高中物理 第4章 电磁感应 7 涡流 电磁阻尼和电磁驱动课时作业 新人教版选修32.doc

涡流 电磁阻尼和电磁驱动基础夯实一、选择题(13题为单选题，47题为多选题)1下列应用哪些与涡流无关()a高频感应冶炼炉b汽车的电磁式速度表c家用电度表d闭合线圈在匀强磁场中转动，切割磁感线产生的电流答案：d解析：真空冶炼炉，炉外线圈通入交变电流，炉内的金属中产生涡流；汽车速度表是磁电式电流表，指针摆动时，铝框骨架中产生涡流；家用电表(转盘式)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错误。2(南昌二中20142015学年高二检测)如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水。给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是()a恒定直流、小铁锅b恒定直流、玻璃杯c变化的电流、小铁锅d变化的电流、玻璃杯答案：c解析：通入恒定直流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电流，通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，在空间产生感生电场，铁锅是导体，感生电场在导体内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是由变化的磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温。3(湖南长沙市20142015学年高二下学期检测)将一个闭合金属环用绝缘丝线悬于o点，如图所示，虚线左边有垂直于纸面向外的匀强磁场，而右边没有磁场，将小球拉至图示位置释放后()a金属环的摆动不会停下来，一直做等幅摆动b金属环的摆动幅度越来越小，小到某一数值后做等幅摆动c金属环的摆动最终会停下来d金属环最终停止在初始释放位置答案：c解析：当金属环进入或离开磁场区域时磁通量发生变化，会产生感应电流，从而阻碍线圈运动，即有机械能通过安培力做负功转化为内能；所以环最终静止，故abd错误，c正确。4.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()a2是磁铁，在1中产生涡流b1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答案：ad解析：这是涡流的典型应用之一。当指针摆动时，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。5下列说法正确的是()a录音机在磁带上录制声音时，利用了电磁感应原理b自感现象和互感现象说明磁场具有能量c金属中的涡流会产生热量，生活中的电磁炉是利用这一原理而工作的d交流感应电动机是利用电磁驱动原理工作的答案：bcd解析：录音机在磁带上录制声音时，是利用了电流的磁效应，使磁带上的磁粉被磁化，a项错误。自感现象说明磁场能够储存能量，互感现象说明磁场能够携带能量，b项正确。电磁炉利用涡流工作，交流感应电动机利用电磁驱动原理工作，c、d项正确。6位于光滑水平面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小车先加速后减速答案：bc解析：本题为电磁驱动，可由楞次定律判断作用力的方向，再由牛顿第二定律判断运动情况。磁铁水平穿入螺线管时，管中将产生感应电流，由楞次定律的扩展含义知产生的相互作用力阻碍磁铁的运动。同理，磁铁穿出时，由楞次定律的扩展含义知产生的相互作用力阻碍磁铁的运动，故整个过程中，磁铁做减速运动，选项b是正确的。而对于小车上的螺线管来说，在此过程中，螺线管受到的安培力都是水平向右的，这个安培力使小车向右运动，且一直做加速运动，c对。7.如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴oo转动。从上向下看，当磁铁逆时针转动时，则()a线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同b线圈将逆时针转动，转速比磁铁小c线圈转动时将产生变化的电流d线圈转动时感应电流的方向始终是abcda答案：bc解析：当磁铁逆时针转动时，相当于磁铁不动而线圈顺时针旋转切割磁感线，线圈中产生变化的电流，故c对，d错；由楞次定律的推广含义可知，线圈将与磁极同向转动，但转动的角速度一定小于磁铁转动的角速度。如果两者的角速度相同，磁感线与线圈会处于相对静止，线圈不切割磁感线，无感应电流产生。二、非选择题8.如图所示，一狭长的铜片能绕o点在纸平面内摆动，有界磁场的方向垂直纸面向里，铜片在摆动时受到较强的阻尼作用，很快就停止摆动。如果在铜片上开几个长缝，铜片可以在磁场中摆动较多的次数后才停止摆动，这是为什么？解析：没有开长缝的铜片在磁场中摆动时，铜片内将产生较大的涡流，涡流在磁场中所受的安培力总是阻碍铜片的摆动，因此铜片很快就停止摆动。如果在铜片上开有多条长缝，就可以把涡流限制在缝与缝之间的各部分铜片上，较大地削弱了涡流，阻力随之减小，所以铜片可以摆动多次后才停止摆动。能力提升一、选择题(14题为单选题，5、6题为多选题)1如图所示，光滑水平绝缘面上有两个金属环静止在平面上，环1竖直，环2水平放置，均处于中间分割线上，在平面中间分割线正上方有一条形磁铁，当磁铁沿中间分割线向右运动时，下列说法正确的是()a两环都向右运动b两环都向左运动c环1静止，环2向右运动d两环都静止答案：c解析：条形磁铁向右运动时，环1中磁通量保持为零不变，无感应电流，仍静止。环2中磁通量变化。根据楞次定律，为阻碍磁通量的变化，感应电流的效果使环2向右运动。2(广州20142015学年高二检测)如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管p和塑料管q竖直放置。小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部。则小磁块()a在p和q中都做自由落体运动b在两个下落过程中的机械能都守恒c在p中的下落时间比在q中的长d落至底部时在p中的速度比在q中的大答案：c解析：小磁块在内壁光滑的塑料管q中，从高处由静止释放做自由落体运动，机械能守恒；小磁块在内壁光滑的铜管p中，则会产生电磁阻尼阻碍小磁块的运动，相比q中自由落体运动时间要长，c项正确、a项错误；由于电磁阻尼产生焦耳热，机械能不守恒，b项错误；由于机械能有损失，落至底部时在p中的速度比在q中的小，d项错误。3(盐城20142015学年高二检测)如图所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，有两块相同的蹄形磁铁，四个磁极之间的距离两两相等，当两块蹄形磁铁匀速向右运动时，线圈仍静止不动，那么线圈受到木板的摩擦力方向是()a先向左、后向右b先向左、后向右、再向左c一直向右d一直向左答案：d解析：当两蹄形磁铁靠近线圈时，线圈要阻碍其靠近，线圈有向右移动的趋势，受木板的摩擦力方向向左，当蹄形磁铁远离时，线圈要阻碍其远离，仍有向右移动的趋势，受木板的摩擦力方向仍是向左的，选项d正确。4(广东省实验中学20142015学年高二下学期期中)如图所示，一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落，穿过一根竖直悬挂的条形磁铁(质量为m)，铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合，则悬挂磁铁的绳子中拉力f随时间t变化的图象可能是()答案：b解析：铜环闭合，铜环在下落过程中，穿过铜环的磁通量不断变化，铜环中产生感应电流；由楞次定律可知，感应电流总是阻碍磁体间的相对运动，当铜环在磁铁上方时，感应电流阻碍铜环靠近磁铁，给铜环一个向上的安培力，因此拉力大于重力；当铜环位于磁铁下方时，铜环要远离磁铁，感应电流阻碍铜环的远离对铜环施加一个向上的安培力，则拉力大于重力；当铜环处于磁铁中部时，磁通量不变，则没有感应电流，没有安培阻力，因此拉力等于重力，故acd错误，b正确，故选b。5(潍坊一中20142015学年高二下学期检测)如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有()a增加线圈的匝数b提高交流电源的频率c将金属杯换为瓷杯d取走线圈中的铁芯答案：ab解析：交变电流在铁芯中产生交变磁场，金属杯会产生感应电流而发热，从而使杯内水沸腾。增加线圈的匝数和提高交流电源的频率都可以增大金属杯产生的电流，可缩短加热时间，选项a、b正确；将金属杯换成瓷杯，变化磁场不能使它产生电流，也就不能使水加热，选项c错误；取走线圈中的铁芯，会减小周围的磁场，金属杯产生的电流会减小，从而增加加热的时间，选项d错误。6.如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒pq、mn，当pq在外力作用下运动时，mn在磁场力作用下向右运动，则pq所做的运动可能是()a向右匀加速运动b向左匀加速运动c向右匀减速运动d向左匀减速运动答案：bc解析：这是一道涉及互感现象的问题，当mn棒中有感应电流，受安培力的作用而向右运动时，由左手定则可判断出mn中电流的方向是由m流至n，此电流在l1中产生的磁场方向是向上的。若pq棒向右运动，由右手定则及安培定则可知l2产生的磁场方向也是向上的。由于l1产生的磁场方向与l2产生的磁场方向相同，可知l2产生的磁场的磁通量是减少的，故pq棒做的是向右的匀减速运动。c选项是可能的。若pq棒向左运动，则它产生的感应电流在l2中产生的磁场是向下的，与l1产生的磁场方向是相反的，由楞次定律可知l2中的磁场是增强的，故pq棒做的是向左的匀加速运动。b选项是可能的。二、非选择题7如图所示，质量为m100g的铝环，用细线悬挂起来，环中央距地面高度h0.8m，有一质量为m200g的小磁铁(长度可忽略)，以10m/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3.6m，则磁铁与铝环发生相互