新教材2024-2025學(xué)年高中物理第2章電磁感應(yīng)及其應(yīng)用3.渦流電磁阻尼電磁驅(qū)動分層作業(yè)教科版選擇性必修第二冊

其次章分層作業(yè)14渦流電磁阻尼電磁驅(qū)動A級必備學(xué)問基礎(chǔ)練1.下列做法可能產(chǎn)生渦流的是()A.把金屬塊放在勻強磁場中B.讓金屬塊在勻強磁場中做勻速運動C.讓金屬塊在勻強磁場中做變速運動D.把金屬塊放在變更的磁場中2.(多選)冶煉金屬的高頻感應(yīng)爐的示意圖如圖所示。爐中裝有待冶煉的金屬,當(dāng)線圈中通有電流時,通過產(chǎn)生渦流來熔化金屬。以下關(guān)于高頻感應(yīng)爐的說法正確的是()A.高頻感應(yīng)爐的線圈中必需通有變更的電流才會產(chǎn)生渦流B.高頻感應(yīng)爐的線圈中通有恒定的電流也可以產(chǎn)生渦流C.高頻感應(yīng)爐是利用線圈中的電流產(chǎn)生的焦耳熱使金屬熔化的D.高頻感應(yīng)爐是利用爐內(nèi)金屬中的渦流的熱效應(yīng)使金屬熔化的3.工業(yè)上探測物件表面層內(nèi)部是否存在缺陷的渦流探傷技術(shù)原理圖如圖所示,其原理是將線圈中通入電流,使被測物件內(nèi)產(chǎn)生渦流,借助探測線圈內(nèi)電流的變更測定渦流的變更,從而獲得被測物件內(nèi)部是否斷裂及斷裂位置的信息。關(guān)于以上應(yīng)用實例理解正確的是()A.線圈所連接的電源可以是直流電源B.線圈所連接的電源應(yīng)當(dāng)是溝通電源C.能被探測的物件可以是非導(dǎo)電材料D.工業(yè)渦流探傷技術(shù)運用了自感原理4.如圖所示,P是繞有閉合線圈的螺線管,將一磁鐵從距P上端h高處由靜止釋放,磁鐵豎直穿過P后落在海綿墊上。若僅增大h,重復(fù)操作,磁鐵穿過P的過程與原來相比,下列說法正確的是()A.穿過線圈的磁通量變更量將增大B.線圈對磁鐵的平均阻力將變小C.通過線圈導(dǎo)線截面的電荷量相同D.磁鐵在螺線管中都在做自由落體運動5.金屬探測器廣泛應(yīng)用于安檢場所。下列關(guān)于金屬探測器的說法正確的是()A.金屬探測器可用于食品生產(chǎn),防止細小的砂石顆粒混入食品中B.金屬探測器探測地雷時,探測器的線圈中產(chǎn)生渦流C.金屬探測器探測金屬時,被探測金屬中感應(yīng)出渦流D.探測過程中,金屬探測器與被探測物體相對靜止與相對運動的探測效果相同6.(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,一手持式封口機的工作原理是: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,從而粘貼在待封容器的封口處,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、塑料等多種材質(zhì)的容器封口,但不適用于金屬容器B級關(guān)鍵實力提升練7.高速鐵路列車通常運用磁力剎車系統(tǒng)。磁力剎車工作原理可簡述如下:將磁鐵的N極靠近一塊正在以逆時針方向旋轉(zhuǎn)的圓形鋁盤,使磁感線垂直鋁盤向內(nèi),鋁盤隨即減速,如圖所示。圖中磁鐵左方鋁盤的甲區(qū)域(虛線區(qū)域)朝磁鐵方向運動,磁鐵右方鋁盤的乙區(qū)域(虛線區(qū)域)朝離開磁鐵方向運動。下列有關(guān)鋁盤剎車的說法正確的是()A.鋁盤甲區(qū)域的感應(yīng)電流產(chǎn)生垂直鋁盤向里的磁場B.鋁盤乙區(qū)域的感應(yīng)電流產(chǎn)生垂直鋁盤向外的磁場C.磁鐵與甲、乙兩區(qū)域的感應(yīng)電流之間的作用力,都會使鋁盤減速D.若將實心鋁盤換成布滿小空洞的鋁盤,則磁鐵對空洞鋁盤的作用力變大8.(多選)(2024吉林通化梅河口第五中學(xué)高二期末)如圖所示為某種售貨機硬幣識別系統(tǒng)簡圖。虛線框內(nèi)存在磁場,從入口A進入的硬幣沿斜面滑落(忽視硬幣的滾動),通過磁場區(qū)域后,由測速器測出速度大小,若速度在某一合適范圍,擋板B自動開啟,硬幣就會沿斜面進入接收裝置;若超出該范圍則擋板C開啟,硬幣進入另一個通道拒絕接收。下列說法正確的是()A.磁場能使硬幣的速度增大得更快B.由于磁場的作用,硬幣的機械能減小C.硬幣進入磁場的過程會受到來自磁場的阻力D.假如沒有磁場,則測速器示數(shù)會更大9.(多選)電阻不行忽視的導(dǎo)電圓盤的邊緣用電阻不計的導(dǎo)電材料包袱,圓盤可繞過圓心O的豎直軸轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動過程中接觸處在轉(zhuǎn)動時不會產(chǎn)生阻力,空氣阻力也忽視不計。用導(dǎo)線將電動勢為E的電源、導(dǎo)電圓盤圓心O、圓盤邊緣導(dǎo)電材料、電阻和開關(guān)連接成閉合回路。如圖甲所示,圓盤區(qū)域內(nèi)有豎直向下的勻強磁場,閉合開關(guān)S1,經(jīng)足夠長時間,圓盤轉(zhuǎn)速穩(wěn)定;如圖乙所示,在A、O之間的一圓形區(qū)域內(nèi)有豎直向下的勻強磁場(圓形磁場區(qū)域直徑小于圓盤半徑),閉合開關(guān)S2,經(jīng)足夠長時間,圓盤轉(zhuǎn)速穩(wěn)定。圖甲和圖乙中的兩個磁場區(qū)域固定,其中的磁感應(yīng)強度大小均為B,則()A.從上往下看(俯視),圓盤都沿逆時針方向轉(zhuǎn)動B.轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時,甲中圓盤轉(zhuǎn)速比乙中圓盤轉(zhuǎn)速大C.若斷開開關(guān)S1,甲中圓盤仍舊勻速轉(zhuǎn)動D.若斷開開關(guān)S2,乙中圓盤仍舊勻速轉(zhuǎn)動10.(2024廣東佛山高二期末)如圖所示,鋁制小球通過輕繩懸掛于O點,在O點正下方水平地面上放置一塊磁鐵。現(xiàn)將小球從a位置由靜止釋放,小球從左向右搖擺,磁鐵始終保持靜止,忽視空氣阻力。(1)小球能否擺到右側(cè)與a點等高的c點?為什么?(2)小球從a位置動身擺到右側(cè)最高點的過程中,磁鐵對地面的壓力大小如何變更?磁鐵所受的摩擦力方向如何?(無須說明緣由)

參考答案分層作業(yè)14渦流電磁阻尼電磁驅(qū)動1.D解析渦流就是整個金屬塊中產(chǎn)生的感應(yīng)電流,所以產(chǎn)生渦流的條件就是在金屬塊中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件,即穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變更。A、B、C選項中穿過金屬塊的磁通量不變更,所以A、B、C錯誤。把金屬塊放在變更的磁場中時,穿過金屬塊的磁通量發(fā)生了變更,有渦流產(chǎn)生,所以D正確。2.AD解析變更的電流才能產(chǎn)生變更的磁場,引起磁通量的變更,產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象;恒定的電流不會使感應(yīng)爐中的磁通量發(fā)生變更,不會產(chǎn)生渦流,A正確,B錯誤。當(dāng)感應(yīng)爐內(nèi)裝入被冶煉的金屬時,會在被冶煉的金屬中產(chǎn)生渦流,利用渦流的熱效應(yīng)使金屬熔化,而不是利用線圈中的電流產(chǎn)生的焦耳熱使金屬熔化,C錯誤,D正確。3.B解析為產(chǎn)生渦流,線圈所連接的電源必需是溝通電源,選項A錯誤,B正確;能被探測的物件必需是導(dǎo)電材料,否則不會產(chǎn)生渦流,選項C錯誤;工業(yè)渦流探傷技術(shù)是用通入電流的線圈使物件內(nèi)產(chǎn)生渦流,借助探測線圈內(nèi)電流的變更測定渦流的變更的技術(shù),不是自感原理,選項D錯誤。4.C解析若僅增大h,對穿過線圈的磁通量沒有影響,所以穿過線圈的磁通量變更量相同,依據(jù)q=IΔt=ΔΦΔtR×Δt=Δ5.C解析金屬探測器只能探測金屬,不能探測細小的砂石顆粒,故A錯誤;金屬探測器探測金屬時,被探測金屬中感應(yīng)出渦流,故B錯誤,C正確;探測過程中金屬探測器應(yīng)與被探測物體相對運動,當(dāng)相對靜止時無法得出探測效果,故D錯誤。6.CD解析由于封口機利用了電磁感應(yīng)原理,故封口材料必需是金屬類材料,而且電源必需是交變電源,A、B錯誤;減小內(nèi)置線圈中所通電流的頻率可降低封口過程中產(chǎn)生的熱量,即限制溫度,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,否則同樣會被熔化,只能是玻璃、塑料等材質(zhì),D正確。7.C解析鋁盤甲區(qū)域中的磁通量增大,由楞次定律可知,甲區(qū)域感應(yīng)電流方向為逆時針方向,則此感應(yīng)電流的磁場方向垂直鋁盤向外,故A錯誤;鋁盤乙區(qū)域中的磁通量減小,由楞次定律可知,乙區(qū)域感應(yīng)電流方向為順時針方向,則此感應(yīng)電流的磁場方向垂直鋁盤向里,故B錯誤;由“來拒去留”可知,磁鐵與感應(yīng)電流之間有相互阻礙的作用力,則會使鋁盤減速,故C正確;若將實心鋁盤換成布滿小空洞的鋁盤,這樣會導(dǎo)致渦流產(chǎn)生的磁場減弱,則磁鐵對空洞鋁盤所產(chǎn)生的減速效果明顯低于實心鋁盤,故D錯誤。8.BCD解析依據(jù)題意可知,硬幣進入磁場和離開磁場時,穿過硬幣的磁通量發(fā)生變更,硬幣中產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流會阻礙硬幣的相對運動,即硬幣進入磁場的過程會受到來自磁場的阻力,若磁場阻力大于硬幣重力沿斜面的分力,硬幣將做減速運動,若磁場阻力等于硬幣重力沿斜面的分力,硬幣將勻速進入磁場,若磁場阻力小于硬幣重力沿斜面的分力,硬幣接著加速運動,但速度增大得更慢,故A錯誤,C正確;依據(jù)題意可知,硬幣進入磁場和離開磁場時,穿過硬幣的磁通量發(fā)生變更,硬幣中產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流會阻礙硬幣的相對運動,對硬幣做負功,使硬幣的機械能減小,故B正確;假如沒有磁場,對硬幣沒有阻礙作用,由動能定理可知,硬幣到達測速器位置時速度更大一些,故D正確。9.AC解析依據(jù)左手定則可知,從上往下看(俯視),圓盤都沿逆時針方向轉(zhuǎn)動,故A正確;兩盤穩(wěn)定后,感應(yīng)電流與電路中的電流相等,則有I=BLv2R=πnB10.答案(1)不能,緣由見解析(2)磁鐵對地面的壓力大小先變大,后變小磁鐵所受的摩擦力方向水平向左解析(1)鋁制小球可以等效為許多垂直于運動平面的圓環(huán),這些圓環(huán)在搖擺過程中由于其磁通量發(fā)生變更,會產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流有熱效應(yīng),會使小球的機械能減小,因此小球不能擺到右側(cè)與a點等高的c點。(2)我們?nèi)∫粋€垂直于運動平面、平行于水平面的圓環(huán)來探討,當(dāng)它處于磁鐵N極正上方時,圓環(huán)中的磁場如圖所示,在圓環(huán)從位置a到此位置過程中由楞次定律知圓環(huán)內(nèi)部產(chǎn)生向下的磁場,即圓環(huán)下方等效為N極,與磁