高中物理 课时训练6涡流 新人教版选修3-2

用心 爱心 专心1 课时训练课时训练6 6 涡流 电磁阻尼和电磁驱动涡流 电磁阻尼和电磁驱动 1 如图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 感应电流通过焊缝产生大量热量 将金属融化 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 A 电流变化的频率越高 焊缝处的温度升高得越快 B 电流变化的频率越低 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 答案 AD 解析 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 感应电流的大小 与感应电动势有关 电流变化的频率越高 电流变化得越快 感应电动势就越大 A正确 工件 上焊缝处的电阻大 电流产生的热量多 D正确 2 如图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 该装置的作用使指针能够转动 D 该装置的作用是使指针能很快地稳定 答案 AD 解析 1在2中转动产生涡流 受到安培力作用阻碍指针的转动 故A D正确 3 如图所示 光滑水平绝缘面上有两个金属环静止在平面上 环1竖直 环2水平放置 环1和环2 的直径均处于中间分割线上 在平面中间分割线正上方有一条形磁铁 当磁铁沿中间分割线 向右运动时 下列说法正确的是 A 两环都向右运动 B 两环都向左运动 C 环1静止 环2向右运动D 两环都静止 答案 C 解析 条形磁铁向右运动时 环1中磁通量保持为零不变 无感应电流 仍静止 环2中磁通量 变化 根据楞次定律 为阻碍磁通量的变化 感应电流的效果使环2向右运动 4 在水平放置的光滑导轨上 沿导轨固定一个条形磁铁 如图所示 现有铜 铝和有机玻璃 制成的滑块甲 乙 丙 使它们从导轨上的一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 用心 爱心 专心2 A 都做匀速运动B 甲 乙做加速运动 C 甲 乙做减速运动D 乙 丙做匀速运动 答案 C 解析 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滑块与磁铁间的相对运动起阻碍作用 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 5 位于光滑水平面的小车上放置一螺线管 一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线以初 速度v水平穿过 如图所示 在此过程中 A 磁铁做匀速直线运动B 磁铁做减速运动 C 小车向右做加速运动D 小车先加速后减速 答案 BC 解析 磁铁水平穿入螺线管时 管中将产生感应电流 由楞次定律的扩展含义知产生的相互作 用力阻碍磁铁相对线圈的运动 同理 磁铁穿出时 由楞次定律的扩展含义知产生的相互作 用力阻碍磁铁相对线圈的运动 故整个过程中 磁铁做减速运动 选项B是正确的 而对于小 车上螺线管来说 在此过程中 螺线管受到的安培力都是水平向右的 这个安培力使小车向右 运动 且一直做加速运动 C对 6 光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线 如图所示 抛物线的方程为y x2 其下半部分处在一 个水平方向的匀强磁场中 磁场的上边界是y a的直线 图中的虚线所示 一个小金属块从 抛物线上y b b a 处以速度v沿抛物线下滑 假设抛物线足够长 则金属块在曲面上滑动的过 程中产生的焦耳热总量是 A mgbB mv2 mgb C mg b a D mv2 mg b a 答案 D 解析 金属块运动过程中 机械能转化为内能 要注意分析金属块的最终运动状态 以便计算 金属块总共损失的机械能 金属块在进出磁场过程中要产生感应电流 机械能要减少 上升的 最大高度不断降低 最后刚好滑不出磁场后 就往复运动永不停止 根据能量转化与守恒 整 个过程中产生的焦耳热应等于机械能的损失 即Q E mv2 mg b a 故正确选项为D 7 2011 2011 安徽高二检测改编安徽高二检测改编 一个质量为m的金属球 用一根长为l的绝缘细绳悬挂于O点 离O 点下方l 2处有一宽度为l 4 垂直纸面向里的匀强磁场区域 如图所示 现使圆球从与悬点O 用心 爱心 专心3 等高位置A处由静止释放 细绳伸直 忽略空气阻力 则达到稳定摆动过程中金属球产生的热 量为多少 答案 解析 金属球在左右摆动不断进 出磁场 磁通量不断变化 产生涡流 会产生热量 由能量 守恒定律可知 产生的焦耳热应等于金属球机械能的减少量 而稳定状态为金属球在磁场下 方摆不再进入磁场 因此Q Ep mg 8 2010 2010 江苏单科江苏单科 13 13 如图所示 两足够长的光滑金属导轨竖直放置 相距为L 一理想电流表 与两导轨相连 匀强磁场与导轨平面垂直 一质量为m 有效电阻为R的导体棒在距磁场上边 界h处静止释放 导体棒进入磁场后 流经电流表的电流逐渐减小 最终稳定为I 整个运动 过程中 导体棒与导轨接触良好 且始终保持水平 不计导轨的电阻 求 1 磁感应强度的大小B 2 电流稳定后 导体棒运动速度的大小v 3 流经电流表电流的最大值Im 答案 1 2 3 解析 1 电流稳定后 导体棒做