2021年新课标版物理选修3-2练习：双基限时练6涡流-电磁阻尼和电磁驱动.docx

双基限时练(六)涡流电磁阻尼和电磁驱动1下列应用哪些与涡流有关()A高频感应冶炼炉B汽车的电磁式速度表C家用转盘式电度表D闭合线圈在匀强磁场中转动，切割磁感线产生的电流解析真空冶炼炉，炉外线圈通入交变电流，炉内金属中产生涡流；汽车速度表是磁电式电流表，指针摇摆时，铝框骨架中产生涡流；家用转盘式电表的转盘中有涡流产生；闭合线圈在磁场中转动产生感应电流，不同于涡流，D选项错误答案ABC2如图所示，闭合金属环从高h的曲面滚下，又沿曲面的另一侧上升，设闭合环初速度为零，摩擦不计，则()A若是匀强磁场，环滚上的高度小于hB若是匀强磁场，环滚上高度等于hC若是非匀强磁场，环滚上的高度等于hD若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h解析假如是非匀强磁场，金属环在运动过程中，通过它的磁通量发生变化，产生电磁阻尼机械能转化成内能，环滚上的高度小于h.假如是匀强磁场，则金属环运动中通过它的磁通量不发生变化没有电磁阻尼，机械能守恒，能滚上原来的高度，故B、D选项正确答案BD3下列做法中可能产生涡流的是()A把金属块放在匀强磁场中B让金属块在匀强磁场中匀速运动C让金属块在匀强磁场中做变速运动D把金属块放在变化的磁场中解析涡流是整个金属块中产生的感应电流，即穿过金属块的磁通量发生变化，而A、B、C选项中磁通量不变化，没有涡流产生；把金属块放在变化的磁场中，通过它的磁通量发生变化有涡流产生，故D选项正确答案D4.如图所示，在O点正下方有一个具有抱负边界的磁场，铜环在A点由静止释放，向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是()A. A、B两点在同一水平线上B. A点高于B点C. A点低于B点D铜环将做等幅摇摆解析铜环在进入和穿出磁场的过程中，穿过环的磁通量发生变化，环中有感应电流产生，将损耗肯定的机械能故A点高于B点答案B5光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程是yx2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是ya的直线(图中的虚线所示)，一个小金属块从抛物线上yb(ba)处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是()Amgb B.mv2Cmg(ba) Dmg(ba)mv2解析金属块在进出磁场过程中要产生感应电流，机械能要削减，上升的最大高度不断降低，最终刚好飞不出磁场后，就往复运动永不停止，由能量守恒可得QEmv2mg(ba)答案D6磁电式仪表的线圈通常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是()A防止涡流而设计的 B利用涡流而设计的C起电磁阻尼的作用 D起电磁驱动的作用解析线圈通电后，在安培力作用下而转动，铝框随之转动，并切割磁感线产生感应电流，就是涡流，涡流阻碍线圈转动，使线圈转动后较快停下来，所以，这样做的目的是利用涡流来起电磁阻尼的作用答案BC7物理课上，老师做了一个奇异的“跳环试验”如图所示，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环闭合开关S的瞬间，套环马上跳起某同学另找来器材再探究此试验他连接好电路，经重复试验，线圈上的套环均未动对比老师演示的试验，下列四个选项中，导致套环未动的缘由可能是()A线圈接在了直流电源上B电源电压过高C所选线圈的匝数过多D所用套环的材料与老师的不同解析金属套环跳起来的缘由是开关S闭合时，套环上产生的感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的，线圈接在直流电源上时，金属套环也会跳起电压越高线圈匝数越多，S闭合时，金属套环跳起越猛烈若套环是非导体材料，则套环不会跳起，故A、B、C选项错误，D选项正确答案D8在水平面上放置两个完全相同的带中心轴的金属圆盘，它们彼此用导线把中心轴和对方圆盘的边缘相连接，组成电路如图所示，一匀强磁场穿过两圆盘垂直向外，若不计一切摩擦，当a盘在外力作用下做逆时针转动时，转盘b()A沿与a盘相同的方向转动B沿与a盘相反的方向转动C转动的角速度肯定大于a盘的角速度D转动的角速度可能等于a盘的角速度解析金属盘可看做由多根金属辐条组成，a盘在外力作用下逆时针转动时，圆盘切割磁感线，由右手定则可知，电动势方向由圆心到圆盘边缘通过导线和圆盘B组成闭合电路，而对b盘在安培力作用下顺时针转动，且转动角速度肯定小于a盘的角速度，故选项B正确答案B9如图是高频焊接原理示意图，线圈中通以高频沟通电时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，由于焊缝处的接触电阻很大，放出的焦耳热很多，致使温度升得很高，将金属熔化，焊接在一起我国生产的自行车车架就是用这种方法焊接的试定性地说明：为什么交变电流的频率越高，焊缝处放出的热量越多解析交变电流的频率越高，它产生的磁场的变化就越快依据法拉第电磁感应定律，在待焊接工件中产生的感应电动势就越大，感应电流就越大，而放出的热量与电流的平方成正比，与通电导体的电阻成正比，而焊接处电阻较大产生的热量更多，所以交变电流的频率越高，焊缝处放出的热量越多答案见解析10在用车辆长途运输微安表时，常用导线把微安表的两个接线柱连在一起，这是什么道理？答案在长途运输时，表壳会经常晃动，指针左右摇摆很厉害，易损坏表针，用导线把微安表两接线柱连在一起，就形成了闭合回路，产生感应电流从而阻碍它们的相对运动，这样表针的摇摆幅度会大大减小，能爱护电表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，杆上挂有一光滑螺旋管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旋管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)螺旋管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，使得螺线管向右运动(2)在全过程中，磁铁减小的重力势能转化为A、B的动能和螺线管组成电路的电能，则有mghMvmvE电即E电mghMvmv.答案(1)向右运动(2)mghMvmv12如图所示，质量m100 g的铝环，用细线悬挂起来，环中心距地面高度h0.8 m，有一质量为M200 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，落地点距铝环原来位置的水平距离为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？(g10 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(阻碍相对运动)(2)由能量守恒定律可得，系统损失的机械能产生了电能E电Mvmv2Mv.其中v1为穿过铝环后小磁铁的水平速度，由平抛运动的学问，得hgt2，lv1t.解得v19 m/s.则E电1.7 J.答案(1)铝环向右偏(2)1.7 J