2016-2017学年高中物理第1章电磁感应第3节电磁感应定律的应用学业分层测评鲁科版

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