高中物理 第1章 電磁感應(yīng)與現(xiàn)代生活 1_6 渦流現(xiàn)象與電磁灶學(xué)業(yè)分層測評 滬科版選修3-2
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1.6 渦流現(xiàn)象與電磁灶 (建議用時:45分鐘)學(xué)業(yè)達標1.電磁灶的加熱原理是渦流現(xiàn)象,下列哪種鍋體適用于電磁灶加熱()A.不銹鋼鍋體B.玻璃鍋體C.塑料鍋體D.陶瓷鍋體【解析】因為加熱原理是渦流,首先考慮鍋體應(yīng)該是導(dǎo)體,只有導(dǎo)體才能產(chǎn)生較強的渦流,這里不考慮食物本身產(chǎn)生渦流,因為食物的導(dǎo)電性能太差了.【答案】A2.如圖167所示,教室正南面的鋼窗原來是關(guān)著的,現(xiàn)在將其中一扇鋼窗迅速朝外推開,從室內(nèi)觀察則鋼窗中() 【導(dǎo)學(xué)號:72000048】圖167A.不會產(chǎn)生感應(yīng)電流B.會產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流方向為順時針方向C.會產(chǎn)生感應(yīng)電流,電流方向為逆時針方向D.會產(chǎn)生感應(yīng)電流,但是電流方向無法判定【解析】地理南極為地磁場的N極,磁感線分布如圖所示,打開窗子的過程中,通過窗子的磁通量減小,由楞次定律可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向為逆時針方向.【答案】C3.(多選)磁電式儀表的線圈通常用鋁框作為骨架,把線圈繞在鋁框上,這樣做的目的是()A.防止渦流B.利用渦流C.起電磁阻尼的作用D.起電磁驅(qū)動的作用【解析】線圈通電后,在安培力作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動,鋁框隨之轉(zhuǎn)動,并切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流即渦流,渦流阻礙線圈的轉(zhuǎn)動,使線圈偏轉(zhuǎn)后盡快停下來.所以,這樣做的目的是利用渦流來起到電磁阻尼的作用.【答案】BC4.在一個繞有線圈的可拆變壓器鐵芯上分別放一小鐵鍋水和一玻璃杯水.給線圈通入電流,一段時間后,一個容器中水溫升高很明顯,而另一個容器中的水溫升高不明顯,則通入的電流與水溫升高明顯的是()A.恒定直流、小鐵鍋B.恒定直流、玻璃杯C.變化的電流、小鐵鍋 D.變化的電流、玻璃杯【解析】通入恒定直流時,所產(chǎn)生的磁場不變,不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,通入變化的電流,所產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化.在空間產(chǎn)生感生電場,小鐵鍋是導(dǎo)體,感生電場在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流,電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,使水溫升高明顯;渦流是由變化的磁場在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的,所以玻璃杯中的水溫升高不明顯.【答案】C5.(多選)變壓器的鐵心是利用薄硅鋼片疊壓而成的.而不是采用一整塊硅鋼,這是為了()A.增大渦流,提高變壓器的效率B.減小渦流,提高變壓器的效率C.增大鐵心中的電阻,以產(chǎn)生更多的熱量D.增大鐵心中的電阻,以減小發(fā)熱量【解析】不使用整塊硅鋼而是采用很薄的硅鋼片,這樣做的目的是增大鐵心中的電阻,減小渦流;減少電能轉(zhuǎn)化成鐵心的內(nèi)能,提高效率,是為了防止渦流而采取的措施,故選B、D.【答案】BD6.如圖168所示,光滑水平絕緣面上有兩個金屬環(huán)靜止在平面上,環(huán)1豎直、環(huán)2水平放置,均處于中間分割線上,在平面中間分割線正上方有一條形磁鐵,當磁鐵沿中間分割線向右運動時,下列說法正確的是()圖168A.兩環(huán)都向右運動B.兩環(huán)都向左運動C.環(huán)1靜止,環(huán)2向右運動D.兩環(huán)都靜止【解析】條形磁鐵向右運動時,環(huán)1中磁通量保持為零不變,無感應(yīng)電流,仍靜止.環(huán)2中磁通量變化,根據(jù)楞次定律,為阻礙磁通量的變化,感應(yīng)電流的效果使環(huán)2向右運動.【答案】C7.如圖169所示,在光滑絕緣水平面上,有一鋁質(zhì)圓形金屬球以一定的初速度通過有界勻強磁場,則從球開始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),小球()圖169A.整個過程做勻速運動B.進入磁場過程中做減速運動,穿出過程中做加速運動C.整個過程都做勻減速運動D.穿出時的速度一定小于初速度【解析】小球的運動主要有兩個階段.一是球進入磁場的過程,由于穿過小球的磁通量增加,在球內(nèi)垂直于磁場的平面上產(chǎn)生渦流,有電能產(chǎn)生,而小球在水平方向上又不受其他外力,所以產(chǎn)生的電能只能是由球的機械能轉(zhuǎn)化而來,由能的轉(zhuǎn)化與守恒可知,其速度減?。欢谴┏龃艌龅倪^程,同理可得速度進一步減小,故D正確.【答案】D8.(多選)如圖1610所示是電表中的指針和電磁阻尼器,下列說法中正確的是()圖1610A.2是磁鐵,在1中會產(chǎn)生渦流B.1是磁鐵,在2中會產(chǎn)生渦流C.電磁阻尼器的作用是使指針能夠轉(zhuǎn)動D.電磁阻尼器的作用是使指針能很快地穩(wěn)定【解析】電磁阻尼在實際中有很多用處,電學(xué)儀表的指針能很快停下來就是利用了電磁阻尼,故題圖中2是磁鐵,線圈1在磁場中運動時,閉合線圈中形成電流,獲得電磁阻尼力矩.【答案】AD能力提升9. (多選)如圖1611所示,蹄形磁鐵和矩形線圈均可繞豎直軸OO轉(zhuǎn)動.從上向下看,當磁鐵逆時針轉(zhuǎn)動時,則() 【導(dǎo)學(xué)號:72000049】圖1611A.線圈將逆時針轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速與磁鐵相同B.線圈將逆時針轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速比磁鐵小C.線圈轉(zhuǎn)動時將產(chǎn)生感應(yīng)電流D.線圈轉(zhuǎn)動時感應(yīng)電流的方向始終是abcda【解析】當磁鐵逆時針轉(zhuǎn)動時,相當于磁鐵不動而線圈順時針旋轉(zhuǎn)切割磁感線,線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,故C對;當線圈相對磁鐵轉(zhuǎn)過90時電流方向不再是abcda,D錯;由楞次定律的推廣含義可知,線圈將與磁極同向轉(zhuǎn)動,但轉(zhuǎn)動的角速度一定小于磁鐵轉(zhuǎn)動的角速度.若兩者的角速度相同,磁感線與線圈處于相對靜止,線圈不切割磁感線,無感應(yīng)電流產(chǎn)生,故A錯、B對.【答案】BC10.如圖1612所示為高頻電磁爐的工作示意圖,它是采用電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生渦流加熱的,它利用變化的電流通過線圈產(chǎn)生變化的磁場,當變化的磁場通過含鐵質(zhì)鍋的底部時,即會產(chǎn)生無數(shù)小渦流,使鍋體本身自行高速升溫,然后再加熱鍋內(nèi)食物.電磁爐工作時產(chǎn)生的電磁波,完全被線圈底部的屏蔽層和頂板上的含鐵質(zhì)鍋所吸收,不會泄漏,對人體健康無危害.關(guān)于電磁爐,以下說法中正確的是()圖1612A.電磁爐是利用變化的磁場在食物中產(chǎn)生渦流對食物加熱的B.電磁爐是利用變化的磁場產(chǎn)生渦流,使含鐵質(zhì)鍋底迅速升溫,進而對鍋內(nèi)食物加熱的C.電磁爐是利用變化的磁場使食物中的極性水分子振動和旋轉(zhuǎn)來對食物加熱的D.電磁爐跟電爐一樣是讓電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量來對食物加熱的【解析】電磁爐的工作原理是利用變化的電流通過線圈產(chǎn)生變化的磁場,變化的磁場通過含鐵質(zhì)鍋的底部產(chǎn)生無數(shù)小渦流,使鍋體溫度升高后加熱食物,故選項A、D錯誤、B正確;而選項C是微波爐的加熱原理,C錯誤.【答案】B11.把一個用絲線懸掛的銅球放在通電螺線管上方,如圖1613所示,在下列三種情況下,懸掛銅球的絲線所受的拉力怎樣變化: 【導(dǎo)學(xué)號:72000050】圖1613(1)當滑動變阻器的滑片向右移動時,拉力_(填“變大”不變”或“變小”);(2)當滑動變阻器的滑片向左移動時,拉力_(填“變大”“不變”或“變小”);(3)當滑動變阻器的滑片不動時,拉力_(填“變大”“不變”或“變小”).【解析】(1)銅球可看成由許多水平銅片疊加而成,每一銅片又可看成由許多同心圓環(huán)疊加而成.當滑動變阻器的滑片向右移動時,螺線管中的電流增大,穿過銅球的磁通量增大,銅球中產(chǎn)生感應(yīng)電流(渦流),感應(yīng)電流的磁場阻礙其磁通量增大,故有遠離螺線管運動的趨勢,因此絲線的拉力變小.(2)同理可分析,當滑片向左移動時,螺線管中的電流減小,使銅球中產(chǎn)生渦流,阻礙磁通量的減小,因此銅球有靠近螺線管運動的趨勢,使絲線的拉力變大.(3)滑片不動,銅球中不產(chǎn)生渦流,因此絲線拉力不變.【答案】(1)變小(2)變大(3)不變12.如圖1614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,當交變電流通過線圈時,會產(chǎn)生磁場,這個磁場的大小和方向是不斷變化的,這個變化的磁場又會引起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),這些內(nèi)能便能起到加熱物體的作用從而煮熟食物.電磁爐的特點:電磁爐的效率比一般的爐子都高,熱效率高達90%,爐面無明火、無煙、無廢氣,電磁爐火力強勁,安全可靠.因為電磁爐是以電磁感應(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.對于鍋的選擇,方法很簡單,只要鍋底能被磁鐵吸住的就能用.適合放在電磁爐上的烹飪器具有不銹鋼鍋、不銹鋼壺、平底鐵鍋;不適用的有陶瓷鍋、圓底鐵鍋、耐熱玻璃鍋、鋁鍋、銅鍋等. 【導(dǎo)學(xué)號:72000051】圖1614(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)電磁爐所用的鍋不能是陶瓷鍋、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置一紙板,則電磁爐還能起到加熱作用嗎?為什么?【解析】(1)因為電磁爐是以電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流,利用電流的熱效應(yīng)產(chǎn)生熱量,所以包含了電流的熱效應(yīng)、電磁感應(yīng)現(xiàn)象;對于鍋的選擇,方法很簡單,只要鍋底能被磁鐵吸住的就能用,其中包含了電流的磁效應(yīng).(2)陶瓷鍋、耐熱玻璃鍋不能產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象,在鍋內(nèi)也就不能產(chǎn)生電流;鋁鍋、銅鍋導(dǎo)磁性太差,效率低.(3)能起到加熱作用,線圈產(chǎn)生的磁場能穿透紙板到達鍋底,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】(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)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)見解析- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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