2020-2021学年高二下学期物理3-2(人教版)第四章第七节课时作业.docx

一、单项选择题
1. 如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质圆形金属球以确定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开头进入磁场到完全穿出磁场过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，小球(　　)

A．整个过程匀速运动
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．穿出时的速度确定小于初速度
解析：选D.小球在磁场中运动有涡流产生，要受到阻力．
2. 如图所示，一条形磁铁从静止开头向下穿过一个用双线绕成的闭合线圈，条形磁铁在穿过线圈的过程中(　　)

A．做自由落体运动
B．做减速运动
C．做匀速运动
D．做非匀变速运动
解析：选A.双线绕成的线圈由于两导线产生的磁通量相互抵消，不会产生磁场，所以磁铁将做自由落体运动．故选A.
3. (2022·郑州一中高二月考)甲、乙两个完全相同的铜环可绕固定轴OO′旋转，当给以相同的初始角速度开头转动后，由于阻力，经相同的时间后便停止；若将环置于磁感应强度B大小相同的匀强磁场中，甲环的转轴与磁场方向平行，乙环的转轴与磁场方向垂直，如图所示，当甲、乙两环同时以相同的角速度开头转动后，则下列推断正确的是(　　)

A．甲环先停
B．乙环先停
C．两环同时停下
D．无法推断两环停止的先后挨次
解析：选B.甲图中没有感应电流，乙图中产生感应电流，由电磁阻尼原理可知，乙环先停下来，故选B.
4．一个半径为r、质量为m、电阻为R的金属圆环，用一根长为L的绝缘细绳悬挂于O点，离O点下方处有一宽度为、垂直纸面对里的匀强磁场区域，如图所示．现使圆环从与悬点O等高位置A处由静止释放(细绳张直，忽视空气阻力)，摇摆过程中金属环所在平面始终垂直磁场，则在达到稳定摇摆的整个过程中金属环产生的热量是(　　)

A．mgL　　　　　　　　　 B．mg
C．mg D．mg(L＋2r)
解析：选C.金属圆环在进入磁场和离开磁场时，磁通量发生变化，产生感应电流，机械能削减；最终金属圆环在磁场下面摇摆，机械能守恒．在整个过程中削减的机械能转变为焦耳热，在达到稳定摇摆的整个过程中，金属圆环削减的机械能为mg，C项正确．
5.

弹簧上端固定，下端悬挂一根磁铁，将磁铁抬到某一高度放下，磁铁能上下振动较长时间才停下来，如图甲所示．假如在磁铁下端放一个固定的铁制金属圆环，使磁铁上、下振动穿过它，能使磁铁较快地停下来，如图乙所示．若将铁环换成超导环如图丙所示，可以推想下列叙述正确的是(　　)
A．放入超导环，磁铁的机械能转化成一部分电能，而电能不会转化为内能，能维持较大电流，从而对磁铁产生更大阻力，故超导环阻尼效果明显
B．放入超导环，电能不能转化为内能，所以，没有机械能与电能的转化，超导环不产生阻尼作用
C．放入铁环，磁铁的机械能转化为电能，然后进一步转化为内能，磁铁的机械能能快速地转化掉，具有阻尼效果
D．放入铁环，磁铁的机械能转化为热能，损失掉了，能起阻尼作用
解析：选C.放入超导环时，磁铁向下运动时，机械能一部分转化成电能，而电能不会转化为内能，在磁铁向上运动过程中，又转化为机械能，不能起阻尼作用，A、B均错误．而放入铁环后，能将机械能转化为电能，电能又进一步转化为内能，具有阻尼效果，C正确，D错误．故选C.
二、多项选择题
6．下列现象属于电磁阻尼的是(　　)
A．磁电式仪表线圈的骨架用铝框来做
B．电流表的表头在运输时要把两接线柱短接
C．自制金属地雷探测器
D．沟通感应电动机
解析：选AB.电磁阻尼是指导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力总是阻碍导体运动，磁电式仪表线圈的骨架用铝框以及电流表的表头在运输时要把两接线柱短接，目的是线框转动时，产生感应电流，线框受到安培力，阻碍线框的转动，使之较快停下来，是阻尼现象，则A、B正确．C是涡流的磁效应，D是电磁驱动，则C、D错误．故正确答案是AB.
7.

如图所示是电表中的指针和电磁阻尼器，下列说法中正确的是(　　)
A．2是磁铁，在1中产生涡流
B．1是磁铁，在2中产生涡流
C．该装置的作用是使指针能够转动
D．该装置的作用是使指针能很快地稳定
解析：选AD.这是涡流的典型应用之一．当指针摇摆时，1随之转动，2是磁铁，那么在1中产生涡流，2对1的安培力将阻碍1的转动．总之不管1向哪个方向转动，2对1的效果总起到阻尼作用．所以它能使指针很快地稳定下来．故选AD.

8．位于光滑水平面上的小车上放置一螺线管，一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线水平穿过，如图所示，在此过程中(　　)
A．磁铁做匀速直线运动
B．磁铁做减速运动
C．小车向右做加速运动
D．小车先加速后减速
解析：选BC.通过螺线管的磁通量发生变化，则在螺线管中产生感应电流，感应电流使螺线管受到安培力的作用，由楞次定律可知：感应电流所受安培力总是阻碍引起感应电流的螺线管与磁场间的相对运动．所以这个安培力驱动螺线管运动，阻碍磁铁运动，故B、C选项正确．
9．安检门是一个用于平安检查的“门”，“门框”内有线圈，线圈里通有交变电流，交变电流在“门”内产生交变磁场，金属物品通过“门”时能产生涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引起报警．关于这个安检门的以下说法正确的是(　　)
A．这个安检门也能检查出毒品携带者
B．这个安检门只能检查出金属物品携带者
C．假如这个“门框”的线圈中通上恒定电流，也能检查出金属物品携带者
D．这个安检门工作时，既利用了电磁感应现象，又利用了电流的磁效应
解析：选BD.这个安检门是利用涡流工作的，因而只能检查金属物品携带者，A错误，B正确．若“门框”的线圈中通上恒定电流，只能产生恒定磁场，它不能使块状金属产生电流，因而不能检查出金属物品携带者，C错误．安检门工作时，既利用了电磁感应现象，又利用了电流的磁效应，D正确．故选BD.
☆10.

如图所示A、B为大小、外形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：选AD.磁性小球通过金属圆管过程中，将圆管看做由很多金属圆环组成，小球的磁场使每个圆环中产生感应电流．依据楞次定律，该电流阻碍磁性小球的下落，小球向下运动的加速度小于重力加速度；磁性小球在塑料、胶木等非金属材料圆管中不会产生感应电流，小球照旧做自由落体运动，穿过塑料、胶木圆管的时间比穿过金属圆管的时间短，故选AD.
三、非选择题

11．如图所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连，水平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一光滑螺线管A.在弧形轨道上高为h的地方，无初速度释放一磁铁B(可视为质点)，B下滑至水平轨道时恰好沿螺线管A的中心轴运动，设A、B的质量分别为M、m，若最终A、B速度分别为vA、vB.
(1)螺线管A将向哪个方向运动？
(2)全过程中整个电路所消耗的电能．
解析：(1)磁铁B向右运动时，螺线管中产生感应电流，感应电流产生电磁驱动作用，使得螺线管A向右运动．
(2)全过程中，磁铁削减的重力势能转化为A、B的动能和螺线管中的电能，故mgh＝Mv＋mv＋E电
即E电＝mgh－Mv－mv.
答案：(1)向右运动　(2)mgh－Mv－mv
☆12.

(2022·合肥一中高二检测)如图所示，质量为m＝100 g的铝环，用细线悬挂起来，环中心距地面高度h＝0.8 m，有一质量为M＝200 g的小磁铁(长度可忽视)，以10 m/s 的
水平速度射入并穿过铝环，落地点距铝环原位置的水平距离为3.6 m，则磁铁与铝环发生相互作用时(小磁铁穿过铝环后的运动看做平抛运动)
(1)铝环向哪边偏斜？
(2)若铝环在磁铁穿过后速度为2 m/s，在磁铁穿过铝环的整个过程中，环中产生了多少电能？(g取10 m/s2)
解析：(1)由楞次定律可知，当小磁铁向右运动时，铝环向右偏斜(阻碍相对运动)．
(2)由能量守恒可得：由磁铁穿过铝环飞行的水平距离可求出穿过后的速度
v＝ m/s＝9 m/s
W电＝Mv－Mv2－mv′2＝1.7 J.
答案：(1)铝环向右偏　(2)1.7 J