高中物理选修32精品习题6.docx
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高中物理选修32精品习题6
课时作业7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
时间：
45分钟 分值：
100分
一、选择题（11×6分＝66分）
1．下列对变压器和电机中的涡流认识正确的是（ ）
A．涡流会使铁芯温度升高，危及线圈绝缘材料的寿命
B．涡流发热要损耗额外的能量
C．可以将变压器和电机的铁芯用相互绝缘的很薄的砂钢片叠压而成，这样可以减小铁芯中的感应电动势
D．涡流产生于变压器和电机的线圈中，对原电流起阻碍作用
解析：
电动机、变压器的线圈都绕在铁芯上．工作时，线圈中流过变化的电流，在铁芯中产生涡流，使铁芯发热，浪费能量，热量过高，损害电器，所以选项A、B正确；D错，变压器和电动机的铁芯用相互绝缘的很薄的硅钢片，这样做的目的是增大铁芯中的电阻，阻断涡流回路，来减少电能转化成铁芯的内能，提高效率；感应电动势的大小由线圈中的电流的变化率决定，所以选项C错．
答案：
AB
2．如右图所示，使一个铜盘绕其竖直的轴OO′转动，且假设摩擦等阻力不计，转动是匀速的．现把一个蹄形磁铁移近铜盘，则（ ）
A．铜盘转动将变慢
B．铜盘转动将变快
C．铜盘仍以原来的转速转动
D．铜盘的转动速度是否变化，要由磁铁的上下两端的极性来决定
解析：
当一个蹄形磁铁移近铜盘时，铜盘转动切割磁感线，产生感应电流，由楞次定律可知感应电流受的安培力阻碍其相对运动，所以铜盘的转动将变慢．本题也可以从能量守恒的角度去分析，因为铜盘转动切割磁感线，产生感应电流，铜盘的机械能不断转化成电能，铜盘转动会逐渐变慢，故正确选项为A.
答案：
A
3．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
答案：
A
4．下列应用哪些与涡流有关（ ）
A．高频感应冶炼炉
B．汽车的电磁式速度表
C．家用电度表
D．闭合线圈在匀强磁场中转动，切割磁感线产生的电流
解析：
真空冶炼炉，炉外线圈通入交变电流，炉内的金属中产生涡流；汽车速度表是磁电式电流表，指针摆动时，铝框骨架中产生涡流；家用电表（转盘式）的转盘中有涡流产生；闭合线圈在磁场中转动产生感应电流，不同于涡流，D错误．
答案：
ABC
5．高频感应炉是用来熔化金属并对其进行冶炼的，右图是冶炼金属的高频感应炉的示意图。
冶炼炉内装入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这时被冶炼的金属就能被熔化，这种冶炼方法速度快，温度容易控制，并能避免有害杂质混入被冶炼金属中，因此适于冶炼特种金属，该炉的加热原理是（ ）
A．利用线圈中电流产生的焦耳热
B．利用红外线
C．利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流
D．利用交变电流的交变磁场所激发的电磁波
答案：
C
6．如图所示，将一条形磁铁插入一闭合螺线管中，螺线管固定在停在光滑水平面的车中，在插入过程中（ ）
A．车将向右运动
B．条形磁铁会受到向左的力
C．由于没标明条形磁铁极性，因此无法判断受力情况
D．车会受向左的力
解析：
由楞次定律的另一种表述效果阻碍原因可知，为了阻碍磁铁的向右运动，小车必须向右运动，根据牛顿运动定律可知小车受到向右的力．故A、B正确．
答案：
AB
7．弹簧上端固定，下端挂一只条形磁铁，使磁铁上下做简谐运动，若在运动过程中把线圈靠近磁铁，如图所示，观察磁铁的振幅，将会发现（ ）
A．S闭合时振幅逐渐减小，S断开时振幅不变
B．S闭合时振幅逐渐增大，S断开时振幅不变
C．S闭合或断开时，振幅的变化相同
D．S闭合或断开时，振幅不会改变
解析：
开关不闭合，电路中无感应电流，不会影响磁铁的运动；开关闭合，电路中有感应电流，根据楞次定律可知会阻碍磁铁的运动．故A正确．
答案：
A
8．如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度，两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速度释放．穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面．下面对于两管的描述中可能正确的是（ ）
A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的
B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的
C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的
D．A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的
解析：
磁性小球穿过金属环时会产生电磁感应现象，小球会受到阻力从而使落地时间延长，故A、D正确．
答案：
AD
9．如图所示，蹄形磁铁的两极之间放置一个线圈abcd，磁铁和线圈都可以绕OO′轴转动，当磁铁按右图示方向绕OO′轴转动，线圈的运动情况是（ ）
A．俯视，线圈顺时针转动，转速与磁铁相同
B．俯视，线圈逆时针转动，转速与磁铁相同
C．线圈与磁铁转动方向相同，但转速小于磁铁的转速
D．线圈静止不动
解析：
当磁铁转动时，由楞次定律可知，线圈中有感应电流产生，以阻碍磁通量的增加，即感应电流的方向必定是使其受到的安培力矩的方向与磁铁转动方向相同，以减小磁通量的增加，因而线圈跟着转起来，但转速小于磁铁的转速．
答案：
C
10．如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质圆形金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿过磁场过程中（磁场宽度大于金属球的直径），小球（ ）
A．整个过程匀速
B．进入磁场过程中球做减速运动，穿出过程做加速运动
C．整个过程都做匀减速运动
D．穿出时的速度一定小于初速度
解析：
金属球穿越磁场时，磁通量发生变化产生涡流，机械能转化为内能，所以出射速度小，D选项正确．
答案：
D
11．光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程是y＝x2，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（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，假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是（ ）
A．mgb B.
mv2
C．mg（b－a）D．mg（b－a）＋
mv2
解析：
金属块在进出磁场过程中要产生感应电流，机械能要减少，上升的最大高度不断降低，最后刚好飞不出磁场后，就往复运动永不停止，故由能量守恒可得Q＝ΔE＝
mv2＋mg（b－a）．
答案：
D
二、非选择题（10分＋10分＋14分＝34分）
12．用来冶炼合金钢的真空__________，炉外有__________，线圈中通入__________电流，炉内的金属中产生__________．涡流产生的__________使金属熔化并达到很高的温度．
答案：
冶炼炉 线圈 周期性变化的 涡流 热量
13．如图所示，一狭长的铜片能绕O点在纸平面内摆动，有界的磁场其方向垂直纸面向里，铜片在摆动时受到较强的阻尼作用，很快就停止摆动．如果在铜片上开几个长缝时，铜片可以在磁场中摆动较多的次数后才停止摆动，这是为什么？
解析：
没有开长缝的铜片在磁场中摆动时，铜片内将产生较大的涡流，涡流在磁场中所受的安培力总是阻碍铜片的摆动，因此铜片很快就停止摆动．如果在铜片上开有多条长缝时，就可以把涡流限制在缝与缝之间的各部分铜片上，较大地削弱了涡流，阻力随之减小，所以铜片可以摆动多次后才停止摆动．
14．我们用做煮食的炉子有各种各样的款式，它们的工作原理各不相同．有以天然气、液化石油气等做燃料的，例如天然气炉．还有以直接的电热方式加热的，例如电饭锅．下面介绍的是以电磁感应原理生热的电磁炉．
如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图．炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是不断变化的，这个变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质（或钢质）锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，所以感应电流又会在锅底产生热效应，这些内能便能起到加热物体的作用从而煮食．
电磁炉的特点是：
电磁炉的效率比一般的炉子都高，热效率高达90%，炉面无明火，无烟无废气，电磁炉热力强劲，安全可靠．
因为电磁炉是以电磁感应产生电流，利用电流的热效应产生热量，所以不是所有的锅或器具都适用．对于锅的选择，方法很简单，只要锅底能被磁铁吸住的就能用．适合放在电磁炉上的烹饪器具有不锈钢锅、不锈钢壶、平底铁锅；不适用的有陶瓷锅、耐热玻璃锅、铝锅、铜锅等．
（1）在电磁炉加热食物的过程中涉及到的物理原理有（回答三个即可）：
①__________________________________________________；
②__________________________________________________；
③__________________________________________________.
（2）电磁炉所用的锅不能用陶瓷锅、耐热玻璃锅的原因是______；电磁炉所用的锅不能用铝锅、铜锅的原因是____________________________________________________．
（3）在锅和电磁炉中间放置一纸板，则电磁炉还能起到加热作用吗？
为什么？
答案：
（1）①电流的磁效应（或电生磁）；②电磁感应现象（或磁生电）；③电流的热效应（或焦耳定律）
（2）不能产生电磁感应现象 铝、铜的导磁性太差，效率低 （3）能起到加热作用，线圈产生的磁场能穿透纸板到达锅底，在锅底产生感应电流，利用电流的热效应起到加热作用．
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