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文档简介
电磁感应定律的应用
(建议用时:45分钟)
[学业达标]
1.(多选)下列器具的工作原理与涡流有关的是()
A.家用电磁炉
B.家用微波炉
C.变压器的铁芯用多块相互绝缘硅钢片粘在一起
D.风扇转动时扇叶与空气摩擦发热
【解析】电磁炉是利用高频磁场产生涡流来加热食物的,故A选项正确.变压器的铁
芯不用一块钢,是为了防止涡流损耗电能并烧毁变压器,多块硅钢片彼此绝缘,有效地减小
了涡流,C选项正确.
【答案】AC
2.电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流,使锅体发热从而加热食物.下列相关的说
法中正确的是()
A.锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关
B.电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作
C.金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物
D.电磁炉的上表面一般都用金属材料制成,以加快热传递、减少热损耗
【解析】涡流是由高频交流电产生的磁场引起的电磁感应现象,故A对,B错;电磁
炉表面一般用绝缘材料制成,避免产生涡流,D错;锅体用金属制成,利用涡流加热物体,
C错.
【答案】A
3.(多选)在大型用电系统中,都配有变压器,通过互感可以把交变电流进行升压和降
压.如图137所示,变压器的线圈中都有铁芯,铁芯往往都是用薄硅钢片叠压而成的,而
不是采用一整块硅钢,这样做的目的是()
图137
A.硅钢电阻率大,用薄硅钢片叠压成铁芯,使铁芯电阻增大,减少变压器工作时产生
的热量
B.硅钢电阻率小,用薄硅钢片叠压成铁芯,使铁芯电阻减小,减少变压器工作时产生
的热量
C.增大涡流发热,提高变压器的效率
D.减少涡流发热,提高变压器的效率
【解析】硅钢材料的电阻率大,且采用薄硅钢片,增大了铁芯中的电阻,阻断了涡流
回路,变压器工作时产生的涡流的发热量大大减少,减少了电能损失,提高了变压器的效率,
所以A、D正确.
【答案】AD
4.(多选)(2014·江苏高考)如图138所示,在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯,
现接通交流电源,过了几分钟,杯内的水沸腾起来.若要缩短上述加热时间,下列措施可行
的有()
【导学号:78870015】
图138
A.增加线圈的匝数
B.提高交流电源的频率
C.将金属杯换为瓷杯
D.取走线圈中的铁芯
【解析】利用法拉第电磁感应定律和涡电流解题.
当接通交流电源时,金属杯处在变化的磁场中产生涡电流发热,使水温升高.要缩短加
热时间,需增大涡电流,即增大感应电动势或减小电阻.增加线圈匝数、提高交变电流的频
率都是为了增大感应电动势.瓷杯不能产生涡电流,取走铁芯会导致磁性减弱.所以选项A、
B正确,选项C、D错误.
【答案】AB
5.如图139所示,将一根带有绝缘漆的金属导线按如图所示方式缠绕在一铁块上,
线圈中通入变化的电流时,下列说法正确的是()
图139
A.铁块中会产生感应电流
B.铁块中不会产生感应电流
C.铁块电阻很大,会产生很弱的感应电流
D.铁块换为塑料块的话,一定会产生感应电流
【解析】由于上下各一半的线圈中电流方向相反、磁场方向相反,合磁场为零,磁通
量不变化,也就不会产生感应电流,B对,A、C、D错.
【答案】B
6.(多选)如图1310所示是电表中的指针和电磁阻尼器,下列说法中正确的是()
图1310
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.该装置的作用是使指针能够转动
D.该装置的作用是使指针能很快地稳定
【解析】当指针摆动时,1随之转动,2是磁铁,那么在1中产生涡流,A对、B错;
2对1的安培力将阻碍1的转动,总之,不管1向哪个方向转动,2对1总起到阻碍作用,
所以它能使指针很快地稳定下来,C错、D对.
【答案】AD
7.(多选)如图1311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,将金属熔化,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()
图1311
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
【解析】交变电流的频率越高,它产生的磁场的变化就越快,根据法拉第电磁感应定
律,在待焊接工件中产生的感应电动势就越大,感应电流就越大.而放出的电热与电流的平
方成正比,所以交变电流的频率越高,焊接处放出的热量越多.又可根据Q=I2Rt判断D正
确.
【答案】AD
8.如图1312所示,在O点正下方有一个有理想边界的磁场,铜球在A点由静止释放,
向右摆至最高点B,不考虑空气阻力,则下列说法中正确的是()
【导学号:78870016】
图1312
A.A、B两点在同一水平线上
B.A点高于B点
C.A点低于B点
D.铜球将做等幅摆动
【解析】铜球在进入和穿出磁场的过程中,球中会有涡流产生,有一些机械能转化为
了电能(最终转化为内能),所以A点应高于B点.选B.
【答案】B
[能力提升]
9.磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区,刷卡器中有检测线圈.当
以速度v刷卡时,在线圈中产生感应电动势,其Et关系如图1313所示.如果只将刷卡
0
v
速度改为0,线圈中的Et关系图可能是()
2
【导学号:78870017】
图1313
图135
【解析】由公式E=Blv可知,当刷卡速度减半时,线圈中的感应电动势最大值减半,
且刷卡所用时间加倍,故本题正确选项为D.
【答案】D
10.(2014·广东高考)如图1314所示,上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖
直放置,小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放,并落至底部,则小磁块()
图1314
A.在P和Q中都做自由落体运动
B.在两个下落过程中的机械能都守恒
C.在P中的下落时间比在Q中的长
D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大
【解析】小磁块下落过程中,在铜管P中产生感应电流,小磁块受到向上的磁场力,
不做自由落体运动,而在塑料管Q中只受到重力,在Q中做自由落体运动,故选项A错误;
根据功能关系知,在P中下落时,小磁块机械能减少,在Q中下落时,小磁块机械能守恒,
故选项B错误;在P中加速度较小,在P中下落时间较长,选项C正确;由于在P中下落时
要克服磁场力做功,机械能有损失,故知,落至底部时在P中的速度比在Q中的小,选项D
错误.
【答案】C
11.一个质量为m的正方体金属块以速度v沿光滑水平轨道进入变化的磁场,并以大
1
小为v的速度从磁场中滑出来,求这一过程中金属块中产生的热量.
2
图1315
【解析】由于产生涡电流,金属块损失的机械能转化为电热,产生的电热大小:
11
Q=mv2-mv2.
2122
11
【答案】mv2-mv2
2122
12.高频焊接(利用电磁感应产生热量进行焊接)是一种常用焊接方法,其原理如图
1316所示,将半径是10cm的待焊接圆形金属工件放在用金属导线做成的1000匝线圈中,
然后在线圈中通以变化的电流,线圈中产生垂直于金属工件所在平面的变化磁场,磁场的变
ΔB
化率为=102πT/s.焊缝处(待焊处)的电阻是非焊接部分电阻的99倍.工件非焊接部
Δt
分单位长度的电阻R=10-2πΩ,焊接的缝宽远小于未焊接部分的长度,则在焊接过程中焊
0
接处产生的热功率为多大?(π2=10,结果保留两位有效数字)
【导学号:78870018】
图1316
【解析】由法拉第电磁感应定律得
ΔΦ
E=n=1000×102×π2×10-2V=2×103V
Δt
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