2024-2025學年高中物理課時作業(yè)6渦流現(xiàn)象及其應用含解析粵教版選修3-2

PAGE5-課時分層作業(yè)(六)(時間：40分鐘分值：100分)[基礎達標練]選擇題(本題共8小題，每小題6分)1．下列關于渦流的說法中正確的是()A．渦流跟平常常見的感應電流一樣，都是因為穿過導體的磁通量改變而產(chǎn)生的B．渦流不是感應電流，而是一種有別于感應電流的特別電流C．渦流有熱效應，但沒有磁效應D．在硅鋼中不能產(chǎn)生渦流A[渦流本質(zhì)上是感應電流，是自身構(gòu)成回路，在穿過導體的磁通量改變時產(chǎn)生的，所以A正確，B錯誤；渦流不僅有熱效應，同其他電流一樣也有磁效應，C錯誤；硅鋼電阻率大，產(chǎn)生的渦流較小，但仍能產(chǎn)生渦流，D錯誤．]2．(多選)下列磁場垂直加在金屬圓盤上能產(chǎn)生渦流的是()ABCDBCD[只有改變的磁場才會使圓盤產(chǎn)生渦流．故選B、C、D.]3．安檢門是一個用于平安檢查的“門”，“門框”內(nèi)有線圈，線圈里通有交變電流，交變電流在“門”內(nèi)產(chǎn)生交變磁場，金屬物品通過“門”時能產(chǎn)生渦流，渦流的磁場又反過來影響線圈中的電流，從而引起報警．關于這個安檢門的以下說法不正確的是()A．這個安檢門也能檢查出毒品攜帶者B．這個安檢門只能檢查出金屬物品攜帶者C．假如這個“門框”的線圈中通上恒定電流，則不能檢查出金屬物品攜帶者D．這個安檢門工作時，既利用了電磁感應現(xiàn)象，又利用了電流的磁效應A[這個安檢門是利用渦流工作的，因而只能檢查金屬物品攜帶者，A錯誤，B正確；若“門框”的線圈中通上恒定電流，只能產(chǎn)生恒定磁場，它不能使塊狀金屬產(chǎn)生電流，因而不能檢查出金屬物品攜帶者，C正確；安檢門工作時，既利用了電磁感應現(xiàn)象，又利用了電流的磁效應，D正確．]4．如圖所示，在光滑絕緣水平面上，有一鋁質(zhì)圓形金屬球以肯定的初速度通過有界勻強磁場，則從球起先進入磁場到完全穿出磁場過程中(磁場寬度大于金屬球的直徑)，金屬球()A．整個過程勻速運動B．進入磁場過程中金屬球做減速運動，穿出過程做加速運動C．整個過程都做勻減速運動D．穿出時的速度肯定小于初速度D[在進入磁場和穿出磁場兩個過程中，金屬球均由于渦流而受到阻力作用，由能量守恒知，穿出時的速度肯定小于初速度，故D正確．]5．(多選)在大型用電系統(tǒng)中，都配有變壓器，通過互感可以把交變電流進行升壓和降壓．如圖所示，變壓器的線圈中都有鐵芯，鐵芯往往都是用薄硅鋼片疊壓而成的，而不是采納一整塊硅鋼，這樣做的目的是()A．硅鋼電阻率大，用薄硅鋼片疊壓成鐵芯，使鐵芯電阻增大，削減變壓器工作時產(chǎn)生的熱量B．硅鋼電阻率小，用薄硅鋼片疊壓成鐵芯，使鐵芯電阻減小，削減變壓器工作時產(chǎn)生的熱量C．增大渦流發(fā)熱，提高變壓器的效率D．削減渦流發(fā)熱，提高變壓器的效率AD[硅鋼材料的電阻率大，且采納薄硅鋼片，增大了鐵芯中的電阻，阻斷了渦流回路，變壓器工作時產(chǎn)生的渦流的發(fā)熱量大大削減，削減了電能損失，提高了變壓器的效率，所以A、D正確．]6.(多選)如圖所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通溝通電源，過了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來．若要縮短上述加熱時間，下列措施可行的有()A．增加線圈的匝數(shù)B．提高溝通電源的頻率C．將金屬杯換為瓷杯D．取走線圈中的鐵芯AB[利用法拉第電磁感應定律和渦電流解題．當接通溝通電源時，金屬杯處在改變的磁場中產(chǎn)生渦電流發(fā)熱，使水溫上升．要縮短加熱時間，需增大渦電流，即增大感應電動勢或減小電阻．增加線圈匝數(shù)、提高交變電流的頻率都是為了增大感應電動勢．瓷杯不能產(chǎn)生渦電流，取走鐵芯會導致磁性減弱．所以選項A、B正確，選項C、D錯誤．]7.(多選)如圖所示為某型號手持式封口機的照片，其機箱可供應高頻溝通電．運用時，只要將待封口的塑料罐擰上蓋子，然后置于封口加熱頭的下方，按下電源開關1～2s，蓋子內(nèi)層的鋁箔瞬間產(chǎn)生高熱，然后融合在瓶口上，達到封口的效果．下列有關說法合理的是()A．其封口加熱頭內(nèi)部肯定有電熱絲B．其封口加熱頭內(nèi)部肯定有高頻線圈C．該機的主要工作原理是電磁感應D．鋁箔產(chǎn)生高熱的緣由是熱輻射[答案]BC8.如圖所示，閉合導線環(huán)和條形磁鐵都可以繞水平的中心軸OO′自由轉(zhuǎn)動，起先時磁鐵和圓環(huán)都靜止在豎直平面內(nèi)，若條形磁鐵突然繞OO′軸，N極向紙里、S極向紙外轉(zhuǎn)動，在此過程中圓環(huán)將()A．產(chǎn)生逆時針方向的感應電流，圓環(huán)上端向里、下端向外隨磁鐵轉(zhuǎn)動B．產(chǎn)生順時針方向的感應電流，圓環(huán)上端向外、下端向里轉(zhuǎn)動C．產(chǎn)生逆時針方向的感應電流，圓環(huán)并不轉(zhuǎn)動D．產(chǎn)生順時針方向的感應電流，圓環(huán)并不轉(zhuǎn)動A[磁鐵轉(zhuǎn)動時，環(huán)中穿過環(huán)向里的磁通量增加，依據(jù)楞次定律，環(huán)中產(chǎn)生逆時針方向的感應電流．磁鐵轉(zhuǎn)動時，為阻礙磁通量的改變，導線環(huán)與磁鐵同向轉(zhuǎn)動，所以選項A正確．][實力提升練]一、選擇題(本題共6小題，每小題6分)1．甲、乙兩個完全相同的銅環(huán)可繞固定軸OO′旋轉(zhuǎn)，當給以相同的初始角速度起先轉(zhuǎn)動后，由于阻力，經(jīng)相同的時間后便停止；若將環(huán)置于磁感應強度為B且大小相同的勻強磁場中，甲環(huán)的轉(zhuǎn)軸與磁場方向平行，乙環(huán)的轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直，如圖所示，當甲、乙兩環(huán)同時以相同的角速度起先轉(zhuǎn)動后，則下列推斷正確的是()甲乙A．甲環(huán)先停B．乙環(huán)先停C．兩環(huán)同時停下D．無法推斷兩環(huán)停止的先后B[甲不產(chǎn)生感應電流，乙產(chǎn)生感應電流，機械能不斷轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故先停下來．]2.如圖所示，將一根帶有絕緣漆的金屬導線按如圖所示方式纏繞在一鐵塊上，線圈中通入改變的電流時，下列說法正確的是()A．鐵塊中會產(chǎn)生感應電流B．鐵塊中不會產(chǎn)生感應電流C．鐵塊電阻很大，會產(chǎn)生很弱的感應電流D．鐵塊換為塑料塊的話，肯定會產(chǎn)生感應電流B[由于上下各一半的線圈中電流方向相反、磁場方向相反，合磁場為零，磁通量不改變，也就不會產(chǎn)生感應電流，B對，A、C、D錯．]3.(多選)如圖所示，在蹄形磁鐵的兩極間有一可以自由轉(zhuǎn)動的銅盤(不計各種摩擦)，現(xiàn)讓銅盤轉(zhuǎn)動。下面對視察到的現(xiàn)象描述及說明錯誤的是()A．銅盤中沒有感應電動勢、沒有感應電流，銅盤將始終轉(zhuǎn)動下去B．銅盤中有感應電動勢、沒有感應電流，銅盤將始終轉(zhuǎn)動下去C．銅盤中既有感應電動勢又有感應電流，銅盤將很快停下D．銅盤中既有感應電動勢又有感應電流，銅盤將越轉(zhuǎn)越快ABD[銅盤轉(zhuǎn)動時，依據(jù)法拉第電磁感應定律及楞次定律知，盤中有感應電動勢，也產(chǎn)生感應電流，并且受到阻尼作用，機械能很快轉(zhuǎn)化為電能進而轉(zhuǎn)化為焦耳熱，銅盤將很快停下，故C對，A、B、D錯．]4．如圖所示，條形磁鐵從h高處自由下落，中途穿過一個固定的空心線圈，開關S斷開時，至落地用時t1，落地時速度為v1；S閉合時，至落地用時t2，落地時速度為v2，則它們的大小關系正確的是()A．t1>t2，v1>v2 B．t1＝t2，v1＝v2C．t1<t2，v1<v2 D．t1<t2，v1>v2D[開關S斷開時，線圈中無感應電流，對磁鐵無阻礙作用，故磁鐵自由下落，a＝g；當S閉合時，線圈中有感應電流，阻礙磁鐵下落，故a<g，所以t1<t2，v1>v2.]5．(多選)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中通以低頻溝通電，它四周會產(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．當線圈L1產(chǎn)生的改變磁場透過金屬板，L2中會產(chǎn)生感應電流．由于金屬板厚度不同，汲取電磁能量強弱不同，導致L2中感應電流的強弱不同，則()A．金屬板汲取電磁能量，是由于穿過金屬板的磁場發(fā)生改變，板中產(chǎn)生渦流B．金屬板越厚，渦流越弱C．L2中產(chǎn)生的是直流電D．L2中產(chǎn)生的是與L1中同頻率的溝通電AD[當L1中通過溝通電時，依據(jù)右手螺旋定則知，穿過金屬板的磁場發(fā)生改變，從而出現(xiàn)改變的電場，導致金屬板內(nèi)產(chǎn)生渦流，進而產(chǎn)生磁場能，然后轉(zhuǎn)化成金屬板的內(nèi)能，故A正確；金屬板越厚，在改變的溝通電流作用下，產(chǎn)生的渦流越強，B錯誤；依據(jù)電磁感應規(guī)律可知，在L2中產(chǎn)生的是與L1中同頻率的溝通電，選項C錯誤，D正確．]6.光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如圖所示，拋物線的方程為y＝x2，其下半部處在一個水平方向的勻強磁場中，磁場的上邊界是y＝a的直線(如圖中的虛線所示)．一個小金屬塊從拋物線上y＝b(b>a)處以速度v沿拋物線下滑，假設曲面足夠長，則金屬塊在曲面上滑動的過程中產(chǎn)生的焦耳熱總量是()A．mgb B.eq\f(1,2)mv2C．mg(b－a) D．mg(b－a)＋eq\f(1,2)mv2D[金屬塊進出磁場時，會產(chǎn)生渦流，部分機械能轉(zhuǎn)化成焦耳熱，所能達到的最高位置越來越低，當最高位置y＝a時，由于金屬塊中的磁通量不再發(fā)生改變，金屬塊中不再產(chǎn)生渦流，機械能也不再損失，金屬塊會在磁場中往復運動，整個過程中削減的機械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即Q＝mg(b－a)＋eq\f(1,2)mv2，所以D項正確．]二、非選擇題(16分)7．如圖所示，光滑弧形軌道和一足夠長的光滑水平軌道相連，水平軌道上方有一足夠長的金屬桿，桿上掛有一光滑螺線管A.在弧形軌道上高為h的地方，無初速度釋放一磁鐵B(可視為質(zhì)點)，B下滑至水平軌道時恰好沿螺線管A的中心軸運動，設A、B的質(zhì)量分別為M、m，若最終A、B速度分別為vA、vB.(1)螺線管A將向哪個方向運動？(2)全過程中整個電路所消耗的電能是多少？[解析](1)磁鐵B向右運動時，螺線管中產(chǎn)生感應電流，感應電流產(chǎn)生電磁驅(qū)動作用，使得螺線管A向右運動．(2)全過程中，磁鐵削減的重力勢能轉(zhuǎn)化為