新教材同步系列2024春高中物理課時分層作業(yè)8渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用粵教版選擇性必修第二冊

課時分層作業(yè)(八)渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用題組一對渦流的理解1．下列關(guān)于渦流的說法中正確的是()A．渦流跟平常常見的感應(yīng)電流一樣，都是因為穿過導(dǎo)體的磁通量變更而產(chǎn)生的B．渦流不是感應(yīng)電流，而是一種有別于感應(yīng)電流的特別電流C．渦流有熱效應(yīng)，但沒有磁效應(yīng)D．在硅鋼中不能產(chǎn)生渦流2．關(guān)于渦流，下列說法中錯誤的是()A．真空冶煉爐是利用渦流來熔化金屬的裝置B．家用電磁爐鍋體中的渦流是由恒定磁場產(chǎn)生的C．阻尼擺搖擺時產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運(yùn)動D．變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成能減小渦流3．安檢門是一個用于平安檢查的“門”，“門框”內(nèi)有線圈，線圈里通有交變電流，交變電流在“門”內(nèi)產(chǎn)生交變磁場，金屬物品通過“門”時能產(chǎn)生渦流，渦流的磁場又反過來影響線圈中的電流，從而引起報警。關(guān)于這個安檢門的以下說法不正確的是()A．這個安檢門也能檢查出毒品攜帶者B．這個安檢門只能檢查出金屬物品攜帶者C．假如這個“門框”的線圈中通上恒定電流，則不能檢查出金屬物品攜帶者D．這個安檢門工作時，既利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，又利用了電流的磁效應(yīng)4．渦流探傷是工業(yè)上常用的技術(shù)之一，該技術(shù)通過勵磁線圈使構(gòu)件中產(chǎn)生渦電流，再借助探測線圈測定渦電流的變更量，從而獲得構(gòu)件缺陷的有關(guān)信息。則()A．工作時勵磁線圈必須要與被測構(gòu)件接觸B．渦流探傷也適用于檢測橡膠構(gòu)件的缺陷C．勵磁線圈中應(yīng)當(dāng)通入恒定電流完成檢測D．探測線圈是依據(jù)接收到的渦流磁場工作的5．(多選)“電磁感應(yīng)鋁箔封口機(jī)”被廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥、食品、化工等生產(chǎn)行業(yè)的產(chǎn)品封口環(huán)節(jié)中，如圖所示為一手持式封口機(jī)，它的工作原理是：當(dāng)接通電源時，內(nèi)置線圈產(chǎn)生磁場，當(dāng)磁感線穿過封口鋁箔材料時，瞬間產(chǎn)生大量小渦流，致使鋁箔自行快速發(fā)熱，熔化復(fù)合在鋁箔上的溶膠，從而粘貼在承封容器的封口處，達(dá)到快速封口的目的。下列有關(guān)說法正確的是()A．封口材料可用一般塑料來代替鋁箔B．該封口機(jī)可干脆用干電池作為電源以便利攜帶C．封口過程中溫度過高，可適當(dāng)減小所通電流的頻率來解決D．該封口機(jī)適用于玻璃、塑料等材質(zhì)的容器封口，但不宜用于金屬容器題組二電磁阻尼與電磁驅(qū)動6．如圖所示，在光滑絕緣水平面上，有一鋁質(zhì)金屬球以肯定的初速度通過有界勻強(qiáng)磁場，則從球起先進(jìn)入磁場到完全穿出磁場過程中(磁場寬度大于金屬球的直徑)，金屬球()A．整個過程勻速運(yùn)動B．進(jìn)入磁場過程中金屬球做減速運(yùn)動，穿出過程做加速運(yùn)動C．整個過程都做勻減速運(yùn)動D．穿出時的速度肯定小于初速度7．可調(diào)磁控阻力健身車原理如圖所示，通過拉桿可以限制磁鐵與鋁制飛輪之間的距離，健身時帶動飛輪轉(zhuǎn)動，可感受到車輪轉(zhuǎn)動時的阻尼感。則()A．阻尼感是磁鐵與車輪間摩擦所致B．若拉桿位置不動，轉(zhuǎn)速越小阻尼感越強(qiáng)C．若飛輪轉(zhuǎn)速不變，磁鐵與飛輪距離越遠(yuǎn)阻尼感越強(qiáng)D．若其他條件相同狀況下，銅制的飛輪阻尼感更強(qiáng)8．(多選)如圖所示，在蹄形磁鐵的兩極間有一可以自由轉(zhuǎn)動的銅盤(不計各種摩擦)，現(xiàn)讓銅盤轉(zhuǎn)動。下面對視察到的現(xiàn)象描述及說明錯誤的是()A．銅盤中沒有感應(yīng)電動勢、沒有感應(yīng)電流，銅盤將始終轉(zhuǎn)動下去B．銅盤中有感應(yīng)電動勢、沒有感應(yīng)電流，銅盤將始終轉(zhuǎn)動下去C．銅盤中既有感應(yīng)電動勢又有感應(yīng)電流，銅盤將很快停下D．銅盤中既有感應(yīng)電動勢又有感應(yīng)電流，銅盤將越轉(zhuǎn)越快9．如圖所示，條形磁鐵從h高處自由下落，中途穿過一個固定的空心線圈，開關(guān)S斷開時，至落地用時t1，落地時速度為v1；S閉合時，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>v210．(多選)低頻電渦流傳感器可用來測量自動化生產(chǎn)線上金屬板的厚度。如圖，在線圈L1中通以低頻溝通電，它四周會產(chǎn)生交變磁場，其正下方有一個與電表連接的線圈L2，金屬板置于L1、L2之間。當(dāng)線圈L1產(chǎn)生的變更磁場透過金屬板，L2中會產(chǎn)生感應(yīng)電流。由于金屬板厚度不同，汲取電磁能量強(qiáng)弱不同，導(dǎo)致L2中感應(yīng)電流的強(qiáng)弱不同，則()A．金屬板汲取電磁能量，是由于穿過金屬板的磁場發(fā)生變更，板中產(chǎn)生渦流B．金屬板越厚，渦流越弱C．L2中產(chǎn)生的是直流電D．L2中產(chǎn)生的是與L1中同頻率的溝通電11．光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如圖所示，拋物線的方程為y＝x2，其下半部處在一個水平方向的勻強(qiáng)磁場中，磁場的上邊界是y＝a的直線(如圖中的虛線所示)。一個小金屬塊從拋物線上y＝b(b>a)處以速度v沿拋物線下滑，假設(shè)曲面足夠長，則金屬塊在曲面上滑動的過程中產(chǎn)生的焦耳熱總量是()A．mgb B．12mvC．mg(b－a) D．mg(b－a)＋12mv12．在科技館?？吹竭@樣的表演：磁鐵在鋁管中下落時，即使不受摩擦阻力和空氣阻力，其下落也很緩慢，是因為磁鐵與鋁管之間電磁感應(yīng)作用而產(chǎn)生了感應(yīng)電流，安培力的反作用力使磁鐵運(yùn)動受到阻礙而變得緩慢，這個力與速度成正比，記作f＝kv，現(xiàn)有一個長為0.8m的鋁管豎直放置，管側(cè)有小孔可以視察到磁鐵的運(yùn)動，小孔分布勻稱且間距均為0.1m，磁鐵重50g，從管上端口由靜止釋放，經(jīng)過第一個小孔時已經(jīng)進(jìn)入勻速下落的穩(wěn)定狀態(tài)，測得磁鐵經(jīng)過兩相鄰小孔的時間為0.1s，重力加速度g＝10m/s2，求：(1)f＝kv中的k為多大？(2)磁鐵穿過鋁管過程中系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量是多少？13．如圖所示，質(zhì)量為m＝100g的鋁環(huán)，用細(xì)線懸掛起來，環(huán)中心距地面高度h＝0.8m，有一質(zhì)量為M＝200g的小磁鐵(長度可忽視)以10m/s的水平速度射入并穿過鋁環(huán)，落地點(diǎn)距鋁環(huán)原位置的水平距離為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2m/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10m/s2)課時分層作業(yè)(八)1234567891011ABADCDDDABDDADDA組基礎(chǔ)鞏固練1．A[渦流本質(zhì)上是感應(yīng)電流，是自身構(gòu)成回路，在穿過導(dǎo)體的磁通量變更時產(chǎn)生的，所以A正確，B錯誤；渦流不僅有熱效應(yīng)，同其他電流一樣也有磁效應(yīng)，C錯誤；硅鋼電阻率大，產(chǎn)生的渦流較小，但仍能產(chǎn)生渦流，D錯誤。]2．B[真空冶煉爐是利用渦流來熔化金屬的裝置，A說法正確；要想產(chǎn)生渦流，必需是變更的磁場，因為變更的磁場才能產(chǎn)生電場，產(chǎn)生渦流，B說法錯誤；依據(jù)楞次定律可知，阻尼擺搖擺時產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運(yùn)動，C說法正確；渦流會造成能量的損失，所以變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成，是為了減小渦流造成的能量損失，D說法正確。]3．A[這個安檢門是利用渦流工作的，因而只能檢查金屬物品攜帶者，A錯誤，B正確；若“門框”的線圈中通上恒定電流，只能產(chǎn)生恒定磁場，它不能使塊狀金屬產(chǎn)生電流，因而不能檢查出金屬物品攜帶者，C正確；安檢門工作時，既利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，又利用了電流的磁效應(yīng)，D正確。]4．D[渦流探傷技術(shù)其原理是用勵磁線圈使被測構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生渦電流，借助探測線圈測定渦電流的變更，故工作時勵磁線圈不須要與被測構(gòu)件接觸，故A錯誤；因橡膠構(gòu)件不能產(chǎn)生渦流，所以渦流探傷不適用于檢測橡膠構(gòu)件的缺陷，故B錯誤；勵磁線圈中通入交變電流才能產(chǎn)生變更的磁場，當(dāng)金屬構(gòu)件處于該變更的磁場中時，該金屬構(gòu)件中才會發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生渦流，完成檢測，由此可知，探測線圈是依據(jù)接收到的渦流磁場工作的，故C錯誤，D正確。]5．CD[由于封口機(jī)利用了電磁感應(yīng)原理，故封口材料必需是金屬類材料，而且電源必需是溝通電，故A、B錯誤；減小內(nèi)置線圈中所通過電流的頻率可以降低封口過程中產(chǎn)生的熱量，即限制溫度，故C正確；封口材料應(yīng)是金屬類材料，但對應(yīng)被封口的容器不能是金屬，否則同樣被熔化，只能是玻璃、塑料等材質(zhì)的容器，故D正確。]6．D[在進(jìn)入磁場和穿出磁場兩個過程中，金屬球均由于渦流而受到阻力作用，由能量守恒知，穿出時的速度肯定小于初速度，故D正確。]7．D[阻尼感是飛輪切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流從而受到安培力所致，故A錯誤；若拉桿位置不動，轉(zhuǎn)速越小，飛輪切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越小，則感應(yīng)電流越小，所受安培力越小，阻尼感越弱，故B錯誤；若飛輪轉(zhuǎn)速不變，磁鐵與飛輪距離越遠(yuǎn)，磁鐵在飛輪處產(chǎn)生的磁場強(qiáng)度越小，飛輪切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越小，即感應(yīng)電流越小，所受安培力越小，阻尼感越弱，故C錯誤；銅的電阻率比鋁的電阻率小，若其他條件相同狀況下，銅制的飛輪電阻更小，切割磁感線時感應(yīng)電流更大，所受安培力更大，則阻尼感更強(qiáng)，故D正確。]8．ABD[銅盤轉(zhuǎn)動時，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律及楞次定律知，盤中有感應(yīng)電動勢，也產(chǎn)生感應(yīng)電流，并且受到阻尼作用，機(jī)械能很快轉(zhuǎn)化為電能進(jìn)而轉(zhuǎn)化為焦耳熱，銅盤將很快停下，故C對，A、B、D錯。]9．D[開關(guān)S斷開時，線圈中無感應(yīng)電流，對磁鐵無阻礙作用，故磁鐵自由下落，a＝g；當(dāng)S閉合時，線圈中有感應(yīng)電流，阻礙磁鐵下落，故a<g，所以t1<t2，v1>v2。]B組實力提升練10．AD[當(dāng)L1中通過溝通電時，依據(jù)右手螺旋定則知，穿過金屬板的磁場發(fā)生變更，從而出現(xiàn)變更的電場，導(dǎo)致金屬板內(nèi)產(chǎn)生渦流，進(jìn)而產(chǎn)生磁場能，然后轉(zhuǎn)化成金屬板的內(nèi)能，故A正確；金屬板越厚，在變更的溝通電流作用下，產(chǎn)生的渦流越強(qiáng)，B錯誤；依據(jù)電磁感應(yīng)規(guī)律可知，在L2中產(chǎn)生的是與L1中同頻率的溝通電，選項C錯誤，D正確。]11．D[金屬塊進(jìn)出磁場時，會產(chǎn)生渦流，部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化成焦耳熱，所能達(dá)到的最高位置越來越低，當(dāng)最高位置y＝a時，由于金屬塊中的磁通量不再發(fā)生變更，金屬塊中不再產(chǎn)生渦流，機(jī)械能也不再損失，金屬塊會在磁場中往復(fù)運(yùn)動，整個過程中削減的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即Q＝mg(b－a)＋12mv212．解析：(1)磁鐵從管上端由靜止釋放，釋放后很快進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)，即磁鐵勻速下落，勻速時的速度為v＝dt＝0.1此時，磁鐵受力平衡，則有kv＝mg得k＝mgv＝0.0