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2019-2020年高中物理 第1章第3節(jié)電磁感應定律的應用檢測試題 魯科版選修3-2 1.電磁灶是利用電磁感應引起的渦流加熱的原理來工作的，它主要是由感應加熱線圈、灶臺臺板和烹飪鍋等組成，如圖所示．電磁灶的臺面下布滿了線圈，當通過高頻交流電時，在臺板和金屬鍋之間產(chǎn)生交變磁場，磁感線穿過鍋體，產(chǎn)生感應電流——渦流，這種感應電流在金屬鍋體中產(chǎn)生熱效應，從而達到加熱和烹飪食物的目的．下列可導致加熱效果明顯的是(　　) A．交流電的頻率增加 B．交流電的頻率降低 C．將金屬鍋換成陶瓷鍋 D．將底面積較大的鍋換成底面積較小的鍋 解析：選A.逐項分析如下： 選項 診斷 結(jié)論 A 交流電的頻率增加，說明電流變化快，所產(chǎn)生的磁場變化快，產(chǎn)生的感應電動勢大，產(chǎn)生的渦流大，加熱效果越明顯 √ B 與A選項相反 C 陶瓷鍋不能形成渦流，加熱效果差 D 鍋底面積越小，形成渦流的范圍越小，加熱效果差 2.變壓器的鐵芯是利用薄硅鋼片疊壓而成，而不采用一整塊硅鋼，這是為了(　　) A．增大渦流，提高變壓器的效率 B．減小渦流，降低變壓器的效率 C．增大渦流，減小鐵芯的發(fā)熱量 D．減小渦流，減小鐵芯的發(fā)熱量 解析：選D.渦流的主要效應之一就是熱效應，而變壓器的鐵芯發(fā)熱是我們所不希望出現(xiàn)的，故不采用整塊硅鋼，而采用薄硅鋼片疊壓在一起，目的是減少渦流，減小鐵芯的發(fā)熱量，進而提高變壓器的效率．選D. 3.如圖所示，磁帶錄音機可用來錄音，也可用來放音．其主要部件為可勻速行進的磁帶a和繞有線圈的磁頭b，不論是錄音還是放音過程，磁帶或磁隙軟鐵會存在磁化現(xiàn)象．對于它們在錄音、放音過程中的主要工作原理，下列說法正確的是(　　) A．放音的主要原理是電磁感應，錄音的主要原理是電流的磁效應 B．錄音的主要原理是電磁感應，放音的主要原理是電流的磁效應 C．放音和錄音的主要原理都是磁場對電流的作用 D．放音和錄音的主要原理都是電磁感應 解析：選A.錄音過程及原理是：先將聲音信號通過話筒轉(zhuǎn)換成變化的電流信號，加在題圖中的線圈上，由于電流的磁效應，變化電流產(chǎn)生的變化磁場信號將由于磁帶被磁化而記錄在勻速經(jīng)過的磁帶上，是電流的磁效應．放音過程是該過程的逆過程，磁帶勻速通過磁隙，由于磁帶上變化的磁場使磁頭發(fā)生磁化現(xiàn)象，使磁頭線圈的磁通量發(fā)生變化，導致磁頭上的線圈中產(chǎn)生感應電流，該感應電流通過揚聲器即發(fā)出聲音，是電磁感應過程．故選項A是正確的． 4.如圖所示是冶煉金屬的感應爐的示意圖．高頻感應爐中裝有待冶煉的金屬，當線圈中通有電流時，通過產(chǎn)生渦流來熔化金屬．以下關(guān)于高頻感應爐的說法中正確的是(　　) A．高頻感應爐的線圈中必須通有變化的電流，才會產(chǎn)生渦流 B．高頻感應爐的線圈中通有恒定的電流，也可以產(chǎn)生渦流 C．高頻感應爐是利用線圈中電流產(chǎn)生的焦耳熱使金屬熔化的 D．高頻感應爐是利用線圈中電流產(chǎn)生的磁場使金屬熔化的 解析：選A.變化的電流才能產(chǎn)生變化的磁場，引起磁通量的變化，產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象，恒定電流不會使感應爐中的磁通量發(fā)生變化，不會有渦流產(chǎn)生，選項A對、B錯；當感應爐內(nèi)裝入待冶煉的金屬時，會在待冶煉的金屬中直接產(chǎn)生渦流來加熱金屬，而不是利用線圈中電流產(chǎn)生的焦耳熱，也不是利用線圈中電流產(chǎn)生的磁場加熱，C、D錯誤． 5.彈簧上端固定，下端懸掛一根磁鐵．將磁鐵托到某一高度后放開，磁鐵能上下振動較長時間才停下來．如果在磁鐵下端放一個固定的閉合線圈，使磁鐵上下振動時穿過它(如圖)，磁鐵就會很快地停下來，解釋這個現(xiàn)象，并說明此現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化的情況． 解析：當磁鐵穿過固定的閉合線圈時，在閉合線圈中會產(chǎn)生感應電流，感應電流的磁場會阻礙磁鐵和線圈靠近或離開，也就使磁鐵振動時除了空氣阻力外，還有線圈的磁場力作為阻力，克服阻力需要做的功較多，彈簧振子的機械能損失較快，因而會很快停下來． 答案：見解析 一、選擇題 1.下列關(guān)于渦流的說法中正確的是(　　) A．渦流跟平時常見的感應電流一樣，都是因為穿過導體的磁通量變化而產(chǎn)生的 B．渦流不是感應電流，而是一種有別于感應電流的特殊電流 C．渦流有熱效應，但沒有磁效應 D．在硅鋼中也能產(chǎn)生渦流 解析：選AD.渦流的本質(zhì)是電磁感應現(xiàn)象，只不過是由金屬塊自身構(gòu)成回路，它既有熱效應，也有磁效應，所以A正確，B、C錯誤．硅鋼中產(chǎn)生的渦流較小，并不是不能產(chǎn)生渦流，D項正確． 2.如圖所示，A、B兩圖是把帶絕緣層的線圈繞在軟鐵上，C、D兩圖是把帶絕緣層的線圈繞在有機玻璃上，則能產(chǎn)生渦流的是(　　) 解析：選A.只有穿過整個導體的磁通量發(fā)生變化，才產(chǎn)生渦流，B錯在是直流電源，C、D不是導體． 3.唱卡拉OK用的話筒內(nèi)有放大聲音的裝置，其中有一種是動圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當聲波使膜片前后振動時，線圈就將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，下列說法中正確的是(　　) A．該裝置是根據(jù)電流的磁效應工作的 B．該裝置是根據(jù)電磁感應原理工作的 C．膜片振動時，穿過線圈的磁通量不變 D．膜片振動時，金屬線圈中不會產(chǎn)生感應電動勢 解析：選B.動圈式話筒的工作特點是線圈在磁場中振動，產(chǎn)生了電流，可知B對． 4.如圖所示，一條形磁鐵從靜止開始向下穿過一個用雙線繞成的閉合線圈，條形磁鐵在穿過線圈的過程中(　　) A．做自由落體運動 B．做減速運動 C．做勻速運動 D．做非勻變速運動 解析：選A.雙線繞成的線圈由于兩導線產(chǎn)生的磁通量相互抵消，不會產(chǎn)生磁場，所以磁鐵將做自由落體運動． 5.如圖所示，一光滑水平桌面的左半部分處于豎直向下的勻強磁場內(nèi)，當一電阻不計的環(huán)形導線圈在此水平桌面上向右以某一速度開始滑行時，下列說法正確的是(　　) A．若整個線圈在磁場內(nèi)，線圈一定做勻速運動 B．線圈從磁場內(nèi)滑到磁場外過程，必做加速運動 C．線圈從磁場內(nèi)滑到磁場外過程，必做減速運動 D．線圈從磁場內(nèi)滑到磁場外過程，必定放熱 解析：選ACD.整個線圈在磁場內(nèi)時，無感應電流，故不受安培力，線圈做勻速運動，A對；線圈滑出磁場過程中，產(chǎn)生感應電流，受到阻礙它運動的安培力，故線圈做減速運動，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，選項B錯，C、D對． 6.如圖所示，閉合金屬環(huán)從光滑曲面上h高處滾下，又沿曲面的另一側(cè)上升．設環(huán)的初速度為零，摩擦不計，曲面處在圖中磁場中，則(　　) A．若是勻強磁場，環(huán)滾上的高度小于h B．若是勻強磁場，環(huán)滾上的高度等于h C．若是非勻強磁場，環(huán)滾上的高度等于h D．若是非勻強磁場，環(huán)滾上的高度大于h 解析：選B.若磁場為勻強磁場，穿過環(huán)的磁通量不變，不產(chǎn)生感應電流，即無機械能向電能轉(zhuǎn)化，機械能守恒，故A錯，B正確；若磁場為非勻強磁場，環(huán)內(nèi)要產(chǎn)生電能，機械能減少，故D錯誤． 7.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動．如果發(fā)現(xiàn)小球做減速運動，則小球的材料不可能是(　　) A．鐵　　　　　　　　 B．木 C．鋁 D．塑料 解析：選ABD.小球做減速運動，說明小球受到阻力的作用，若為鐵球，在小球靠近磁鐵過程中，鐵球?qū)⒈淮呕?，磁化后小球與磁鐵間為吸引力，對小球來講是動力不是阻力，A錯誤；若為木球或塑料球，在它們靠近的過程中，既不被磁化，也不產(chǎn)生感應電流，與磁鐵之間沒有相互作用，B、D錯誤；若為鋁球，在小球靠近磁鐵的過程中將產(chǎn)生渦流，渦流在磁場中阻礙小球的運動，使小球做減速運動，C正確，故選ABD. 8.磁電式儀表的線圈通常用鋁框當骨架，把線圈繞在鋁框上，這樣做的目的是(　　) A．防止渦流而設計的 B．利用渦流而設計的 C．起電磁驅(qū)動的作用 D．起電磁平衡的作用 解析：選B.線圈通電后，在安培力作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動，鋁框隨之轉(zhuǎn)動，并切割磁感線產(chǎn)生感應電流，就是渦流，渦流阻礙線圈的轉(zhuǎn)動，使線圈偏轉(zhuǎn)后較快停下來．所以，這樣做的目的是利用渦流來起電磁阻尼的作用．B正確，A、C、D錯誤． 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．將它們豎直固定在相同高度．兩個相同的磁性小球，同時從A、B管上端的管口無初速度釋放，穿過A管的小球比穿過B管的小球先落到地面．下列關(guān)于兩管的描述可能正確的是(　　) A．A管是用鋁制成的，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管是用鋁制成的 解析：選D.若兩管都是金屬材料制成的，小球下落過程中管壁都會產(chǎn)生感應電流，兩球機械能都減小，幾乎同時落地．若兩管都是絕緣體制成的，管壁不會產(chǎn)生感應電流，兩球機械能不變，仍做自由落體運動，同時落地，由此可見，若A管內(nèi)小球先落地，A管必定是絕緣體制成的，B管是金屬材料制成的，D正確，A、B、C錯誤． (xx荊州高二期末)如圖所示，一閉合的小金屬環(huán)用一根絕緣細桿掛在固定點O處，使金屬圓環(huán)在豎直線OO′的兩側(cè)來回擺動的過程中穿過水平方向的有界勻強磁場區(qū)域，若懸點摩擦和空氣阻力均不計．則(　　) A．金屬環(huán)每次進入磁場區(qū)都有感應電流，而離開磁場區(qū)沒有感應電流 B．金屬環(huán)進入磁場區(qū)域后越靠近OO′線時速度越大，而且產(chǎn)生的感應電流越大 C．金屬環(huán)開始擺動后，擺角會越來越小，擺角小到某一值后不再減小 D．金屬環(huán)在擺動一段時間后將停在最低點 解析：選C.金屬環(huán)進入磁場和離開磁場區(qū)的過程中，穿過金屬環(huán)的磁通量變化，環(huán)內(nèi)都會有感應電流產(chǎn)生，機械能轉(zhuǎn)化為電能，所以擺角越來越小，最后，當環(huán)不再進出磁場，而是在磁場內(nèi)往復運動擺角不再變化，A、D錯誤，C正確．越靠近OO′，金屬環(huán)的速度越大，但穿過環(huán)的磁通量不變，沒有感應電流，B錯誤． 二、非選擇題 如圖所示，在光滑的水平面上有一半徑r＝10 cm、電阻R＝1 Ω、質(zhì)量m＝1 kg的金屬環(huán)，以速度v＝10 m/s向一有界磁場滑去．勻強磁場方向垂直于紙面向里，B＝0.5 T，從環(huán)剛進入磁場算起，到剛好有一半進入磁場時，圓環(huán)釋放了32 J的熱量，求： (1)此時圓環(huán)中電流的瞬時功率； (2)此時圓環(huán)運動的加速度的大小． 解析：(1)由能量守恒 ＝Q＋， 而P＝＝ 兩式聯(lián)立可得P＝0.36 W. (2)a＝＝＝610－2 m/s2. 答案：(1)0.36 W　(2)610－2 m/s2 高頻焊接(利用電磁感應產(chǎn)生熱量進行焊接)是一種常用焊接方法，其原理如圖所示．將半徑是10 cm的待焊接圓形金屬工件放在用金屬導線做成的1000匝線圈中，然后在線圈中通以變化的電流，線圈中產(chǎn)生垂直于金屬工件所在平面的變化磁場，磁場的變化率為＝10π T/s.焊縫處(待焊處)的電阻是非焊接部分電阻的99倍．工件非焊接部分每單位長度上的電阻R0＝10－2 π Ωm－1，焊接的縫寬遠小于未焊接部分的長度，則在焊接過程中焊接處產(chǎn)生的熱功率為多大？(π2＝10，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 解析：由法拉第電磁感應定律 E＝n＝100010π210－2 V＝103 V 非焊接部分電阻 R＝2πrR0＝2π0.110－2 π Ω＝0.02 Ω 總電阻R總＝100R＝2 Ω 熱功率P總＝＝ W＝1106 W. 焊接處熱功率P＝0.99P總＝9.9105 W. 答案：9.9105 W