2019-2020年高中物理 1.3電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用知能優(yōu)化訓(xùn)練 魯科版選修3-21下列對渦流的認(rèn)識，不正確的是()A大塊金屬中無感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，直接產(chǎn)生了渦流B渦流對生產(chǎn)和實驗既有利又有危害C渦流的形成是遵從電磁感應(yīng)規(guī)律的D渦流的主要效應(yīng)是電流的熱效應(yīng)和磁效應(yīng)解析：選A.渦流是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象，同樣遵從電磁感應(yīng)規(guī)律，是一種自成回路的旋渦電流，由閉合電路歐姆定律可知，有電流必有電動勢，故A錯，C正確由于整塊金屬導(dǎo)體的電阻一般情況下很小，所以產(chǎn)生的渦流很大，因而其熱效應(yīng)和磁效應(yīng)很明顯，渦流的熱效應(yīng)可以用來加熱或冶煉金屬，但有時也產(chǎn)生危害，如使某些元件發(fā)熱，故渦流既有有利的一面，也有不利的一面，所以B、D均正確，故選A.2關(guān)于磁卡，下列說法正確的是()A記錄信息時，是利用的電磁感應(yīng)原理B讀取數(shù)據(jù)時，是利用的電流的磁效應(yīng)C磁卡上涂有磁性材料，數(shù)據(jù)就記錄在這層磁性材料上D以上說法都不對解析：選C.磁卡記錄信息時，是利用的電流的磁效應(yīng)，讀取信息時，是利用的電磁感應(yīng)原理，所以A、B均錯誤，磁卡上涂有磁性材料被不同程度地磁化而記錄下信息，所以C對，D項錯誤3高頻感應(yīng)爐是用來熔化金屬對其進(jìn)行冶煉的，圖135所示為高頻感應(yīng)爐的示意圖冶煉鍋內(nèi)被裝入冶煉的金屬，線圈通入高頻交變電流，這種冶煉方法速度快，溫度容易控制，并能避免有害雜質(zhì)混入被煉金屬中，因此適于冶煉特種金屬該爐的加熱原理是()圖135A利用線圈中電流產(chǎn)生的焦耳熱B利用紅外線C利用交變電流的磁場在冶煉鍋內(nèi)金屬中產(chǎn)生的渦流D利用交變電流的交變磁場所激發(fā)的電磁場解析：選C.高頻感應(yīng)爐是利用了電磁感應(yīng)的原理，給線圈通入高頻交變電流后，冶煉鍋內(nèi)待冶煉的金屬在快速變化的磁場中被感應(yīng)出很強(qiáng)的渦流，從而產(chǎn)生大量的熱量使金屬熔化4動圈式話筒和動圈式揚(yáng)聲器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)相似，下列有關(guān)它們的工作原理敘述正確的是()話筒是應(yīng)用了電磁感應(yīng)原理工作的話筒是應(yīng)用了電流的磁效應(yīng)原理工作的揚(yáng)聲器是應(yīng)用了電磁感應(yīng)原理工作的揚(yáng)聲器是應(yīng)用了電流的磁效應(yīng)原理工作的A BC D解析：選B.揚(yáng)聲器的工作原理是：音頻電流通過處在磁場中的音圈(線圈)，電流受到磁場力而引起振動，發(fā)出聲音，利用了電流的磁效應(yīng)話筒的工作原理是：聲音引起膜片在磁場中振動，產(chǎn)生隨之變化的感應(yīng)電流，其原理是電磁感應(yīng)5在現(xiàn)代家庭的廚房中，電磁爐(如圖136甲)是家庭主婦非常青睞的炊具，它具有熱效率高、溫控準(zhǔn)確、安全性好、清潔衛(wèi)生等特點利用以下材料并結(jié)合已學(xué)習(xí)的電磁學(xué)知識分析、討論相關(guān)問題圖136如圖乙所示是描述電磁爐工作原理的示意圖爐子的內(nèi)部有一個金屬線圈，當(dāng)電流通過線圈時，會產(chǎn)生磁場，這個磁場的大小和方向是隨電流不斷變化的，這個變化的磁場又會使放在電磁爐上面的鐵質(zhì)(或鋼質(zhì))鍋底內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于鍋底有電阻，所以感應(yīng)電流又會在鍋底產(chǎn)生熱效應(yīng)，這些熱能便能起到加熱物體的作用從而煮食因為電磁爐是由電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流，利用電流的熱效應(yīng)產(chǎn)生熱量，所以不是所有的鍋或器具都適用適合放在電磁爐上烹飪的器具有：不銹鋼鍋、不銹鋼壺、平底鐵鍋；不適用的有：陶瓷鍋、耐熱玻璃鍋、鋁鍋、銅鍋等綜合以上材料分析以下問題：(1)在電磁爐加熱食物的過程中涉及的物理原理有(回答三個即可)：_；_；_.(2)電磁爐的鍋不能用陶瓷鍋、耐熱玻璃鍋的原因是_；電磁爐所用的鍋不能用鋁鍋、銅鍋的原因是_(3)在鍋和電磁爐中間放一紙板，則電磁爐還能起到加熱作用嗎？為什么？解析：(1)電流的磁效應(yīng)(或電生磁)；電磁感應(yīng)現(xiàn)象(或磁生電)；電流的熱效應(yīng)(或焦耳定律)(2)陶瓷和玻璃是絕緣體，不能產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象；鋁、銅的導(dǎo)磁性太差，效率低(3)能起到加熱作用，因為線圈產(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)起到加熱作用答案：見解析一、單項選擇題1下列哪些儀器不是利用渦流工作的()A電磁爐B微波爐C金屬探測器 D真空冶煉爐解析：選B.微波爐是利用微波能量易被水吸收的原理達(dá)到加熱食物的目的，不是利用渦流工作的故應(yīng)選B.2下列做法中可能產(chǎn)生渦流的是()A把金屬塊放在勻強(qiáng)磁場中B讓金屬塊在勻強(qiáng)磁場中勻速運(yùn)動C讓金屬塊在勻強(qiáng)磁場中做變速運(yùn)動D把金屬塊放在變化的磁場中解析：選D.渦流就是整個金屬塊中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，所以產(chǎn)生渦流的條件就是在金屬塊中產(chǎn)生感應(yīng)電流，即穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變化而A、B、C中磁通量不變化，所以A、B、C錯誤；把金屬塊放在變化的磁場中時，穿過金屬塊的磁通量發(fā)生了變化，有渦流產(chǎn)生，所以D正確3關(guān)于真空冶煉和電熨斗的說法正確的是()A它們都是只利用電流的熱效應(yīng)原理工作的B它們都是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的渦流工作的C前者是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的渦流及電流的熱效應(yīng)工作的，后者是利用電流的熱效應(yīng)工作的D前者利用的是變化的電流，后者利用的是恒定的電流解析：選C.真空冶煉是利用渦流及電流的熱效應(yīng)，電熨斗利用電流的熱效應(yīng)，所以真空冶煉需要變化的交流電產(chǎn)生變化的磁場，電熨斗可用直流電也可用交流電，應(yīng)選C.4在電磁爐使用過程中，以下說法正確的是()A線圈產(chǎn)生熱量給食物加熱B電磁爐不消耗電能C電磁爐通過線圈把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌瞿?，在形成渦流過程中，又把磁場能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D在電磁爐和感應(yīng)爐中都不遵守能量守恒定律解析：選C.在電磁爐使用過程中，是鍋底的渦流產(chǎn)生熱給食物加熱，故選項A錯；電磁爐通過電流時，因其各構(gòu)件工作，也會消耗部分電能，故B錯；C項描述的能量轉(zhuǎn)化過程完全正確；任何物理過程都要遵守能量守恒定律，故D項錯誤5. 如圖137所示，在光滑絕緣水平面上，有一鋁質(zhì)金屬球以一定的初速度通過有界勻強(qiáng)磁場，則從球開始進(jìn)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)，小球(圖137A整個過程勻速B進(jìn)入磁場過程中做減速運(yùn)動，穿出過程做加速運(yùn)動C整個過程都做勻減速運(yùn)動D穿出時的速度一定小于初速度解析：選D.鋁球進(jìn)入和穿出磁場時穿過鋁球的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生渦流，產(chǎn)生熱量，動能減少，故選D項6關(guān)于磁卡在記錄信息和讀取信息過程中的主要工作原理，下列說法正確的是()A讀取信息過程是電磁感應(yīng)；記錄信息過程是電流的磁效應(yīng)B記錄信息過程是電磁感應(yīng)；讀取信息過程是電流的磁效應(yīng)C記錄信息和讀取信息過程都是電磁感應(yīng)D記錄信息和讀取信息過程都是磁場對電流的作用解析：選A.根據(jù)磁卡的工作原理知，記錄信息時是電流的磁效應(yīng)，讀卡時是電磁感應(yīng)，故選項A正確7如圖138所示，A、B兩圖是把帶絕緣層的線圈繞在軟鐵上，C、D兩圖是把帶絕緣層的線圈繞在有機(jī)玻璃上，則能產(chǎn)生渦流的是()圖138解析：選A.只有穿過整個導(dǎo)體的磁通量發(fā)生變化，才產(chǎn)生渦流，B錯在是直流電源，C、D不是導(dǎo)體8機(jī)場的安檢門可以利用渦流探測人身上攜帶的金屬物品，安檢門中接有線圈，線圈中通以交變電流關(guān)于其工作原理，以下說法正確的是()A人身上攜帶的金屬物品會被地磁場磁化，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流B人體在線圈交變電流產(chǎn)生的磁場中運(yùn)動，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢并在金屬物品中產(chǎn)生感應(yīng)電流C線圈產(chǎn)生的交變磁場不會在金屬物品中產(chǎn)生交變的感應(yīng)電流D金屬物品中感應(yīng)電流產(chǎn)生的交變磁場會在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流解析：選D.一般金屬物品不一定能被磁化，且地磁場很弱，即使金屬物品被磁化磁性也很弱；作為導(dǎo)體的人體電阻很大，且一般不會與金屬物品構(gòu)成回路，故A、B選項錯誤；安檢門利用渦流探測金屬物品的工作原理是：線圈中交變電流產(chǎn)生交變磁場，使金屬物品中產(chǎn)生渦流，故C錯誤；該渦流產(chǎn)生的磁場又會在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，而線圈中交變電流的變化可以被檢測，故D正確9. 如圖139所示，在O點正下方有一個具有理想邊界的磁場，銅環(huán)在A點由靜止釋放，向右擺至最高點B，不考慮空氣阻力，則下列說法正確的是()圖139AA與B兩點位于同一水平線BA點高于B點CA點低于B點D銅環(huán)將做等幅擺動解析：選B.銅環(huán)在進(jìn)入和穿出磁場過程中，穿過環(huán)的磁通量發(fā)生變化，環(huán)中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，環(huán)中電能增加，機(jī)械能減小，故B點高度低于A點高度，選項B正確10光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如圖1310所示，拋物線的方程是yx2，下半部處在一個水平方向的勻強(qiáng)磁場中磁場的上邊界是ya的直線(圖中的虛線所示)，一個小金屬塊從拋物線上yb(b>a)處以初速度v沿拋物線下滑假設(shè)拋物線足夠長，金屬塊沿拋物線下滑后產(chǎn)生的焦耳熱總量是() 圖1310 Amgb B.mv2 Cmg(ba) Dmg(ba)mv2解析：選D.金屬塊進(jìn)出磁場時會產(chǎn)生焦耳熱，損失機(jī)械能而使金屬塊所能達(dá)到的最高位置越來越低，當(dāng)金屬塊所能達(dá)到的最高位置為ya時，金屬塊不再進(jìn)出磁場，不再產(chǎn)生焦耳熱金屬塊機(jī)械能不再損失，在磁場中往復(fù)運(yùn)動由于金屬塊減少的動能和重力勢能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以Q|EpEk|mg(ba)mv2.二、非選擇題11. 如圖1311所示，把一個金屬板放在蹄形磁鐵的兩磁極之間，蹄形磁鐵和金屬板都可以繞OO軸轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)動蹄形磁鐵時，金屬板也跟著轉(zhuǎn)動起來，請解釋這種現(xiàn)象圖1311解析：當(dāng)蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動時，穿過金屬板的磁通量就發(fā)生變化例如，金屬板處于圖示的初始狀態(tài)時，穿過金屬板的磁通量為零，蹄形磁鐵一轉(zhuǎn)動，穿過板中的磁通量就增加了，此時板中就有感應(yīng)電流(渦流)產(chǎn)生，就要受安培力的作用，使其與磁鐵沿相同的方向轉(zhuǎn)動答案：見解析12在科技館中?？吹竭@樣的表演：一根長1 m左右的空心鋁管豎直放置(圖1312甲)，把一枚磁性很強(qiáng)的小圓片從鋁管上端放入管口，圓片直徑略小于鋁管的內(nèi)徑從一般經(jīng)驗來看，小圓片自由落下1 m左右的時間不會超過0.5 s但把小圓片從上端管口放入管中后，過了許久才從鋁管下端落出小圓片在管內(nèi)運(yùn)動時，沒有感覺到它跟鋁管內(nèi)壁發(fā)生摩擦，把小圓片靠著鋁管，也不見它們相互吸引是什么原因使小圓片在鋁管中緩慢下落呢？如果換用一條有裂縫的鋁管(圖乙)，圓片在鋁管中下落的速度就快多了這又是為什么？ 圖1312解析：磁性小圓片在鋁管中下落過程中，穿過圓筒任一截面的磁通量發(fā)生變化，故鋁管中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，此感應(yīng)電流會阻礙磁片下落而有裂縫的鋁管在任一截面回路均為開路，不會形成感應(yīng)電流，因而不阻礙磁片下落答案：見解析