基礎(chǔ)夯實(shí)


1．下列應(yīng)用哪些與渦流有關(guān)( )[來(lái)源:學(xué).科.網(wǎng)]


A．高頻感應(yīng)冶煉爐


B．汽車的電磁式速度表


C．家用電度表


D．閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，切割磁感線產(chǎn)生的電流


2．(2010·通州高二檢測(cè))下列說(shuō)法正確的是( )


A．錄音機(jī)在磁帶上錄制聲音時(shí)，利用了電磁感應(yīng)原理


B．自感現(xiàn)象和互感現(xiàn)象說(shuō)明磁場(chǎng)具有能量


C．金屬中的渦流會(huì)產(chǎn)生熱量，生活中的電磁爐是利用這一原理而工作的


D．交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)是利用電磁驅(qū)動(dòng)原理工作的


3．如圖所示是電表中的指針和電磁阻尼器，下列說(shuō)法中正確的是( )





A．2是磁鐵，在1中產(chǎn)生渦流


B．1是磁鐵，在2中產(chǎn)生渦流


C．該裝置的作用是使指針能夠轉(zhuǎn)動(dòng)


D．該裝置的作用是使指針能很快地穩(wěn)定


4．如圖所示，在一個(gè)繞有線圈的可拆變壓器鐵芯上分別放一小鐵鍋水和一玻璃杯水．給線圈通入電流，一段時(shí)間后，一個(gè)容器中水溫升高，則通入的電流與水溫升高的是( )


[來(lái)源:Z|xx|k.Cm]


A．恒定直流、小鐵鍋 B．恒定直流、玻璃杯


C．變化的電流、小鐵鍋 D．變化的電流、玻璃杯


5.有兩個(gè)完全相同的靈敏電流計(jì)按下圖所示連接，若將左表的指針向左撥動(dòng)時(shí)，右表指針將向________擺動(dòng)．(填“左”或“右”)





6.電磁灶是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理加熱鍋具的一種無(wú)明火特殊灶具，其原理是：導(dǎo)電的金屬鐵磁材料鍋能在高頻交變磁場(chǎng)中產(chǎn)生感生渦流．但目前高頻電磁灶的灶面只適用于平底鍋具．有人將弧底鍋改造成如圖的平底結(jié)構(gòu)，分析其能否正常工作．





7．(2011·濟(jì)南高二檢測(cè))如圖所示，一狹長(zhǎng)的銅片能繞O點(diǎn)在紙平面內(nèi)擺動(dòng)，有界磁場(chǎng)的方向垂直紙面向里，銅片在擺動(dòng)時(shí)受到較強(qiáng)的阻尼作用，很快就停止擺動(dòng)．如果在銅片上開幾個(gè)長(zhǎng)縫，銅片可以在磁場(chǎng)中擺動(dòng)較多的次數(shù)后才停止擺動(dòng)，這是為什么？





能力提升


1．(2011·臨朐高二檢測(cè))如圖所示，在光滑水平面上固定一條形磁鐵，有一小球以一定的初速度向磁鐵方向運(yùn)動(dòng)，如果發(fā)現(xiàn)小球做減速運(yùn)動(dòng)，則小球的材料可能是( )





A．鐵 B．木


C．鋁 D．塑料


2．(2010·杭州模擬)一塊銅片置于如圖所示的磁場(chǎng)中，如果用力把銅片從磁場(chǎng)拉出或把它進(jìn)一步推入，則在這兩個(gè)過程中有關(guān)磁場(chǎng)對(duì)銅片的作用力，下列敘述正確的是( )[來(lái)源:ZXXK]





A．拉出時(shí)是阻力 B．推入時(shí)是阻力


C．拉出時(shí)不受磁場(chǎng)力 D．推入時(shí)不受磁場(chǎng)力


3．如圖所示，豎直放置的螺線管與導(dǎo)線abcd構(gòu)成回路，導(dǎo)線所圍區(qū)域內(nèi)有一垂直紙面向里的變化的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，螺線管下方水平桌面上有一導(dǎo)體圓環(huán)，導(dǎo)線abcd所圍區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度按圖乙所示中哪一圖線所表示的方式隨時(shí)間變化時(shí)，導(dǎo)體圓環(huán)將受到向上的磁場(chǎng)作用力而可能上升( )








4．光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如下圖所示，拋物線的方程是y＝x2，下半部處在一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的上邊界是y＝a的直線(圖中的虛線所示)，一個(gè)小金屬塊從拋物線上y＝b(b>a)處以速度v沿拋物線下滑，假設(shè)拋物線足夠長(zhǎng)，金屬塊沿拋物線下滑后產(chǎn)生的焦耳熱總量是( )





A．mgb B.eq \f(1,2)mv2


C．mg(b－a) D．mg(b－a)＋eq \f(1,2)mv2


5.如圖所示，A、B為大小、形狀均相同且內(nèi)壁光滑但用不同材料制成的圓管．豎直固定在相同高度，帶相同磁性的兩個(gè)小球同時(shí)從A、B管上端管口無(wú)初速度釋放，穿過A管的小球比穿過B管的小球先落到地面．下面對(duì)于兩管的描述中可能正確的是( )





A．A管是用塑料制成的，B管是用銅制成的


B．A管是用鋁制成的，B管是用膠木制成的


C．A管是用膠木制成的，B管是用塑料制成的


D．A管是用膠木制成的，B管是用鐵制成的


6．如圖所示，質(zhì)量為m＝100g的鋁環(huán)，用細(xì)線懸掛起來(lái)，環(huán)中央距地面高度h＝0.8m，有一質(zhì)量為M＝200g的小磁鐵(長(zhǎng)度可忽略)，以10m/s的水平速度射入并穿過鋁環(huán)，落地點(diǎn)距鋁環(huán)原位置的水平距離為3.6m，則磁鐵與鋁環(huán)發(fā)生相互作用時(shí)(小磁鐵穿過鋁環(huán)后的運(yùn)動(dòng)看作平拋運(yùn)動(dòng))





(1)鋁環(huán)向哪邊偏斜？


(2)若鋁環(huán)在磁鐵穿過后速度為2m/s，在磁鐵穿過鋁環(huán)的整個(gè)過程中，環(huán)中產(chǎn)生了多少電能？(g＝10m/s2)


7．如圖所示，在光滑的水平面上有一半徑r＝10cm、電阻R＝1Ω、質(zhì)量m＝1kg的金屬環(huán)，以速度v＝10m/s向一有界磁場(chǎng)滑動(dòng)．勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，B＝0.5T，從環(huán)剛進(jìn)入磁場(chǎng)算起，到剛好有一半進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)，圓環(huán)釋放了32J的熱量，求：





(1)此時(shí)圓環(huán)中電流的瞬時(shí)功率；


(2)此時(shí)圓環(huán)的加速度．





詳解答案


1答案：ABC[來(lái)源:ZXXK]


解析：真空冶煉爐，爐外線圈通入交變電流，爐內(nèi)的金屬中產(chǎn)生渦流；汽車速度表是磁電式電流表，指針擺動(dòng)時(shí)，鋁框骨架中產(chǎn)生渦流；家用電表(轉(zhuǎn)盤式)的轉(zhuǎn)盤中有渦流產(chǎn)生；閉合線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，不同于渦流，D錯(cuò)誤．


2答案：BCD


解析：錄音機(jī)在磁帶上錄制聲音時(shí)，是利用了電流的磁效應(yīng)，使磁帶上的磁粉被磁化，A項(xiàng)錯(cuò)誤．自感現(xiàn)象說(shuō)明磁場(chǎng)能夠儲(chǔ)存能量，互感現(xiàn)象說(shuō)明磁場(chǎng)能夠攜帶能量，B項(xiàng)正確．電磁爐利用渦流工作，交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)利用電磁驅(qū)動(dòng)原理工作，C、D項(xiàng)正確．


3答案：AD


解析：這是渦流的典型應(yīng)用之一．當(dāng)指針擺動(dòng)時(shí)，1隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，2是磁鐵，那么在1中產(chǎn)生渦流，2對(duì)1的安培力將阻礙1的轉(zhuǎn)動(dòng)．總之不管1向哪個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，2對(duì)1的效果總起到阻尼作用．所以它能使指針很快地穩(wěn)定下來(lái)．


4答案：C


解析：通入恒定直流時(shí)，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)不變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，通入變化的電流，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生變化，在空間產(chǎn)生感生電場(chǎng)，鐵鍋是導(dǎo)體，感生電場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使水溫升高；渦流是由變化的磁場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的，所以玻璃杯中的水不會(huì)升溫．


5答案：左


解析：因兩靈敏電流計(jì)的構(gòu)造完全相同，故兩表的線框的連接形式如圖所示，當(dāng)把左表的指針向左撥動(dòng)，左表里線框產(chǎn)生的感應(yīng)電流如圖所示，而右表中線框中通電后在磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)力的作用而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)．由圖所示可知線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與左邊線框轉(zhuǎn)動(dòng)方向完全一致，左右兩電表是結(jié)構(gòu)相同的電表，所以右表指針將向左擺動(dòng)．注：對(duì)于中學(xué)階段，學(xué)生所使用的電表均為磁電式的電表．相同的電表就是線圈與指針的連接方式及永磁鐵的極性放置均相同，所以才能作出如圖所示左右兩線圈在磁場(chǎng)中的示意圖，然后再根據(jù)左表線圈由于轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而使右表線圈因有電流在磁場(chǎng)中受到磁場(chǎng)力的作用發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)．





6答案：這種改造既能使弧底鍋能夠穩(wěn)定地放在灶面上，又因附加部分為金屬材料，能在高頻交變磁場(chǎng)中獲得理想的渦流發(fā)熱效果，所以改造后能正常工作．


7解析：沒有開長(zhǎng)縫的銅片在磁場(chǎng)中擺動(dòng)時(shí)，銅片內(nèi)將產(chǎn)生較大的渦流，渦流在磁場(chǎng)中所受的安培力總是阻礙銅片的擺動(dòng)，因此銅片很快就停止擺動(dòng)．如果在銅片上開有多條長(zhǎng)縫，就可以把渦流限制在縫與縫之間的各部分銅片上，較大地削弱了渦流，阻力隨之減小，所以銅片可以擺動(dòng)多次后才停止擺動(dòng)．


能力提升


1答案：C


解析：木球、塑料球在光滑水平面上將做勻速運(yùn)動(dòng)，B、D錯(cuò)誤；鐵球受磁鐵的吸引在光滑水平面上將做加速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；鋁球受電磁阻尼作用在光滑水平面上將做減速運(yùn)動(dòng)，C正確．


2答案：AB


解析：將銅片從磁場(chǎng)拉出或推入，磁通量發(fā)生變化，在銅片上產(chǎn)生感應(yīng)電流．根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流受到的安培力應(yīng)阻礙導(dǎo)體和磁場(chǎng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，故A、B正確．


3答案：A


解析：由楞次定律：環(huán)受到向上的磁場(chǎng)作用力的原因―→螺線管磁場(chǎng)的變化―→導(dǎo)線中電流的變化―→導(dǎo)線所圍區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)的變化．


線圈受到向上的磁場(chǎng)力，根據(jù)感應(yīng)電流的效果是阻礙產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因這個(gè)楞次定律的深刻意義，可知螺線管產(chǎn)生的磁場(chǎng)在減弱，使穿過線圈的磁通量在減小，從而線圈在磁場(chǎng)力作用下欲往上運(yùn)動(dòng)，阻礙磁通量的減小，而螺線管的磁場(chǎng)在減弱，即其中的感應(yīng)電流在減小，由此可知穿過導(dǎo)線所圍區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間的變化越來(lái)越慢，反映在圖象上就是圖線的斜率越來(lái)越小，故正確的選項(xiàng)是A.


4答案：D


解析：金屬塊在進(jìn)出磁場(chǎng)過程中要產(chǎn)生感應(yīng)電流，機(jī)械能要減少，上升的最大高度不斷降低，最后剛好飛不出磁場(chǎng)后，就往復(fù)運(yùn)動(dòng)永不停止，故由能量守恒可得Q＝ΔE＝eq \f(1,2)mv2＋mg(b－a)．


5答案：AD


解析：磁性小球通過金屬圓管過程中，將圓管看做由許多金屬圓環(huán)組成，小球的磁場(chǎng)使每個(gè)圓環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，該電流的磁場(chǎng)阻礙磁性小球的下落，小球向下運(yùn)動(dòng)的加速度小于重力加速度；小球在塑料、膠木等非金屬材料圓管中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，小球仍然做自由落體運(yùn)動(dòng)，穿過塑料、膠木圓管的時(shí)間比穿過金屬圓管的時(shí)間短．


6答案：(1)鋁環(huán)向右偏 (2)1.7J


解析：(1)由楞次定律可知，當(dāng)小磁鐵向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋁環(huán)向右偏斜(阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng))．[來(lái)源:]


(2)由能量守恒可得：


由磁鐵穿過鋁環(huán)飛行的水平距離可求出穿過后的速度v＝eq \f(3.6,\r(\f(2h,g)))m/s＝9m/s，


W電＝eq \f(1,2)Mveq \\al(2,0)－eq \f(1,2)Mv2－eq \f(1,2)mv′2＝1.7J.


7答案：(1)0.36W (2)6×10－4m/s2 向左


解析：(1)由能量守恒mv2/2＝Q＋mv′2/2


而P＝E2/R＝(B·2r·v′)2/R


二式聯(lián)立可得P＝0.36W


(2)a＝BIL/m＝B2(2r)2v′/mR＝6×10－2m/s2，向左．








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7 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)

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