2013年高中物理 电子题库 第四章第七节知能演练轻松闯关 新人教版选修3-2

1 20132013 年人教版物理选修年人教版物理选修 3 23 2 电子题库电子题库 第四章第七节知能演练轻松第四章第七节知能演练轻松 闯关闯关 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 选 A 涡流本质上是感应电流 是导体自身构成回路 在穿过导体的磁通量变化时产 生的 所以 A 对 B 错 涡流不仅有热效应 同其他电流一样也有磁效应 C 错 硅钢电阻 率大 产生的涡流较小 但仍能产生涡流 D 错 2 2012 重庆南开中学高二检测 某兴趣小组在废旧的功放机内拆卸了一个变压器 拆开 后发现铁芯都是用薄的硅钢片叠压而成 而不是采用一整块硅钢 对于这样做的目的 小 组内展开了激烈的讨论 同学们最终提出以下四个观点 你认为正确的是 A 硅钢电阻率小 用薄硅钢片叠压成铁芯 减小了铁芯电阻 减少变压器工作时产生的热 量 B 硅钢电阻率大 用薄硅钢片叠压成铁芯 增大了铁芯电阻 减少变压器工作时产生的热 量 C 减小涡流发热 提高变压器的效率 D 减小铁芯质量 降低成本 解析 选 BC 硅钢电阻率大 用薄硅钢片叠压成铁芯 增大了铁芯电阻 减小涡流发热 选项 AD 错误 BC 正确 3 图 4 7 9 2012 扬州中学高二检测 如图 4 7 9 所示 在一蹄形磁铁下面放一个铜盘 铜盘和磁 铁均可以自由绕OO 轴转动 两磁极靠近铜盘 但不接触 当磁铁绕轴转动时 铜盘将 A 以相同的转速与磁铁同向转动 B 以较小的转速与磁铁同向转动 C 以相同的转速与磁铁反向转动 D 静止不动 解析 选 B 因磁铁的转动 引起铜盘中磁通量发生变化而产生感应电流 进而受安培力作 2 用而发生转动 由楞次定律可知安培力的作用阻碍相对运动 所以铜盘与磁铁同向转动 又由产生电磁感应的条件可知 铜盘中能产生电流的条件必须是磁通量发生变化 故要求 铜盘转动方向与磁铁相同而转速小 不能同步转动 所以正确选项是 B 4 图 4 7 10 如图 4 7 10 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 图 4 7 11 如图 4 7 11 所示 闭合金属环从光滑曲面上h高处滚下 又沿曲面的另一侧上升 设环 的初速度为 0 不计摩擦 曲面处在图中磁场中 则 A 若是匀强磁场 环滚上的高度小于h B 若是匀强磁场 环滚上的高度等于h C 若是非匀强磁场 环滚上的高度等于h D 若是非匀强磁场 环滚上的高度小于h 解析 选 BD 若磁场为匀强磁场 穿过环的磁通量不变 不产生感应电流 即无机械能向 电能转化 机械能守恒 故 A 错 B 正确 若磁场为非匀强磁场 环内要产生电能 机械 能减少 故 C 错 D 正确 一 选择题 1 图 4 7 12 某磁场磁感线如图 4 7 12 所示 有一铜盘自图示A位置落至B位置 在下落过程中 自 3 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 先顺时针再逆时针 D 先逆时针再顺时针 解析 选 C 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 此过程中穿过铜盘的磁通量的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 此过程中穿过铜盘的磁通量的方向向上且不断减小 由楞次定律可判断感应 电流方向 自上向下看 是逆时针的 故 C 选项正确 2 如图 4 7 13 所示是高频焊接原理示意图 线圈中通以高频变化的电流时 待焊接的金 属工件中就产生感应电流 感应电流通过焊缝处产生大量热量 将金属熔化 把工件焊接 在一起 而工件其他部分发热很少 以下说法正确的是 图 4 7 13 A 交流电的频率越高 焊缝处的温度升高得越快 B 交流电的频率越低 焊缝处的温度升高得越快 C 工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小 D 工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大 解析 选 AD 交流电频率越高 则产生的感应电流越强 升温越快 工件电流相同 即电 阻大 温度高 放热多 3 图 4 7 14 如图 4 7 14 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 线圈转动时将产生大小 方向周期性变化的电流 D 线圈转动时感应电流的方向始终是abcd 解析 选 BC 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 中产生大小 方向周期性变化的电流 故 C 对 D 错 由楞次定律的推广含义可知 线圈 将与磁铁同向转动 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 磁感线与线圈处于相对静止 线圈不切割磁感线 无感应电流产生 4 4 2012 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 同的初始角速度开始转动后 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 4 7 15 所示 当甲 乙两环同时以相同的角速度开始转动后 则下列判断正确的是 图 4 7 15 A 甲环先停 B 乙环先停 C 两环同时停下 D 无法判断两环停止的先后顺序 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 B 对 5 图 4 7 16 如图 4 7 16 所示 在O点正下方有一个具有理想边界的磁场 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 铜环将做等幅摆动 解析 选 B 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 将损耗一定的机械能 所以A点高于B点 6 如图 4 7 17 所示 使一个铜盘绕其竖直的轴OO 转动 且假设摩擦等阻力不计 转 动是匀速的 现把一个蹄形磁铁移近铜盘 则 图 4 7 17 A 铜盘转动将变慢 B 铜盘转动将变快 C 铜盘仍以原来的转速转动 D 铜盘的转动速度是否变化 要根据磁铁的上下两端的极性来决定 5 解析 选 A 当一个蹄形磁铁移近铜盘时 铜盘转动切割磁感线 产生感应电流 由楞次定 律可知铜盘受的安培力阻碍其相对运动 所以铜盘的转动将变慢 本题也可以从能量守恒 的角度去分析 因为铜盘转动切割磁感线 产生感应电流 铜盘的机械能不断转化成电能 铜盘转动会逐渐变慢 故正确选项为 A 7 图 4 7 18 如图 4 7 18 所示 ABCD是一小金属块 用一根绝缘细杆挂在固定点O 使金属块绕竖直 线OO 来回摆动 穿过水平方向的匀强磁场区域 磁感线方向与纸面垂直 若摩擦和空气 阻力均不计 则 A 金属块进入或离开磁场区域时 都会产生感应电流 B 金属块完全进入磁场区域后 金属块中无感应电流 C 金属块开始摆动后 摆角会越来越小 摆角小到某一值后将不再减小 D 金属块摆动过程中 机械能会完全转化为金属块中产生的电能 解析 选 ABC 在小金属块进入或离开磁场时有感应电流产生 完全进入磁场后无感应电流 故可知小金属块最终将做一个等幅摆动 8 图 4 7 19 如图 4 7 19 所示 一条形磁铁从静止开始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 9 图 4 7 20 2012 泉州五中高二月考 在水平放置的光滑导轨上 沿导轨固定一个条形磁铁 如图 4 7 20 所示 现有铜 铝和有机玻璃制成的滑块甲 乙 丙 使它们从导轨上的A点以 某一初速度向磁铁滑去 各滑块在未接触磁铁前的运动情况将是 A 都做匀速运动 B 甲 乙做加速运动 6 C 甲 乙做减速运动 D 乙 丙做匀速运动 解析 选 C 铜块 铝块向磁铁靠近时 穿过它们的磁通量发生了变化 因此在其内部产生 涡流 反过来涡流产生的感应磁场对原磁场的变化起阻碍作用 所以铜块和铝块向磁铁运 动时会受阻而减速 所以选项 C 正确 有机玻璃为非金属 不产生涡流现象 如图 4 7 21 所示A B为大小 形状均相同且内壁光滑但用不同材料制成的圆管 竖 10 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 图 4 7 21 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 将圆管看做由许多金属圆环组成 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 小球仍然做自由落体运动 穿过塑料 胶木圆管的时间比穿过金属圆管的时间短 故 选 A D 二 非选择题 如图 4 7 22 所示 电阻为R 质量为m的矩形导线框ABCD自某一高度自由落下 通 11 过一有界的匀强磁场 若线框恰好以恒定速度通过磁场 在不计空气阻力的情况下 线框 中产生的焦耳热是多少 已知AB CD边长均为l AD BC边长均为h 磁场区域宽度为h 图 4 7 22 解析 法一 以矩形导线框为研究对象 设线框匀速运动的速度为v 则线框穿过磁场的 时间t 2h v 由平衡条件可知 线框匀速穿过磁场时 所受重力与安培力大小相等 设线框中的电流为 I 则有 BIl mg 由闭合电路欧姆定律 有I E R Blv R 由焦耳定律 可知线框中产生的热量 Q I2Rt R 2 B lh 2BIlh 2mgh B2l2v2 R2 2h v Blv R 法二 由能量转化与守恒定律可知 线框匀速通过磁场时 重力做的功全部转化为焦耳热 7 因线框重心下降的距离是 2h 所以Q mg 2h 答案 2mgh 12 图 4 7 23 2012 合肥一中高二检测 如图 4 7 23 所示 质量为m 100 g 的铝环 用细线悬挂起 来 环中央距地面高度h 0 8 m 有一质量为M 200 g 的小磁铁 长度可忽略 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