高中物理 .7 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動課時同步試題 -2

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第7節(jié) 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動1如圖所示是一種冶煉金屬的感應(yīng)爐的示意圖，此種感應(yīng)爐應(yīng)接怎樣的電源a直流低壓 b直流高壓 c低頻交流電 d高頻交流電【答案】d【解析】線圈中的電流做周期性的變化，在附近的導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而在導(dǎo)體中產(chǎn)生大量的熱,渦流現(xiàn)象也是電磁感應(yīng)；而交流電的頻率越大，產(chǎn)生的熱量越多，故d正確，abc錯誤。2下列實例中屬于利用渦流的是a電磁阻尼裝置b變壓器的鐵芯用薄硅鋼片疊合而成c金屬工件的高頻焊接d在日光燈電路中鎮(zhèn)流器的線圈中加入鐵芯【答案】ac【解析】塊狀金屬在磁場中運動，金屬塊內(nèi)形成渦流,渦流又形成磁場，反過來與外部磁場相互作用，從而阻礙了金

2、屬塊的運動，故a正確；不用整塊的硅鋼鐵芯，用相互絕緣的硅鋼片疊合而成，其目的是為了減小渦流，b錯誤；高頻焊接利用高頻交變電流產(chǎn)生高頻交變磁場，在焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，即利用渦流工作，c正確;線圈中加入鐵芯，是為了增強線圈的磁通量，與渦流無關(guān)，d錯誤。3實驗高中南、北校區(qū)之間要輔設(shè)一條輸電線路，該線路要橫穿兩校區(qū)之間的公路，為了保護線路不至被壓壞，必須在地下預(yù)先鋪設(shè)結(jié)實的過路鋼管,再讓輸電線從鋼管中穿過。校方將該要求在學(xué)校的物理探究小組中公布并征求電線穿管的方案。經(jīng)過遴選,目前有如圖所示的兩種方案進入最后的討論階段：甲方案是鋪設(shè)兩根鋼管，兩條輸電線分別從兩根鋼管中穿過；乙方案是只鋪設(shè)一

3、根鋼管，兩條輸電線都從這一根鋼管中穿過.如果輸電導(dǎo)線輸送的電流很強大，那么，下列討論的結(jié)果正確的是a若輸送的電流是恒定電流，甲方案是可行的，乙方案是不可行的b若輸送的電流是交變電流，乙方案是可行的,甲方案是不可行的c若輸送的電流是交變電流,甲方案是可行的，乙方案是不可行的d無論輸送的電流是恒定電流還是交變電流,甲、乙兩方案都是可行的【答案】b【解析】當(dāng)通恒定電流時,鋼管對導(dǎo)線沒有阻礙作用；當(dāng)通入交流電時，若分開套，則由于磁場的變化，導(dǎo)致鋼管中產(chǎn)生渦旋電流，便能源損耗。若甲圖通交流電，由于正弦變化的電場產(chǎn)生余弦變化的磁場，而余弦變化的磁場又產(chǎn)生正弦變化的電場，則每根鋼管中都產(chǎn)生渦旋電流；導(dǎo)致能源

4、損耗較大。若乙圖通交流電，由于兩根導(dǎo)線一根是火線，一根是零線，它們的電流方向是相反的。故相互吸引。但工程上可以將其在一根管內(nèi)做好絕緣隔離.問題在于由交流電產(chǎn)生的渦旋電流：由于兩根導(dǎo)線方向相反,所以如果它們相互足夠靠近，則它們在周圍的每一點上產(chǎn)生大小幾乎相等，方向相反的感應(yīng)電流.這樣能使渦旋電流強度減弱到很小。若甲乙兩圖通恒定電流，則都產(chǎn)生恒定的磁場，恒定的磁場不產(chǎn)生電場.因此不產(chǎn)生渦流。沒有能量損耗。因此b正確，acd錯誤?！久麕燑c睛】此題類似于課本中提到的“雙線并繞”，考查恒定電流與交流電的區(qū)別與聯(lián)系，掌握由磁場的變化，導(dǎo)致渦旋電流的產(chǎn)生，從而對電能輸送的影響.4金屬探測器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于安檢

5、場所，關(guān)于金屬探測器的論述正確的是a金屬探測器可用于食品生產(chǎn)，防止細(xì)小的砂石顆?；烊胧称分衎金屬探測器探測地雷時，探測器的線圈中產(chǎn)生渦流c金屬探測器探測金屬時，被測金屬中感應(yīng)出渦流d探測過程中金屬探測器與被測物體相對靜止與相對運動探測效果相同【答案】c【解析】金屬探測器只能探測金屬，不能用于食品生產(chǎn)，防止細(xì)小的砂石顆?；烊胧称分?，故a錯誤；金屬探測器探測金屬時，被測金屬中感應(yīng)出渦流，故b錯誤，c正確；探測過程中工作時金屬探測器應(yīng)與被測物體相對運動，相對靜止時無法得出探測效果,故d錯誤。5高頻焊接原理示意圖如圖所示，線圈通以高頻交流電，金屬工件的焊縫中就產(chǎn)生大量焦耳熱，將焊縫融化焊接，要使焊接處

6、產(chǎn)生的熱量較大可采用a增大交變電流的電壓b增大交變電流的頻率c增大焊接縫的接觸電阻d減小焊接縫的接觸電阻【答案】abc【解析】當(dāng)增大交變電流的電壓,則線圈中交流電流增大,那么磁通量變化率增大，因此產(chǎn)生感應(yīng)電動勢增大，感應(yīng)電流也增大,那么焊接時產(chǎn)生的熱量也增大，故a正確;高頻焊接利用高頻交變電流產(chǎn)生高頻交變磁場,在焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律分析可知,電流變化的頻率越高，磁通量變化頻率越高，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，感應(yīng)電流越大，焊縫處的溫度升高的越快，故b正確；增大電阻,在相同電流下，焊縫處熱功率大，溫度升的很高,故c正確，d錯誤?！久麕燑c睛】高頻焊接利用高頻交變電流產(chǎn)生

7、高頻交變磁場，在焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律分析電流變化的頻率與焊縫處的溫度升高的關(guān)系焊縫處橫截面積小,電阻大,電流相同，焊縫處熱功率大，溫度升的很高。6渦流檢測是工業(yè)上無損檢測的方法之一。如圖所示，線圈中通以一定頻率的正弦交流電，靠近待測工件時，工件內(nèi)會產(chǎn)生渦流，同時線圈中的電流受渦流影響也會發(fā)生變化。下列說法中正確的是a渦流的磁場總是要阻礙穿過工件磁通量的變化b渦流的頻率等于通入線圈的交流電頻率c通電線圈和待測工件間存在周期性變化的作用力d待測工件可以是塑料或橡膠制品【答案】abc【解析】根據(jù)楞次定律得知：感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化，故渦流

8、的磁場總是要阻礙穿過工件磁通量的變化，故a正確。感應(yīng)電流的頻率與原電流的頻率是相同的,渦流的頻率等于通入線圈的交流電頻率,故b正確;因為線圈交流電是周期變化的,故在工件中引起的交流電也是周期性變化的，可知通電線圈和待測工件間存在周期性變化的作用力,故c正確;電磁感應(yīng)只能發(fā)生在金屬物體上，故待測工件只能是金屬制品,故d錯誤.【名師點睛】該題涉及比較新穎的場景，但是所用知識為基本的楞次定律，關(guān)鍵是知道楞次定律：感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化.且感應(yīng)電流的頻率與原電流的頻率是相同的；電磁感應(yīng)只能發(fā)生在金屬物體上；此題重點考察知識遷移能力。7電磁爐熱效率高達(dá)90,爐面無明火，無煙無

9、廢氣，電磁“火力”強勁，安全可靠。如圖所示是描述電磁爐工作原理的示意圖,下列說法正確的是a當(dāng)恒定電流通過線圈時,會產(chǎn)生恒定磁場，恒定磁場越強，電磁爐加熱效果越好b電磁爐通電線圈加交流電后,在鍋底產(chǎn)生渦流，進而發(fā)熱工作c電磁爐的鍋不能用陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋，主要原因這些材料的導(dǎo)熱性能較差d在鍋和電磁爐中間放一紙板，則電磁爐不能起到加熱作用【答案】b【解析】電磁爐就是采用渦流感應(yīng)加熱原理;其內(nèi)部通過電子線路板組成部分產(chǎn)生交變磁場、當(dāng)用含鐵質(zhì)鍋具底部放置爐面時，鍋具即切割交變磁感線而在鍋具底部金屬部分產(chǎn)生渦流，使鍋具鐵分子高速無規(guī)則運動，分子互相碰撞、摩擦而產(chǎn)生熱能，用來加熱和烹飪食物,從而達(dá)到煮食的

10、目的，故a錯誤，b正確；電磁爐工作時需要在鍋底產(chǎn)生感應(yīng)電流,陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋不屬于金屬導(dǎo)體,不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，c錯誤;由于線圈產(chǎn)生的磁場能穿透紙板到達(dá)鍋底，在鍋底產(chǎn)生感應(yīng)電流，利用電流的熱效應(yīng)起到加熱作用，d錯誤。8關(guān)于渦流,下列說法中正確是冶煉爐 電磁爐 阻尼擺 硅鋼片 硅鋼片a真空冶煉爐是利用渦流來熔化金屬的裝置b家用電磁爐鍋體中的渦流是由恒定磁場產(chǎn)生的c阻尼擺擺動時產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運動d變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成能減小渦流【答案】acd【解析】用來冶煉合金鋼的真空冶煉爐，爐外有線圈，線圈中通入反復(fù)變化的電流，爐內(nèi)的金屬中產(chǎn)生渦流，渦流產(chǎn)生的熱量使金屬熔化，所以a正確;家用電

11、磁爐鍋體通的是交流電，交流電產(chǎn)生的是變化的磁場，不是恒定的磁場，故b錯誤；阻尼擺的鋁盤以一定相對速度旋轉(zhuǎn)掠過磁場時在鋁盤內(nèi)會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,因鋁盤有電阻電流做功，消耗機械能，因此產(chǎn)生阻礙鋁盤旋轉(zhuǎn)的阻尼作用,故c正確；用絕緣的硅鋼片做鐵芯,是為了減小渦流,減小能量損失，所以d正確。9低頻電渦流傳感器可用來測量自動化生產(chǎn)線上金屬板的厚度。如圖，在線圈l1中通以低頻交流電,它周圍會產(chǎn)生交變磁場，其正下方有一個與電表連接的線圈l2，金屬板置于l1、l2之間.當(dāng)線圈l1產(chǎn)生的變化磁場透過金屬板,l2中會產(chǎn)生感應(yīng)電流.由于金屬板厚度不同，吸收電磁能量強弱不同，導(dǎo)致l2中感應(yīng)電流的強弱不同,則a金屬板吸收電磁能量，是由于穿過金屬板的磁場發(fā)生變化,板中產(chǎn)生渦流b金屬板越厚,渦流越弱cl2中產(chǎn)生的是直流電dl2中產(chǎn)生的是與l1中同頻率的交流電【答案】ad【解析】當(dāng)l1中通過有交流電時，根據(jù)右手螺旋定則可知，穿過金屬板的磁場發(fā)生變化,從而出現(xiàn)變化的電場,導(dǎo)致金屬板