高二物理粤教版选修32习题 第1章 6 含答案.docx

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高二物理粤教版选修32习题第1章6含答案

学业分层测评（六）

（建议用时：

45分钟）

1．下列关于涡流的说法中正确的是（　　）

A．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的

B．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流

C．涡流有热效应，但没有磁效应

D．在硅钢中不能产生涡流

【解析】　涡流本质上是感应电流，是自身构成回路，在穿过导体的磁通量变化时产生的，所以A正确，B错误；涡流不仅有热效应，同其他电流一样也有磁效应，C错误；硅钢电阻率大，产生的涡流较小，但仍能产生涡流，D错误．

【答案】　A

2．如图所示，A、B两图是把带绝缘层的线圈绕在软铁上，C、D两图是把带绝缘层的线圈绕在有机玻璃上，则能产生涡流的是（　　）

【解析】　只有穿过整个导体的磁通量发生变化，才产生涡流，B错在是直流电源，C、D不是导体．

【答案】　A

3．（多选）在大型用电系统中，都配有变压器，通过互感可以把交变电流进行升压和降压．如图179所示，变压器的线圈中都有铁芯，铁芯往往都是用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这样做的目的是（　　）

图179

A．硅钢电阻率大，用薄硅钢片叠压成铁芯，使铁芯电阻增大，减少变压器工作时产生的热量

B．硅钢电阻率小，用薄硅钢片叠压成铁芯，使铁芯电阻减小，减少变压器工作时产生的热量

C．增大涡流发热，提高变压器的效率

D．减少涡流发热，提高变压器的效率

【解析】　硅钢材料的电阻率大，且采用薄硅钢片，增大了铁芯中的电阻，阻断了涡流回路，变压器工作时产生的涡流的发热量大大减少，减少了电能损失，提高了变压器的效率，所以A、D正确．

【答案】　AD

4．（多选）如图1710所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来．若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有（　　）

图1710

A．增加线圈的匝数

B．提高交流电源的频率

C．将金属杯换为瓷杯

D．取走线圈中的铁芯

【解析】　利用法拉第电磁感应定律和涡电流解题．

当接通交流电源时，金属杯处在变化的磁场中产生涡电流发热，使水温升高．要缩短加热时间，需增大涡电流，即增大感应电动势或减小电阻．增加线圈匝数、提高交变电流的频率都是为了增大感应电动势．瓷杯不能产生涡电流，取走铁芯会导致磁性减弱．所以选项A、B正确，选项C、D错误．

【答案】　AB

5．（多选）如图1711所示是电表中的指针和电磁阻尼器，下列说法中正确的是（　　）【导学号：

97192044】

图1711

A．2是磁铁，在1中产生涡流

B．1是磁铁，在2中产生涡流

C．该装置的作用是使指针能够转动

D．该装置的作用是使指针能很快地稳定

【解析】　1在2中转动，1中产生涡流，受到安培力作用阻碍指针的转动，故A、D正确．

【答案】　AD

6．如图1712所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，有两块相同的蹄形磁铁，四个磁极之间的距离相等，当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到木板的摩擦力方向是（　　）

图1712

A．先向左，后向右

B．先向左，后向右，再向左

C．一直向右

D．一直向左

【解析】　根据楞次定律的“阻碍变化”知“来拒去留”，当两磁铁靠近线圈时，线圈要阻碍其靠近，线圈有向右移动的趋势，受木板的摩擦力向左，当磁铁远离时，线圈要阻碍其远离，仍有向右移动的趋势，受木板的摩擦力方向仍是向左的，故选项D正确．

【答案】　D

7．金属探测器已经广泛应用于安检场所，关于金属探测器的论述正确的是

（　　）

A．金属探测器可用于食品生产，防止细小的砂石颗粒混入食品中

B．金属探测器探测地雷时，探测器的线圈中产生涡流

C．金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流

D．探测过程中金属探测器与被测物体相对静止与相对运动探测效果相同

【解析】　金属探测器只能探测金属，不能用于食品生产，防止细小的砂石颗粒混入食品中，故A错误；金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流，故B错误，C正确；探测过程中工作时金属探测器应与被测物体相对运动；相对静止时无法得出探测效果，故D错误．

【答案】　C

8．如图1713所示，闭合导线环和条形磁铁都可以绕水平的中心轴OO′自由转动，开始时磁铁和圆环都静止在竖直平面内，若条形磁铁突然绕OO′轴，N极向纸里、S极向纸外转动，在此过程中圆环将（　　）【导学号：

97192210】

图1713

A．产生逆时针方向的感应电流，圆环上端向里、下端向外随磁铁转动

B．产生顺时针方向的感应电流，圆环上端向外、下端向里转动

C．产生逆时针方向的感应电流，圆环并不转动

D．产生顺时针方向的感应电流，圆环并不转动

【解析】　磁铁转动时，环中穿过环向里的磁通量增加，根据楞次定律，环中产生逆时针方向的感应电流．磁铁转动时，为阻碍磁通量的变化，导线环与磁铁同向转动，所以选项A正确．

【答案】　A

9．如图1714所示光滑水平绝缘面上有两个金属环静止在平面上，环1竖直、环2水平放置，均处于中间分割线上，在平面中间分割线正上方有一条形磁铁，当磁铁沿中间分割线向右运动时，下列说法正确的是（　　）

【导学号：

97192045】

图1714

A．两环都向右运动

B．两环都向左运动

C．环1静止，环2向右运动

D．两环都静止

【解析】　条形磁铁向右运动时，环1中磁通量保持不变恒为零，无感应电流，保持静止．环2中磁通量变化，根据楞次定律，为阻碍磁通量的变化，感应电流的效果为使环2向右运动．

【答案】　C

10．（多选）位于光滑水平面的小车上放置一螺线管，一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线水平穿过，如图1715所示，在此过程中（　　）

图1715

A．磁铁做匀速直线运动

B．磁铁做减速运动

C．小车向右做加速运动

D．小车先加速后减速

【解析】　磁铁水平穿入螺线管时，管中将产生感应电流，由楞次定律的扩展含义知产生的相互作用力阻碍磁铁的运动．同理，磁铁穿出时，由楞次定律的扩展含义知产生的相互作用力阻碍磁铁的运动，故整个过程中，磁铁做减速运动，选项B正确；而对于小车上的螺线管来说，在此过程中，螺线管受到的安培力都水平向右，这个安培力使小车向右运动，且一直做加速运动，C正确．

【答案】　BC

11．如图1716所示，将一根带有绝缘漆的金属导线按如图所示方式缠绕在一铁块上，线圈中通入变化的电流时，下列说法正确的是（　　）

图1716

A．铁块中会产生感应电流

B．铁块中不会产生感应电流

C．铁块电阻很大，会产生很弱的感应电流

D．铁块换为塑料块的话，一定会产生感应电流

【解析】　由于上下各一半的线圈中电流方向相反、磁场方向相反，合磁场为零，磁通量不变化，也就不会产生感应电流，B对，A、C、D错．

【答案】　B

12．光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图1717所示，抛物线的方程为y＝x2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a的直线（如图中的虚线所示）．一个小金属块从抛物线上y＝b（b>a）处以速度v沿抛物线下滑，假设曲面足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是

（　　）

图1717

A．mgb　　　　　　　　B.

mv2

C．mg（b－a）D．mg（b－a）＋

mv2

【解析】　金属块进出磁场时，会产生涡流，部分机械能转化成焦耳热，所能达到的最高位置越来越低，当最高位置y＝a时，由于金属块中的磁通量不再发生变化，金属块中不再产生涡流，机械能也不再损失，金属块会在磁场中往复运动，整个过程中减少的机械能全部转化为内能，即Q＝mg（b－a）＋

mv2，所以D项正确．

【答案】　D

13．如图1718所示，通有恒定电流的螺线管竖直放置，一铜环R沿螺线管的轴线加速下落，在下落过程中，环面始终保持水平．铜环先后经过轴上1、2、3位置时的加速度分别为a1、a2、a3.位置2处于螺线管的中心，位置1、3与位置2等距，则下列关系错误的是（　　）【导学号：

97192046】

图1718

A．a1

C．a1＝a3

【解析】　铜环下落过程中经位置1附近时，穿过铜环的磁通量增加，铜环中产生感应电流，根据楞次定律，铜环会受到向上的安培力作用，阻碍铜环下落，所以a1v2>v1，因此在位置1和3附近使环中发生同样大小的磁通量变化所需的时间间隔Δt1>Δt3，可见在位置3附近穿过铜环的磁通量变化率大，环中产生的感应电动势和感应电流大，因位置1和3处于两端对称的两个位置上，环中感应电流在位置3受的安培力大，即电磁阻尼大，所以有a3

【答案】　C

14．如图1719所示，质量为m＝100g的铝环，用细线悬挂起来，环中央距地面高度h＝0.8m，有一质量为M＝200g的小磁铁（长度可忽略）以10m/s的水平速度射入并穿过铝环，落地点距铝环原位置的水平距离为3.6m，则磁铁与铝环发生相互作用时（小磁铁穿过铝环后的运动看做平抛运动）

图1719

（1）铝环向哪边偏斜？

（2）若铝环在磁铁穿过后速度为2m/s，在磁铁穿过铝环的整个过程中，环中产生了多少电能？

（g取10m/s2）

【解析】　

（1）由楞次定律可知，当小磁铁向右运动时，铝环向右偏斜（阻碍相对运动）．

（2）由磁铁穿过铝环飞行的水平距离可求出穿过后的速度v＝

m/s＝9m/s

由能量守恒可得

W电＝

Mv

－

Mv2－

mv′2＝1.7J.

【答案】　

（1）铝环向右偏斜　

（2）1.7J