2024秋新教材高中物理課時跟蹤檢測九渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用粵教版選擇性必修第二冊

課時跟蹤檢測（九）渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用eq\a\vs4\al(A)組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1．在下列所示的四種磁場中，能產(chǎn)生恒定感生電場的是()解析：選C要產(chǎn)生恒定的感生電場，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢肯定是恒定的，由E＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝neq\f(ΔB,Δt)S可知，磁場必需是勻稱變更的，故C正確。2.(2024·青島高二檢測)(多選)在大型用電系統(tǒng)中，都配有變壓器，通過互感可以把交變電流進行升壓和降壓。如圖所示，變壓器的線圈中都有鐵芯，鐵芯往往都是用薄硅鋼片疊壓而成的，而不是采納一整塊硅鋼，這樣做的目的是()A．硅鋼電阻率大，用薄硅鋼片疊壓成鐵芯，使鐵芯電阻增大，削減變壓器工作時產(chǎn)生的熱量B．硅鋼電阻率小，用薄硅鋼片疊壓成鐵芯，使鐵芯電阻減小，削減變壓器工作時產(chǎn)生的熱量C．增大渦流發(fā)熱，提高變壓器的效率D．削減渦流發(fā)熱，提高變壓器的效率解析：選AD硅鋼材料的電阻率大，且采納薄硅鋼片，增大了鐵芯中的電阻，阻斷了渦流回路，變壓器工作時產(chǎn)生的渦流的發(fā)熱量大大削減，削減了電能損失，提高了變壓器的效率，所以A、D正確。3．(多選)電磁爐為新一代炊具，無煙、無明火、無污染、不產(chǎn)生有害氣體，無微波輻射、高效節(jié)能等是電磁爐的優(yōu)勢所在。電磁爐的工作原理是利用電流通過線圈產(chǎn)生磁場，當(dāng)磁場通過含鐵質(zhì)鍋底部時，會產(chǎn)生多數(shù)小渦流，使鍋體本身快速發(fā)熱，然后再加熱鍋內(nèi)食物，如圖所示。下列相關(guān)說法正確的是()A．鍋體中的渦流是由恒定的磁場產(chǎn)生的B．鍋體中的渦流是由變更的磁場產(chǎn)生的C．磁場越強，電磁爐的加熱效果越好D．提高磁場變更的頻率，可提高電磁爐的加熱效果解析：選BD電磁爐接溝通電，其鍋體中的渦流是由變更的磁場產(chǎn)生的，故A錯誤，B正確；電磁爐的加熱效果與磁場的強弱無關(guān)，只與磁場的變更快慢有關(guān)，故C錯誤；依據(jù)發(fā)熱原理可知，提高磁場變更的頻率，可增加渦流，提高電磁爐的加熱效果，故D正確。4．以下哪些現(xiàn)象沒有利用電磁阻尼規(guī)律()解析：選D振動的條形磁鐵在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流對磁鐵的相對運動有阻礙作用，能使振動的條形磁鐵快速停下來，這是利用了電磁阻尼規(guī)律，故A不符合；磁鐵通過無缺口的鋁管時產(chǎn)生的感應(yīng)電流較大，較大的感應(yīng)電流對磁鐵的相對運動有較大的阻礙作用，能更快使強磁鐵勻速運動，這是利用了電磁阻尼規(guī)律，故B不符合；U形磁鐵可以在高速轉(zhuǎn)動的鋁盤中產(chǎn)生感應(yīng)渦電流，感應(yīng)渦電流對鋁盤與磁鐵間的相對運動有阻礙作用，能使鋁盤快速停下來，這是利用了電磁阻尼規(guī)律，故C不符合；轉(zhuǎn)動把手時下面的閉合銅線框隨U形磁鐵同向轉(zhuǎn)動，這是利用了電磁驅(qū)動規(guī)律，故D符合。5．(2024·大連高二檢測)如圖所示，有一個銅圓盤，輕輕撥動它，能長時間地繞轉(zhuǎn)軸自由轉(zhuǎn)動。假如在轉(zhuǎn)動時把蹄形磁鐵的兩極放在銅盤邊緣，但并不與銅盤接觸，我們將視察到的現(xiàn)象是()A．銅盤的轉(zhuǎn)動不受磁鐵的影響B(tài)．銅盤的轉(zhuǎn)動能持續(xù)更長時間C．銅盤能在較短的時間內(nèi)停止轉(zhuǎn)動D．由于磁鐵的影響，銅盤會反向轉(zhuǎn)動解析：選C當(dāng)銅盤轉(zhuǎn)動時，切割磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由于電路閉合，則出現(xiàn)感應(yīng)電流，處于磁場中的部分銅盤會受到安培力作用，此力阻礙銅盤轉(zhuǎn)動，使得銅盤能在較短的時間內(nèi)停止。6.(多選)高頻焊接原理示意圖如圖所示，線圈通以高頻溝通電，金屬工件的焊縫中就產(chǎn)生大量焦耳熱，將焊縫熔化焊接，下列狀況中能使焊接處消耗的電功率增大的是()A．增大交變電流的電壓，其他條件不變B．增大交變電流的頻率，其他條件不變C．感應(yīng)電流相同條件下，增大焊接縫的接觸電阻D．感應(yīng)電流相同條件下，減小焊接縫的接觸電阻解析：選ABC增大交變電流的電壓，其他條件不變，則線圈中交變電流增大，磁通量變更率增大，因此產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢增大，感應(yīng)電流也增大，那么焊接處消耗的電功率增大，故A正確；高頻焊接利用高頻交變電流產(chǎn)生高頻交變磁場，在焊接的金屬工件中產(chǎn)生感應(yīng)電流，依據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律分析可知，電流變更的頻率越高，磁通量變更頻率越高，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，感應(yīng)電流越大，焊縫處消耗的電功率越大，故B正確；感應(yīng)電流相同條件下，增大焊接縫的接觸電阻，焊縫處消耗的電功率增大，故C正確，D錯誤。7.(多選)渦流檢測是工業(yè)上無損檢測的方法之一。如圖所示，線圈中通以肯定頻率的正弦溝通電，靠近待測工件時，工件內(nèi)會產(chǎn)生渦流，同時線圈中的電流受渦流影響也會發(fā)生變更。下列說法正確的是()A．渦流的磁場總是要阻礙穿過工件磁通量的變更B．渦流的頻率等于通入線圈的溝通電的頻率C．通電線圈和待測工件間存在周期性變更的作用力D．待測工件可以是塑料或橡膠制品解析：選ABC渦流是感應(yīng)電流，渦流的磁場總是阻礙穿過工件的磁通量的變更，而且渦流的頻率與線圈中溝通電的頻率相等，A、B均正確；因待測工件中的渦流與通電線圈中的電流具有相同頻率，因此二者間必有周期性的作用力，C正確；渦流只能在金屬制品中產(chǎn)生，故選項D錯誤。8.一半徑為r、質(zhì)量為m、電阻為R的金屬圓環(huán)用一根長為L的絕緣輕細桿懸掛于O1點，桿所在直線過圓環(huán)圓心，在O1點的正下方有一半徑為L＋2r的圓形勻強磁場區(qū)域，其圓心O2與O1點在同一豎直線上，O1點在圓形磁場區(qū)域邊界上，如圖所示。現(xiàn)使絕緣輕細桿從水平位置由靜止釋放，下擺過程中金屬圓環(huán)所在平面始終與磁場垂直，搖擺時間足夠長，已知重力加速度為g，不計空氣阻力及其他摩擦阻力，則下列說法正確的是()A．金屬圓環(huán)最終會靜止在O1點的正下方B．金屬圓環(huán)在整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱為mgLC．金屬圓環(huán)在整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱為eq\f(1,2)mg(L＋2r)D．金屬圓環(huán)在整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱為eq\f(1,2)mg(L＋r)解析：選C圓環(huán)最終要在如圖中A、C位置間搖擺，因為此時圓環(huán)中的磁通量不再發(fā)生變更，圓環(huán)中不再有感應(yīng)電流產(chǎn)生。由幾何關(guān)系可知，圓環(huán)在A、C位置時，其圓心與O1、O2的距離均為L＋r，則圓環(huán)在A、C位置時，圓環(huán)圓心到O1的豎直高度為eq\f(L＋2r,2)。由能量守恒可得金屬圓環(huán)在整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱為eq\f(1,2)mg(L＋2r)，C正確。9．如圖所示，質(zhì)量為m＝100g的鋁環(huán)，用細線懸掛起來，環(huán)中心距地面的高度h＝0.8m。現(xiàn)有一質(zhì)量為M＝200g的小磁鐵(長度可忽視)，以v0＝10m/s的水平速度射入并穿過鋁環(huán)，落地點與鋁環(huán)原位置的水平距離為x＝3.6m，小磁鐵穿過鋁環(huán)后的運動可看作平拋運動。(1)小磁鐵與鋁環(huán)發(fā)生相互作用時鋁環(huán)向哪邊偏斜？(2)若小磁鐵穿過鋁環(huán)后鋁環(huán)的速度為v′＝2m/s，則在小磁鐵穿過鋁環(huán)的整個過程中，鋁環(huán)中產(chǎn)生了多少電能？(g取10m/s2)解析：(1)由楞次定律可知，當(dāng)小磁鐵向右運動時，鋁環(huán)向右偏斜(阻礙相對運動)。(2)由磁鐵穿過鋁環(huán)飛行的水平距離可求出穿過鋁環(huán)后磁鐵的速度v＝eq\f(x,\r(\f(2h,g)))＝9m/s，由能量守恒定律可得W電＝eq\f(1,2)Mv02－eq\f(1,2)Mv2－eq\f(1,2)mv′2＝1.7J。答案：(1)鋁環(huán)向右偏斜(2)1.7Jeq\a\vs4\al(B)組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新10．純電動汽車是一種節(jié)能、環(huán)保的交通工具，它的制動能量回收系統(tǒng)通過能量回收再利用，可提高汽車對能量的利用效率。制動能量回收的原理是利用線圈在磁場中轉(zhuǎn)動，將車輛制動時的部分動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能存儲起來。關(guān)于制動能量回收，下列說法正確的是()A．制動能量回收利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象B．制動能量回收利用了電流的熱效應(yīng)C．制動能量回收時，將車輛制動時的全部動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D．制動能量回收時，將車輛制動時的部分動能轉(zhuǎn)化為重力勢能解析：選A汽車在制動剎車過程中，動能減小，減小的動能一部分以電能的形式存儲，因此制動能量回收利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，將車輛的部分動能轉(zhuǎn)化為電能，選項A正確。11.(多選)“電磁感應(yīng)鋁箔封口機”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，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．該封口機可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．該封口機適用于玻璃、