這個安培力使小車向右運動,且素來做加速運動,C項對。答案BC4.在水平放置的圓滑絕緣導軌上,沿導軌固定一個條形磁鐵,以下列圖?，F(xiàn)有銅、鋁和有機玻璃制成的滑塊甲、乙、丙,使它們從導軌上的A點以某一初速度向磁鐵滑去。各滑塊在向磁鐵運動的過程中()A.都做勻速運動B.甲、乙做加速運動C.甲、乙做減速運動D.乙、丙做勻速運動解析甲、乙向磁鐵湊近時要產(chǎn)生渦流,受電磁阻尼作用,做減速運動,丙則不會產(chǎn)生渦流,做勻速運動。答案C5.(多項選擇)以下列圖,abcd是一小金屬塊,用一根絕緣細桿掛在固定點O,使金屬塊在直線OO'兩邊來回搖動,O的正下方有一水平方向的勻強磁場所區(qū),磁感線方向跟紙面垂直,若摩擦和空氣阻力均不計,則()A.金屬塊進入或走開磁場所區(qū)時,都會產(chǎn)生感覺電流B.金屬塊完好進入磁場所區(qū)后,金屬塊中無感覺電流C.金屬塊開始搖動后,擺角會越來越小,擺角小到某一值后將不再減小D.金屬塊搖動過程中,機械能會完好轉(zhuǎn)變成金屬塊中產(chǎn)生的電能解析在小金屬塊進入或走開磁場時有感覺電流產(chǎn)生,完好進入磁場后無感覺電流,故可知小金屬塊最后將做一個等幅搖動。答案ABC6.磁電式電流表在運輸時經(jīng)常用短路片把正負接線柱短接,想一想,這樣做有什么道理?解析這是由于短路片將電流表正負接線柱短接后與線圈組成閉合電路,由于指針和線圈是固定在一起的,因此指針搖動時會帶動線圈在磁場中做切割磁感線運動,從而在線圈中產(chǎn)生感覺電流,而感覺電流會產(chǎn)生阻攔線圈轉(zhuǎn)動的收效,從而有效減少了指針的搖動。答案見解析能力提升1.以下列圖,條形磁鐵從高h處自由下落,中途穿過一個固定的空心線圈。開關(guān)S斷開,條形磁鐵至落地用時t1,落地時速度為v1;S閉合,條形磁鐵至落地用時t2,落地時速度為v2,則它們的大小關(guān)系正確的選項是()A.t1>t2,v1>v2B.t1=t2,v1=v2C.t1<t2,v1<v2D.t1<t2,v1>v2解析開關(guān)S斷開時,線圈中無感覺電流,對條形磁鐵無阻攔作用,條形磁鐵自由下落,故a=g;當開關(guān)S閉合時,線圈中有感覺電流,對條形磁鐵有阻攔作用,故a<g,因此t1<t2,v1>v2,選項D正確。答案D2.以下列圖,矩形線圈放置在水平薄木板上,有兩塊相同的蹄形磁鐵,四個磁極之間的距離兩兩相等,當兩塊蹄形磁鐵勻速向右運動時,線圈仍靜止不動,那么線圈碰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.素來向右D.素來向左解析當兩蹄形磁鐵湊近線圈時,線圈要阻攔其湊近,線圈有向右搬動的趨勢,碰到木板的摩擦力方向向左,當蹄形磁鐵遠離線圈時,線圈要阻攔其遠離,線圈仍有向右搬動的趨勢,碰到木板的摩擦力方向仍是向左的,選項D正確。答案D3.以下列圖,圓滑水平絕緣面上有兩個金屬環(huán)靜止在平面上,環(huán)1豎直,環(huán)2水平放置,均處于中間切割線上,在平面中間切割線正上方有一條形磁鐵,當磁鐵沿中間切割線向右運動時,以下說法正確的選項是()A.兩環(huán)都向右運動B.兩環(huán)都向左運動C.環(huán)1靜止,環(huán)2向右運動D.兩環(huán)都靜止解析條形磁鐵向右運動時,環(huán)1中磁通量保持為零不變,無感覺電流,仍靜止;環(huán)2中磁通量變化,依照楞次定律,為阻攔磁通量的變化,感覺電流的收效使環(huán)2向右運動。答案C4.(多項選擇)以下列圖,有一鋁質(zhì)金屬球以必然的初速度經(jīng)過有界勻強磁場,則從球開始進入磁場到完好穿出磁場的過程中(磁場寬度大于金屬球的直徑),小球()A.整個過程勻速B.進入磁場過程中做減速運動,穿出過程做加速運動C.進入和穿出磁場的過程均做減速運動D.穿出時的速度必然小于初速度解析小球在進入和穿出磁場時,有渦流產(chǎn)生,受阻力作用,做減速運動;完好處于磁場中時做勻速運動,C、D正確。答案CD5.圓滑曲面與豎直平面的交線是拋物線,以下列圖,拋物線下半部分處在一個水平方向的勻強磁場中,磁場的上界線是y=a的直線(圖中虛線所示),一個金屬塊從拋物線上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.mgbB.mv2+mgbC.mg(b-a)D.mv2+mg(b-a)解析金屬塊在進出磁場過程中要產(chǎn)生感覺電流,感覺電流轉(zhuǎn)變成熱能,機械能要減少,上升的最大高度不停降低,恰好滑不出磁場后,就做往來運動永不停止,依照能量轉(zhuǎn)變與守恒,整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱應(yīng)等于機械能的損失,即:Q=ΔE=mv2+mg(b-a),故D正確。答案D6.人造衛(wèi)星繞地球運行時,軌道各處地磁場的強弱其實不一樣樣,因此,金屬外殼的人造地球衛(wèi)星運行時,外殼中總有稍微的感覺電流。試解析這一現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)變情況,它對衛(wèi)星的運動可能產(chǎn)生怎樣的影響?解析當穿過人造衛(wèi)星的磁通量發(fā)生變化時,外殼中會有渦流產(chǎn)生,這一電能的產(chǎn)生是由機械能轉(zhuǎn)變來的。它會以致衛(wèi)星機械能減少,會使軌道半徑減小,造成衛(wèi)星離地高度下降。答案見解析7.以下列圖,圓滑弧形軌道和一足夠長的圓滑水平軌道相連,水平軌道上方有一足夠長的金屬桿,桿上掛有一圓滑螺線管A。在弧形軌道上方高為h的地方,無初速釋放一磁鐵B(可視為質(zhì)點),B下滑至水平軌道時恰好沿螺線管A的中心軸運動,設(shè)A、B的質(zhì)量分別為M、m,若最后A、B速度分別為vA、vB。(1)螺線管A將向哪個方向運動?(2)全過程中整個電路所耗資的電能。解析(1)磁鐵B向右運動時,螺線管中產(chǎn)生感覺電流,感覺電流產(chǎn)生電磁驅(qū)動作用,使得螺線管A向右運動。(2)全過程中,磁鐵減少的重力勢能轉(zhuǎn)變成A、B的動能和螺線管中的電能,因此mgh=+E電即E電=mgh-答案(1)向右(2)mgh-8.以下列圖,質(zhì)量為m=100g的鋁環(huán),用細線懸掛起來,環(huán)中央距地面高度h=0.8m,有一質(zhì)量為M=200g的小磁鐵(長度可忽略),以v0=10m/s的水平速度射入并穿過鋁環(huán),落地址距鋁環(huán)原地址的水平距離為s=3.6m,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v'=2m/s,在磁鐵穿過鋁環(huán)的整個過程