2.5渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用基礎(chǔ)鞏固2021—2022學(xué)年高中物理粵教版（2019）選擇性必修第二冊一、選擇題（共15題）1．1831年，法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，并制作了世界上第一臺發(fā)電機(jī)，揭開了人類進(jìn)入電氣時代的序幕?，F(xiàn)在，日常生活中我們使用著大量的用電器，下列用電器使用電能的過程中，用到電磁感應(yīng)原理的是（　　） A．洗衣機(jī) B．電磁爐 C．電熱水器 D．電風(fēng)扇2．下面列舉的四種器件中,在工作時利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是(　　)A．質(zhì)譜儀B．電磁爐C．電吹風(fēng)D．回旋加速器3．如圖所示是一種焊接方法的原理示意圖．將圓形待焊接金屬工件放在線圈中，然后在線圈中通以某種電流，待焊接工件中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流在焊縫處產(chǎn)生大量的熱量將焊縫兩邊的金屬熔化，待焊接工件就焊接在一起了．我國生產(chǎn)的自行車車輪圈就是用這種辦法焊接的．下列說法中正確的是（        ）A．這種焊接方法的原理是電流的磁效應(yīng)B．線圈中通入的交流電頻率越高，焊縫處溫度升高的越快C．線圈中的電流是很強(qiáng)的恒定電流D．待焊接工件中的感應(yīng)電流方向與線圈中的電流方向總是相反4．固定電話機(jī)中的話筒工作時，用到的物理原理是（　?。?/span>A．電流的熱效應(yīng) B．電磁感應(yīng) C．渦流 D．電流的磁效應(yīng)5．電磁爐的熱效率高，“火力”強(qiáng)勁，安全可靠。如圖所示是描述電磁爐工作原理的示意圖，下列說法正確的是（   ）A．電磁爐的工作原理是利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象B．電磁爐接直流電流時可以正常工作C．在鍋和電磁爐中間放一紙板，則電磁爐不能起到加熱作用D．不能使用陶瓷鍋，主要原因是這些材料的導(dǎo)熱性能較差6．雅禮中學(xué)99級校友陽萌發(fā)現(xiàn)不同系統(tǒng)的智能手機(jī)都有其各自的充電器，且不能通用。陽萌和他的團(tuán)隊(duì)花了一年多時間研發(fā)出一種帶有萬能芯片可以自動識別不同系統(tǒng)智能手機(jī)的充電器Anker，其中有一款產(chǎn)品支持無線充電技術(shù)，該技術(shù)使用的是以下哪一種物理原理（　?。?/span>A．電流熱效應(yīng) B．電磁感應(yīng)C．靜電感應(yīng) D．霍爾效應(yīng)7．安檢門是一個用于安全檢查的“門”，“門框”內(nèi)有線圈，線圈中通有變化的電流，如果金屬物品通過安檢門，金屬中會被感應(yīng)出渦流，渦流的磁場又反過來影響線圈中的電流，從而引起報(bào)警。關(guān)于安檢門的以下說法錯誤的是（　?。?/span>A．安檢門不能檢查出毒販攜帶的毒品B．安檢門能檢查出旅客攜帶的金屬水果刀C．安檢門工作時，既利用了電磁感應(yīng)的原理，又利用了電流的磁效應(yīng)D．如果“門框”的線圈中通上恒定電流，安檢門能正常工作8．下面四幅圖展示了一些物理學(xué)的應(yīng)用，下列說法正確的是（　　） A．甲圖，其工作原理是線圈通以變化電流后，在鍋體中產(chǎn)生渦流，進(jìn)而發(fā)熱工作B．乙圖，它可以指示南北方向，其工作原理是由于指針受到重力作用C．丙圖，其內(nèi)部用包含金屬絲的織物制成，因?yàn)榻饘俳z很堅(jiān)韌，有利于保護(hù)人體D．丁圖，在運(yùn)輸途中為防止指針猛烈偏轉(zhuǎn)而損壞，會將其正負(fù)接線柱用導(dǎo)線連接，這是利用了電磁感應(yīng)中的電磁驅(qū)動現(xiàn)象9．機(jī)場用于安全檢查的“安全門”是應(yīng)用了下列哪個現(xiàn)象A．渦流 B．靜電除塵 C．磁體產(chǎn)生磁場 D．安全用電10．關(guān)于電磁感應(yīng)的應(yīng)用，下列說法錯誤的是（     ）A．變壓器鐵芯做成片狀是為了減小渦流B．真空冶煉爐的爐外線圈應(yīng)通入高頻交流電C．車站和重要場所的安檢門可以探測人身攜帶的金屬物品D．鎮(zhèn)流器維持燈管兩端有高于電源的電壓，使燈管正常工作11．如圖所示是描述電磁爐工作原理的示意圖。爐子的內(nèi)部有一個金屬線圈，當(dāng)電流通過線圈時，會產(chǎn)生磁場，這個磁場的大小和方向是不斷變化的，這個變化的磁場又會引起放在電磁爐上面的鐵質(zhì)（或鋼質(zhì)）鍋底內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于鍋底有電阻，所以感應(yīng)電流又會在鍋底產(chǎn)生熱效應(yīng)，這些熱能便起到加熱物體的作用從而煮食。因?yàn)殡姶艩t是以電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流，利用電流的熱效應(yīng)產(chǎn)生熱量，所以不是所有的鍋或器具都適用。以下說法正確的是（　　）A．最好使用鋁鍋或銅鍋B．最好使用平底不銹鋼鍋或鐵鍋C．最好使用陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋D．在電磁爐與鐵鍋之間放一層白紙后無法加熱12．關(guān)于渦流，下列說法中錯誤是（　?。?/span>A．真空冶煉爐是利用通電導(dǎo)線的發(fā)熱來熔化金屬的裝置B．家用電磁爐鍋體中的渦流是由交變磁場產(chǎn)生的C．阻尼擺擺動時產(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13．渦流檢測是工業(yè)上無損檢測的方法之一．如圖所示，線圈中通以一定頻率的正弦交流電，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)生變化．下列說法中正確的是 (　)A．渦流的磁場總是與線圈的磁場方向相反B．渦流的大小與通入線圈的交流電頻率無關(guān)C．待測工件可以是塑料或橡膠制品D．通電線圈和待測工件間存在周期性變化的作用力14．高頻加熱是一種利用電磁感應(yīng)來加熱材料的方式，其基本原理如圖所示，給線圈兩端ab通電，然后將材料棒放進(jìn)線圈中，就能在材料內(nèi)部產(chǎn)生渦流，達(dá)到加熱的效果下列說法正確的是（　?。?/span>A．材料棒一般是金屬等導(dǎo)體B．材料棒是絕緣體也能有很好的加熱效果C．線圈兩端接恒定電流D．材料棒的發(fā)熱主要是因?yàn)榫€圈通電發(fā)熱熱傳導(dǎo)引起15．物理學(xué)的基本原理在生產(chǎn)生活中有著廣泛應(yīng)用.下面列舉的四種器件中，利用電磁感應(yīng)原理工作的是（　　 ）A．回旋加速器 B．電磁爐 C．質(zhì)譜儀 D．示波管二、填空題（共4題）16．手機(jī)是利用_______傳送信號的；電磁爐是利用________加熱的；醫(yī)院里常用的CT檢查是利用_________來成像的．17．渦流有熱效應(yīng)，但沒有磁效應(yīng)。(      )18．如圖所示是用渦流金屬探測器探究地下金屬物的示意圖，當(dāng)探測到地下的金屬物時，______（選填“金屬物”或“探頭”）中產(chǎn)生渦流。19．（1）在“研究電磁感應(yīng)現(xiàn)象”的實(shí)驗(yàn)中，首先要按圖（甲）接線，以查明電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向與電流方向的關(guān)系；然后再按圖（乙）將電流表與B連成一個閉合回路，將A與電池、滑動變阻器和開關(guān)串聯(lián)成另一個閉合電路。在圖（甲）中，當(dāng)閉合S時，觀察到電流表指針向左偏（不通電時指針停在正中央）在圖（乙）中，①將S閉合后，將螺線管A插入螺線管B的過程中，電流表的指針將___________（填“向左”“向右”或“不發(fā)生”，下同）偏轉(zhuǎn)；②螺線管A放在B中不動，電流表的指針將___________偏轉(zhuǎn)；③螺線管A放在B中不動，將滑動變阻器的滑動觸片向右滑動時，電流表的指針將___________偏轉(zhuǎn)；④螺線管A放在B中不動，突然切斷開關(guān)S時，電流表的指針將___________偏轉(zhuǎn)。（2）給金屬塊纏上線圈，線圈中通入反復(fù)變化的電流，金屬塊中產(chǎn)生如圖1中虛線所示的感應(yīng)電流，這樣的電流稱為___________，真空冶煉爐就是利用它產(chǎn)生的熱量使金屬熔化。變壓器和鎮(zhèn)流器的鐵心通常用涂有絕緣漆的薄硅鋼片疊壓制成，而不是用一整塊鐵制成，其原因是為了___________，減少鐵心發(fā)熱損失。（3）如圖2所示的交變電流的有效值I=___________A（其中每個周期的后半周期的圖像為半個周期的正弦曲線）三、綜合題（共4題）20．如圖所示，線圈中的電流隨時間變化時，導(dǎo)體中有感應(yīng)電流嗎？如果有，它的形狀像什么？21．利用高頻交變電流焊接自行車零件的原理如圖所示。圖中M是高頻交流線圈，N是自行車零件，a是待焊接口。當(dāng)線M中通入高頻電流時，把a的兩端相接觸，接口便會被自動焊接起來。這是為什么？22．在如圖甲所示的半徑為r的豎直圓柱形區(qū)域內(nèi)，存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小隨時間的變化關(guān)系為B=kt（k>0且為常量）．（1）將一由細(xì)導(dǎo)線構(gòu)成的半徑為r、電阻為R0的導(dǎo)體圓環(huán)水平固定在上述磁場中，并使圓環(huán)中心與磁場區(qū)域的中心重合．求在T時間內(nèi)導(dǎo)體圓環(huán)產(chǎn)生的焦耳熱．（2）上述導(dǎo)體圓環(huán)之所以會產(chǎn)生電流是因?yàn)樽兓拇艌鰰诳臻g激發(fā)渦旋電場，該渦旋電場趨使導(dǎo)體內(nèi)的自由電荷定向移動，形成電流．如圖乙所示，變化的磁場產(chǎn)生的渦旋電場存在于磁場內(nèi)外的廣闊空間中，其電場線是在水平面內(nèi)的一系列沿順時針方向的同心圓（從上向下看），圓心與磁場區(qū)域的中心重合．在半徑為r的圓周上，渦旋電場的電場強(qiáng)度大小處處相等，并且可以用計(jì)算，其中e為由于磁場變化在半徑為r的導(dǎo)體圓環(huán)中產(chǎn)生的感生電動勢．如圖丙所示，在磁場區(qū)域的水平面內(nèi)固定一個內(nèi)壁光滑的絕緣環(huán)形真空細(xì)管道，其內(nèi)環(huán)半徑為r，管道中心與磁場區(qū)域的中心重合．由于細(xì)管道半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于r，因此細(xì)管道內(nèi)各處電場強(qiáng)度大小可視為相等的．某時刻，將管道內(nèi)電荷量為q的帶正電小球由靜止釋放（小球的直徑略小于真空細(xì)管道的直徑），小球受到切向的渦旋電場力的作用而運(yùn)動，該力將改變小球速度的大?。摐u旋電場力與電場強(qiáng)度的關(guān)系和靜電力與電場強(qiáng)度的關(guān)系相同．假設(shè)小球在運(yùn)動過程中其電荷量保持不變，忽略小球受到的重力、小球運(yùn)動時激發(fā)的磁場以及相對論效應(yīng)．①若小球由靜止經(jīng)過一段時間加速，獲得動能Em，求小球在這段時間內(nèi)在真空細(xì)管道內(nèi)運(yùn)動的圈數(shù)；②若在真空細(xì)管道內(nèi)部空間加有方向豎直向上的恒定勻強(qiáng)磁場，小球開始運(yùn)動后經(jīng)過時間t0，小球與環(huán)形真空細(xì)管道之間恰好沒有作用力，求在真空細(xì)管道內(nèi)部所加磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大?。?/span>23．如圖所示是利用高頻交流焊接自行車零件的原理圖，其中外圈A是通過高頻交流電的線圈，B是自行車的零件，a是待焊接的接口，焊口兩端接觸在一起。當(dāng)A中通有交變電流時，B中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，使得接口處的金屬熔化而焊接起來，問：（1）為什么在其他條件不變的情況下，交變電流的頻率越高，焊接得越快；（2）為什么焊接過程中，接口a處已經(jīng)熔化而零件的其他部分并不很熱。
參考答案：1．B2．B3．B4．B5．A6．B7．D8．A9．A10．D11．B12．A13．D14．A15．B16．     電磁波；     渦流；     X射線17．錯誤18．金屬物19．     向右     不發(fā)生     向右     向左     渦流     減少渦流     20．有，變化的電流產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場產(chǎn)生感生電場，使導(dǎo)體中的自由電子發(fā)生定向移動，產(chǎn)生感應(yīng)電流，它的形狀像水中的旋渦，所以把它叫作渦電流，簡稱渦流。21．線圈中通以高頻交變電流時，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于焊縫口的接觸電阻很大，放出的焦耳熱很多，致使溫度升的很高，將金屬熔化，焊接在一起；22．（1）（2）①；②23．（1）磁通量變化率大，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流都變大，熱功率也隨著變大；（2）接口處電阻大，串聯(lián)電路中電流強(qiáng)度處處相等，電阻大的地方生熱較多 

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高中物理粵教版 (2019)選擇性必修 第二冊電子課本

第五節(jié) 渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用

版本： 粵教版 (2019)

年級： 選擇性必修 第二冊

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