20192020學(xué)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(xí)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(xì)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(yùn)動B.磁鐵做減速運(yùn)動C.小車向右做加速運(yùn)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(yùn)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(yùn)動,故整個過程中,磁鐵做減速運(yùn)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(yùn)動,且素來做加速運(yùn)動,C項對。答案BC4.在水平放置的圓滑絕緣導(dǎo)軌上,沿導(dǎo)軌固定一個條形磁鐵,以下列圖?，F(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。各滑塊在向磁鐵運(yùn)動的過程中()A.都做勻速運(yùn)動B.甲、乙做加速運(yùn)動C.甲、乙做減速運(yùn)動D.乙、丙做勻速運(yùn)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(yùn)動,丙則不會產(chǎn)生渦流,做勻速運(yùn)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(xì)桿掛在固定點(diǎn)O,使金屬塊在直線OO'兩邊來回?fù)u動,O的正下方有一水平方向的勻強(qiáng)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(jìn)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(jìn)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(jī)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(jìn)入或走開磁場時有感覺電流產(chǎn)生,完好進(jìn)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(yùn)輸時經(jīng)常用短路片把正負(fù)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(fù)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(yùn)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(yuǎn)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(dāng)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(dāng)兩塊蹄形磁鐵勻速向右運(yùn)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(dāng)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(dāng)蹄形磁鐵遠(yuǎn)離線圈時,線圈要阻攔其遠(yuǎn)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(dāng)磁鐵沿中間切割線向右運(yùn)動時,以下說法正確的選項是()A.兩環(huán)都向右運(yùn)動B.兩環(huán)都向左運(yùn)動C.環(huán)1靜止,環(huán)2向右運(yùn)動D.兩環(huán)都靜止解析條形磁鐵向右運(yùn)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(yùn)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(qiáng)磁場,則從球開始進(jìn)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(jìn)入磁場過程中做減速運(yùn)動,穿出過程做加速運(yùn)動C.進(jìn)入和穿出磁場的過程均做減速運(yùn)動D.穿出時的速度必然小于初速度解析小球在進(jìn)入和穿出磁場時,有渦流產(chǎn)生,受阻力作用,做減速運(yùn)動;完好處于磁場中時做勻速運(yùn)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(qiáng)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(jìn)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(jī)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(yùn)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(jī)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(yùn)行時,軌道各處地磁場的強(qiáng)弱其實不一樣樣,因此,金屬外殼的人造地球衛(wèi)星運(yùn)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(yùn)動可能產(chǎn)生怎樣的影響?解析當(dāng)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(jī)械能轉(zhuǎn)變來的。它會以致衛(wèi)星機(jī)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(diǎn)),B下滑至水平軌道時恰好沿螺線管A的中心軸運(yùn)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(yùn)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(yùn)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(yùn)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(xì)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(yùn)動看作平拋運(yùn)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