－教科版选修32 1.7 涡流 作业.doc

1.7 涡流 作业1.下列关于涡流的说法中正确的是（ ）a.涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的b.涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流c.涡流有热效应，但没有磁效应d.在硅钢中不能产生涡流【解析】涡流本质上是感应电流，是自身构成的回路，在穿过导体的磁通量变化时产生的，故a正确，b错误；涡流既有热效应，又有磁效应，故c错误；硅钢电阻率大，产生的涡流较小，但仍能产生涡流，故d错误.【答案】a2.机场的安检门可以利用涡流探测人身上携带的金属物品，安检门中接有线圈，线圈中通以交变电流.关于其工作原理，以下说法正确的是（ ）a.人身上携带的金属物品会被地磁场磁化，在线圈中产生感应电流b.人体在线圈交变电流产生的磁场中运动，产生感应电动势并在金属物品中产生感应电流c.线圈产生的交变磁场会在金属物品中产生交变的感应电流d.金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流【解析】一般金属物品不一定能被磁化，且地磁场很弱，即使金属被磁化磁性也很弱，作为导体的人体电阻很大，且一般不会与金属物品构成回路，故a、b错误；安检门利用涡流探测金属物品的工作原理是：线圈中交变电流产生交变磁场，使金属物品中产生涡流，故c正确；该涡流产生的磁场又会在线圈中产生感应电流，而线圈中交变电流的变化可以被检测，故d正确.【答案】cd3.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.利用涡流而生热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，在安培力的作用下发生转动，铝框随之转动，并切割磁感线产生感应电流，就是涡流.涡流阻碍线圈的转动 ，使线圈偏转后尽快停下.所以，这样做的目的是利用涡流起电磁阻尼的作用.故c对，a、b、d都错.【答案】c4.变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成，而不采用一块整硅钢，这是为了（ ）a.增大涡流，提高变压器的效率 b.减小涡流，提高变压器的效率c.减小涡流，减小铁芯的发热量 d.增大涡流，减小铁芯的发热量【解析】变压器的铁芯是由薄硅钢片叠加而成的，目的是增大铁芯的内阻，减小涡流，从而减小铁芯的发热量，提高变压器的效率，故b、c正确.【答案】bc5.某磁场的磁感线如图所示，有铜盘自图示a位置落至b位置，在下落过程中，自上向下看，线圈中的涡流方向是（ ）a.始终顺时针b.始终逆时针c.先逆时针再顺时针d.先顺时针再逆时针【解析】把铜盘从a至b的全过程分成两个阶段处理：第一阶段是铜盘从a位置下落到具有最大磁通量的位置o，此过程中穿过铜盘磁通量的磁场方向向上且不断增大，由楞次定律判断感应电流方向(自上向下看)是顺时针的；第二阶段是铜盘从具有最大磁通量位置o落到b位置，此过程中穿过铜盘磁通量的磁场方向向上且不断减小，且由楞次定律判得感应电流方向(自上向下看)是逆时针的.【答案】d6.高频感应炉是用熔化金属对其进行冶炼的，如图所示为冶炼金属的高频感应炉的示意图.炉内放入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这时被冶炼的金属就能被熔化.这种冶炼方法速度快，温度易控制，并能避免有害杂质混入被炼金属中，因此适于冶炼特种金属，该炉的加热原理是（ ）a.利用线圈中电流产生的焦耳热b.利用线圈中电流产生的磁场c.利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流d.给线圈通电的同时，给炉内金属也通了电【解析】高频感应炉的原理是：给线圈通以高频交变电流后，线圈产生高频变化的磁场，磁场穿过金属，在金属内产生涡流，由于电流的热效应，可使金属熔化，故只有c正确.【答案】c7.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】若磁场相对于导体(或线圈或螺线管)运动，则在导体中会产生感应电流，感应电流使导体受到安培力的作用，由楞次定律、安培定则、左手定则可总结如下规律：感应电流所受安培力总是阻碍引起感应电流的导体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选项是正确的.【答案】bc8.如图所示，a、b为大小、形状均相同且内壁均光滑，但制造材料不同的两个圆管，都竖直固定在同一水平面上.两个完全相同的磁性小球，同时从管a、b上端的管口无初速度释放，穿过a管的小球比穿过b管的小球先落到地面.则下列对两管的描述中，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】磁性小球在通过金属圆管的过程中，将圆管看做是由许多金属圆环组成的，小球的磁场使每个圆环中产生感应电流.根据楞次定律，该电流阻碍磁性小球的下落，小球向下运动的加速度将小于只受空气阻力时的加速度；磁性小球不能使塑料、胶木等非金属材料中产生感应电流，小球在下落过程中只受空气阻力，因此穿过塑料、胶木圆管的时间比穿过金属圆管的时间短.故选ad.【答案】ad9.如图，磁场垂直于纸面，磁感应强度在竖直方向均匀分布，水平方向非均匀分布.一铜制圆环用丝线悬挂于o点，将圆环拉至位置a后无初速释放，在圆环从a摆向b的过程中（ ）a.感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针b.感应电流方向一直是逆时针c.安培力方向始终与速度方向相反d.安培力方向始终沿水平方向【解析】圆环从位置a运动到磁场分界线前，磁通量向里增大，感应电流为逆时针；跨越分界线过程中，磁通量由向里最大变为向外最大，感应电流为顺时针；再摆到b的过程中，磁通量向外减小，感应电流为逆时针，所以选a；由于圆环所在处的磁场，上下对称，所受安培力竖直方向平衡，因此总的安培力沿水平方向，故d正确.【答案】ad10.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线下半部分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(图中虚线所示)，一个金属块从抛物线上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（ ）a.mgb b.mv2mgbc.mg(ba) d.mv2mg(ba)【解析】金属块在进出磁场过程中要产生感应电流，感应电流转化为热能，机械能要减少，上升的最大高度不断降低，最后刚好滑不出磁场后，就做往复运动永不停止，根据能量转化与守恒，整个过程中产生的焦耳热应等于机械能的损失，即：qemv2mg(ba)，故d正确.【答案】d11.弹簧上端固定，下端悬挂一根磁铁.将磁铁托起到某一高度后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下.如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈，使磁铁上下振动时穿过它(如图所示)，磁铁就会很快地停下，解释这个现象，并说明此现象中能量转化的情况.【解析】本题考查电磁阻尼及能量转化情况.当磁铁穿过固定的闭合线圈时，在闭合线圈中会产生感应电流，感应电流的磁场会阻碍磁铁和线圈靠近或离开，也就使磁铁振动时除了空气阻力外，还有线圈的磁场力作为阻力，克服阻力需要做的功较多，弹簧振子的机械能损失较快，因而会很快停下.12.如图所示是利用高频交流电焊接自行车零件的原理示意图，其中外圈a是通高频交流电的线圈，b是自行车零件，a是待焊接口，焊接时接口两端接触在一起，当a中通有交变电流时，b中会产生感应电流，使得接口处金属熔化焊接起. (1)试分析说明，焊接的快慢与交变电流的频率有什么关系？(2)试解释说明，为什么焊接过程中，接口a处被熔化而零件其他部分并不很热？【解析】(1)线