新教材2023-2024學年高中物理第2章電磁感應(yīng)分層作業(yè)13渦流電磁阻尼和電磁驅(qū)動課件新人教版選擇性必修第二冊

第二章分層作業(yè)13渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動123456789101112A級必備知識基礎(chǔ)練1.(2023福建福州高二期中)如圖所示,金屬探測器是用來探測金屬的儀器。關(guān)于其工作原理,下列說法正確的是(

)A.探測器內(nèi)的探測線圈會產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場B.只有有磁性的金屬才會被探測器探測到C.探測到金屬是因為金屬中產(chǎn)生了渦流D.探測到金屬是因為探測器中產(chǎn)生了渦流C解析

金屬探測器探測金屬時,其內(nèi)部的探測線圈會產(chǎn)生變化的磁場,使被測金屬中產(chǎn)生渦流,故選項A、D錯誤,C正確;所有的金屬都能在變化的磁場中產(chǎn)生渦流,選項B錯誤。1234567891011122.(多選)法國科學家阿拉果的“圓盤實驗”中,將一銅圓盤水平放置,在其中心正上方用柔軟細線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針,如圖所示。實驗中發(fā)現(xiàn),當圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時,磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來,但略有滯后。下列說法正確的是(

)A.圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢B.圓盤內(nèi)的渦流產(chǎn)生的磁場導致磁針轉(zhuǎn)動C.在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中,磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化D.圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成電流,此電流產(chǎn)生的磁場導致磁針轉(zhuǎn)動AB123456789101112解析

圓盤在磁針的磁場中轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢,圓盤本身構(gòu)成閉合回路,形成渦流,渦流產(chǎn)生的磁場導致磁針轉(zhuǎn)動,選項A、B正確,D錯誤;圓盤轉(zhuǎn)動過程中磁針的磁場穿過圓盤的磁通量沒有變化,選項C錯誤。1234567891011123.(2023山西臨汾高二月考)如圖所示,在一水平光滑絕緣塑料板上有一環(huán)形凹槽,有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球,在槽內(nèi)沿順時針方向做勻速圓周運動?，F(xiàn)加一豎直向上的均勻變化的勻強磁場,則(

)A.小球速度變大B.小球速度變小C.小球速度不變D.小球速度可能變大也可能變小D解析

磁場的變化使空間內(nèi)產(chǎn)生感生電場,但沒有說明磁場是變大還是變小,所以產(chǎn)生的感生電場的方向可能與小球運動方向相同也可能相反,即小球的速度可能變大也可能變小,D項正確。1234567891011124.(多選)變壓器的鐵芯是利用薄硅鋼片疊加而成的,而不是采用一整塊硅鋼,這是為了(

)A.增大渦流B.減小渦流C.產(chǎn)生更多的熱量D.減小發(fā)熱量BD解析

渦流能使導體發(fā)熱。變壓器的鐵芯是相互絕緣的硅鋼片疊加而成的,從而降低渦流強度,減少能量損耗,提高變壓器的效率。1234567891011125.管道高頻焊機可以對由鋼板卷成的圓管的接縫實施焊接。焊機的原理如圖所示,圓管通過一個接有高頻交流電源的線圈,線圈所產(chǎn)生的交變磁場使圓管中產(chǎn)生交變電流,電流產(chǎn)生的熱量使接縫處的材料熔化將其焊接。焊接過程中所利用的電磁學規(guī)律的發(fā)現(xiàn)者為(

)A.庫侖

B.霍爾C.洛倫茲

D.法拉第D123456789101112解析

線圈中的高頻交變電流產(chǎn)生交變磁場,鋼管處于交變磁場中,由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生交變電流,交變電流通過接縫處,接縫處電阻很大,根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt知,接縫處會產(chǎn)生大量的熱量,熔化材料。此焊接過程利用的電磁學規(guī)律是電磁感應(yīng),電磁感應(yīng)的發(fā)現(xiàn)者是法拉第,A、B、C錯誤,D正確。1234567891011126.(多選)如圖所示,磁電式儀表的線圈通常用鋁框做骨架,把線圈繞在鋁框上,這樣做的目的是(

)A.使線圈偏轉(zhuǎn)角度更大B.使線圈偏轉(zhuǎn)后盡快停下來C.起電磁阻尼的作用D.起電磁驅(qū)動的作用BC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)生感應(yīng)電流,阻礙線圈的轉(zhuǎn)動,使線圈偏轉(zhuǎn)后盡快停下來,這樣做是起電磁阻尼的作用。1234567891011127.(多選)如圖所示,蹄形磁鐵和矩形線圈均可繞豎直軸OO'轉(zhuǎn)動。從上向下看,當磁鐵逆時針轉(zhuǎn)動時,則(

)A.線圈將逆時針轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速與磁鐵相同B.線圈將逆時針轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速比磁鐵小C.線圈將產(chǎn)生感應(yīng)電流D.線圈中感應(yīng)電流的方向始終是abcdaBC123456789101112解析

當磁鐵逆時針轉(zhuǎn)動時,相當于磁鐵不動而線圈順時針旋轉(zhuǎn)切割磁感線,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C正確;線圈相對磁鐵轉(zhuǎn)過90°后,其感應(yīng)電流方向不再是abcda,D錯誤;由楞次定律的推廣含義可知,線圈將與磁極同向轉(zhuǎn)動,但轉(zhuǎn)動的角速度一定小于磁鐵轉(zhuǎn)動的角速度,如果兩者的角速度相同,磁感線與線圈會處于相對靜止狀態(tài),線圈不切割磁感線,無感應(yīng)電流產(chǎn)生,A錯誤,B正確。123456789101112B級關(guān)鍵能力提升練

D解析

變化的磁場產(chǎn)生的感生電動勢為E=πr2=kπr2,小球在環(huán)上運動一周感生電場對其所做的功W=qE=πr2qk,D項正確,A、B、C項錯誤。1234567891011129.如圖所示,條形磁體從高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,條形磁體從開始下落至落地用時t1,落地時速度為v1;S閉合,條形磁體從開始下落至落地用時t2,落地時速度為v2,則它們的大小關(guān)系正確的是(

)A.t1>t2,v1>v2 B.t1=t2,v1=v2C.t1<t2,v1<v2 D.t1<t2,v1>v2D解析

開關(guān)S斷開時,線圈中無感應(yīng)電流,對條形磁體無阻礙作用,條形磁體自由下落,故a=g;當開關(guān)S閉合時,線圈中有感應(yīng)電流,對條形磁體有阻礙作用,故a<g,所以t1<t2,v1>v2,選項D正確。12345678910111210.如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端固定在天花板上,另一端連接條形磁體,一個銅盤放在條形磁體的正下方的絕緣水平桌面上,控制磁體使彈簧處于原長,然后由靜止釋放磁體,不計磁體與彈簧之間的磁力作用,且磁體運動過程中未與銅盤接觸,下列說法正確的是(

)A.磁體所受彈力與重力等大反向時,磁體的加速度為零B.磁體下降過程中,俯視銅盤,銅盤中產(chǎn)生順時針方向的渦旋電流C.磁體從靜止釋放到第一次運動到最低點的過程中,磁體減少的重力勢能等于彈簧彈性勢能D.磁體從靜止釋放到最終靜止的過程中,磁體減少的重力勢能大于銅盤產(chǎn)生的焦耳熱D123456789101112解析

磁體上下運動時,由于穿過銅盤的磁通量發(fā)生變化,則在銅盤中會產(chǎn)生感應(yīng)電流,銅盤對磁體有磁場力,阻礙磁體的運動,則當磁體所受彈力與重力等大反向時,此時磁體還受到下面銅盤的作用力,故此時磁體的加速度不為零,選項A錯誤;根據(jù)楞次定律,磁體下降過程中,俯視銅盤,銅盤中產(chǎn)生逆時針方向的渦旋電流,選項B錯誤;磁體從靜止釋放到第一次運動到最低點的過程中,由于有電能產(chǎn)生,則磁體減少的重力勢能等于彈簧彈性勢能與產(chǎn)生的電能之和,選項C錯誤;磁體最終靜止時彈簧有彈性勢能,則磁體從靜止釋放到最終靜止的過程中,磁體減少的重力勢能等于銅盤產(chǎn)生的焦耳熱與彈簧彈性勢能之和,選項D正確。123456789101112

D123456789101112解析

金屬塊在曲面上滑動的過程中,由初狀態(tài)到末狀態(tài)(金屬塊在磁場區(qū)域內(nèi)往復運動)能量守恒。初狀態(tài)機械能E1=mgb+mv2,末狀態(tài)機械能E2=mga,總熱量Q=E1-E2=mg(b-a)+mv2。故選D。12345678910111212.圖甲為磁控健身車,圖乙為其車輪處結(jié)構(gòu)示意圖,在金屬飛輪的外側(cè)有一些磁體(與飛輪不接觸),人用力蹬車帶動飛輪旋轉(zhuǎn)時,磁體會對飛輪產(chǎn)生阻礙,拉動旋鈕拉線可以改變磁體與飛輪間的距離。下列說法正確的是(

)A.飛輪受到的阻力主要來源于磁體對它的安培力B.飛輪轉(zhuǎn)速一定時,磁體越靠近飛輪,飛輪受到的阻力越小C.磁體和飛輪間的距離一定時,飛輪轉(zhuǎn)速越大,受到的阻力越小D.磁體和飛輪間的距離一定時,飛輪轉(zhuǎn)速越大,內(nèi)部的渦流越弱A123456789101112解析

飛輪在磁場中做切割磁感線運動,所以會產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律可知,磁場會對運動的飛輪產(chǎn)生阻力,以阻礙飛