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2019-2020年高中物理 第1章第3節(jié)電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用檢測(cè)試題 魯科版選修3-2 1.電磁灶是利用電磁感應(yīng)引起的渦流加熱的原理來(lái)工作的，它主要是由感應(yīng)加熱線圈、灶臺(tái)臺(tái)板和烹飪鍋等組成，如圖所示．電磁灶的臺(tái)面下布滿(mǎn)了線圈，當(dāng)通過(guò)高頻交流電時(shí)，在臺(tái)板和金屬鍋之間產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，磁感線穿過(guò)鍋體，產(chǎn)生感應(yīng)電流——渦流，這種感應(yīng)電流在金屬鍋體中產(chǎn)生熱效應(yīng)，從而達(dá)到加熱和烹飪食物的目的．下列可導(dǎo)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(xiàng)分析如下： 選項(xiàng) 診斷 結(jié)論 A 交流電的頻率增加，說(shuō)明電流變化快，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)變化快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大，產(chǎn)生的渦流大，加熱效果越明顯 √ B 與A選項(xiàng)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(yīng)之一就是熱效應(yīng)，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(jìn)而提高變壓器的效率．選D. 3.如圖所示，磁帶錄音機(jī)可用來(lái)錄音，也可用來(lái)放音．其主要部件為可勻速行進(jìn)的磁帶a和繞有線圈的磁頭b，不論是錄音還是放音過(guò)程，磁帶或磁隙軟鐵會(huì)存在磁化現(xiàn)象．對(duì)于它們?cè)阡浺?、放音過(guò)程中的主要工作原理，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．放音的主要原理是電磁感應(yīng)，錄音的主要原理是電流的磁效應(yīng) B．錄音的主要原理是電磁感應(yīng)，放音的主要原理是電流的磁效應(yīng) C．放音和錄音的主要原理都是磁場(chǎng)對(duì)電流的作用 D．放音和錄音的主要原理都是電磁感應(yīng) 解析：選A.錄音過(guò)程及原理是：先將聲音信號(hào)通過(guò)話筒轉(zhuǎn)換成變化的電流信號(hào)，加在題圖中的線圈上，由于電流的磁效應(yīng)，變化電流產(chǎn)生的變化磁場(chǎng)信號(hào)將由于磁帶被磁化而記錄在勻速經(jīng)過(guò)的磁帶上，是電流的磁效應(yīng)．放音過(guò)程是該過(guò)程的逆過(guò)程，磁帶勻速通過(guò)磁隙，由于磁帶上變化的磁場(chǎng)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(dǎo)致磁頭上的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，該感應(yīng)電流通過(guò)揚(yáng)聲器即發(fā)出聲音，是電磁感應(yīng)過(guò)程．故選項(xiàng)A是正確的． 4.如圖所示是冶煉金屬的感應(yīng)爐的示意圖．高頻感應(yīng)爐中裝有待冶煉的金屬，當(dāng)線圈中通有電流時(shí)，通過(guò)產(chǎn)生渦流來(lái)熔化金屬．以下關(guān)于高頻感應(yīng)爐的說(shuō)法中正確的是(　　) A．高頻感應(yīng)爐的線圈中必須通有變化的電流，才會(huì)產(chǎn)生渦流 B．高頻感應(yīng)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(yīng)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(yīng)爐是利用線圈中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)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(chǎng)，引起磁通量的變化，產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，恒定電流不會(huì)使感應(yīng)爐中的磁通量發(fā)生變化，不會(huì)有渦流產(chǎn)生，選項(xiàng)A對(duì)、B錯(cuò)；當(dāng)感應(yīng)爐內(nèi)裝入待冶煉的金屬時(shí)，會(huì)在待冶煉的金屬中直接產(chǎn)生渦流來(lái)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(chǎng)加熱，C、D錯(cuò)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(kāi)，磁鐵能上下振動(dòng)較長(zhǎng)時(shí)間才停下來(lái)．如果在磁鐵下端放一個(gè)固定的閉合線圈，使磁鐵上下振動(dòng)時(shí)穿過(guò)它(如圖)，磁鐵就會(huì)很快地停下來(lái)，解釋這個(gè)現(xiàn)象，并說(shuō)明此現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化的情況． 解析：當(dāng)磁鐵穿過(guò)固定的閉合線圈時(shí)，在閉合線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)會(huì)阻礙磁鐵和線圈靠近或離開(kāi)，也就使磁鐵振動(dòng)時(shí)除了空氣阻力外，還有線圈的磁場(chǎng)力作為阻力，克服阻力需要做的功較多，彈簧振子的機(jī)械能損失較快，因而會(huì)很快停下來(lái)． 答案：見(jiàn)解析 一、選擇題 1.下列關(guān)于渦流的說(shuō)法中正確的是(　　) A．渦流跟平時(shí)常見(jiàn)的感應(yīng)電流一樣，都是因?yàn)榇┻^(guò)導(dǎo)體的磁通量變化而產(chǎn)生的 B．渦流不是感應(yīng)電流，而是一種有別于感應(yīng)電流的特殊電流 C．渦流有熱效應(yīng)，但沒(méi)有磁效應(yīng) 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(yīng)現(xiàn)象，只不過(guò)是由金屬塊自身構(gòu)成回路，它既有熱效應(yīng)，也有磁效應(yīng)，所以A正確，B、C錯(cuò)誤．硅鋼中產(chǎn)生的渦流較小，并不是不能產(chǎn)生渦流，D項(xiàng)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(jī)玻璃上，則能產(chǎn)生渦流的是(　　) 解析：選A.只有穿過(guò)整個(gè)導(dǎo)體的磁通量發(fā)生變化，才產(chǎn)生渦流，B錯(cuò)在是直流電源，C、D不是導(dǎo)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(dòng)圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個(gè)輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場(chǎng)中，當(dāng)聲波使膜片前后振動(dòng)時(shí)，線圈就將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．該裝置是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的 B．該裝置是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的 C．膜片振動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量不變 D．膜片振動(dòng)時(shí)，金屬線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 解析：選B.動(dòng)圈式話筒的工作特點(diǎn)是線圈在磁場(chǎng)中振動(dòng)，產(chǎn)生了電流，可知B對(duì)． 4.如圖所示，一條形磁鐵從靜止開(kāi)始向下穿過(guò)一個(gè)用雙線繞成的閉合線圈，條形磁鐵在穿過(guò)線圈的過(guò)程中(　　) A．做自由落體運(yùn)動(dòng) B．做減速運(yùn)動(dòng) C．做勻速運(yùn)動(dòng) D．做非勻變速運(yùn)動(dòng) 解析：選A.雙線繞成的線圈由于兩導(dǎo)線產(chǎn)生的磁通量相互抵消，不會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，所以磁鐵將做自由落體運(yùn)動(dòng)． 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(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)，當(dāng)一電阻不計(jì)的環(huán)形導(dǎo)線圈在此水平桌面上向右以某一速度開(kāi)始滑行時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．若整個(gè)線圈在磁場(chǎng)內(nèi)，線圈一定做勻速運(yùn)動(dòng) B．線圈從磁場(chǎng)內(nèi)滑到磁場(chǎng)外過(guò)程，必做加速運(yùn)動(dòng) C．線圈從磁場(chǎng)內(nèi)滑到磁場(chǎng)外過(guò)程，必做減速運(yùn)動(dòng) D．線圈從磁場(chǎng)內(nèi)滑到磁場(chǎng)外過(guò)程，必定放熱 解析：選ACD.整個(gè)線圈在磁場(chǎng)內(nèi)時(shí)，無(wú)感應(yīng)電流，故不受安培力，線圈做勻速運(yùn)動(dòng)，A對(duì)；線圈滑出磁場(chǎng)過(guò)程中，產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到阻礙它運(yùn)動(dòng)的安培力，故線圈做減速運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，選項(xiàng)B錯(cuò)，C、D對(duì)． 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(shè)環(huán)的初速度為零，摩擦不計(jì)，曲面處在圖中磁場(chǎng)中，則(　　) A．若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度小于h B．若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度等于h C．若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度等于h D．若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度大于h 解析：選B.若磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，穿過(guò)環(huán)的磁通量不變，不產(chǎn)生感應(yīng)電流，即無(wú)機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒，故A錯(cuò)，B正確；若磁場(chǎng)為非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)內(nèi)要產(chǎn)生電能，機(jī)械能減少，故D錯(cuò)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(yùn)動(dòng)．如果發(fā)現(xiàn)小球做減速運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)，說(shuō)明小球受到阻力的作用，若為鐵球，在小球靠近磁鐵過(guò)程中，鐵球?qū)⒈淮呕?，磁化后小球與磁鐵間為吸引力，對(duì)小球來(lái)講是動(dòng)力不是阻力，A錯(cuò)誤；若為木球或塑料球，在它們靠近的過(guò)程中，既不被磁化，也不產(chǎn)生感應(yīng)電流，與磁鐵之間沒(méi)有相互作用，B、D錯(cuò)誤；若為鋁球，在小球靠近磁鐵的過(guò)程中將產(chǎn)生渦流，渦流在磁場(chǎng)中阻礙小球的運(yùn)動(dòng)，使小球做減速運(yùn)動(dòng)，C正確，故選ABD. 8.磁電式儀表的線圈通常用鋁框當(dāng)骨架，把線圈繞在鋁框上，這樣做的目的是(　　) A．防止渦流而設(shè)計(jì)的 B．利用渦流而設(shè)計(jì)的 C．起電磁驅(qū)動(dòng)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(dòng)，鋁框隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，并切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，就是渦流，渦流阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，使線圈偏轉(zhuǎn)后較快停下來(lái)．所以，這樣做的目的是利用渦流來(lái)起電磁阻尼的作用．B正確，A、C、D錯(cuò)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(gè)相同的磁性小球，同時(shí)從A、B管上端的管口無(wú)初速度釋放，穿過(guò)A管的小球比穿過(guò)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(guò)程中管壁都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，兩球機(jī)械能都減小，幾乎同時(shí)落地．若兩管都是絕緣體制成的，管壁不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，兩球機(jī)械能不變，仍做自由落體運(yùn)動(dòng)，同時(shí)落地，由此可見(jiàn)，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(cuò)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(xì)桿掛在固定點(diǎn)O處，使金屬圓環(huán)在豎直線OO′的兩側(cè)來(lái)回?cái)[動(dòng)的過(guò)程中穿過(guò)水平方向的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，若懸點(diǎn)摩擦和空氣阻力均不計(jì)．則(　　) A．金屬環(huán)每次進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)都有感應(yīng)電流，而離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)沒(méi)有感應(yīng)電流 B．金屬環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)區(qū)域后越靠近OO′線時(shí)速度越大，而且產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大 C．金屬環(huán)開(kāi)始擺動(dòng)后，擺角會(huì)越來(lái)越小，擺角小到某一值后不再減小 D．金屬環(huán)在擺動(dòng)一段時(shí)間后將停在最低點(diǎn) 解析：選C.金屬環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)和離開(kāi)磁場(chǎng)區(qū)的過(guò)程中，穿過(guò)金屬環(huán)的磁通量變化，環(huán)內(nèi)都會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，所以擺角越來(lái)越小，最后，當(dāng)環(huán)不再進(jìn)出磁場(chǎng)，而是在磁場(chǎng)內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)擺角不再變化，A、D錯(cuò)誤，C正確．越靠近OO′，金屬環(huán)的速度越大，但穿過(guò)環(huán)的磁通量不變，沒(méi)有感應(yīng)電流，B錯(cuò)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(chǎng)滑去．勻強(qiáng)磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里，B＝0.5 T，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32 J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)運(yùn)動(dòng)的加速度的大?。? 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(yīng)產(chǎn)生熱量進(jìn)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(dǎo)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(chǎng)，磁場(chǎng)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(zhǎng)度上的電阻R0＝10－2 π Ωm－1，焊接的縫寬遠(yuǎn)小于未焊接部分的長(zhǎng)度，則在焊接過(guò)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(yīng)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