江苏专用2025版高考物理一轮复习第10章电磁感应第2节核心素养科学思维系列-电磁感应中的STSE问题学案

PAGE3-科学思维系列—电磁感应中的STSE问题电磁感应现象与生活亲密相关，高考对这部分的考查更趋向于有关现代气息和STSE问题中信息题的考查。命题背景有电磁炉、电子秤、电磁卡、电磁焊接术、卫星悬绳发电、磁悬浮列车等。[示例](2024·全国卷Ⅰ)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌。为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示。无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是()ABCDA[底盘上的紫铜薄板出现扰动时，其扰动方向不确定，在选项C这种状况下，紫铜薄板出现上下或左右扰动时，穿过薄板的磁通量难以变更，不能发生电磁感应现象，没有阻尼效应；在选项B、D这两种状况下，紫铜薄板出现上下扰动时，也没有发生电磁阻尼现象；选项A这种状况下，不管紫铜薄板出现上下或左右扰动时，都发生电磁感应现象，产生电磁阻尼效应，选项A正确。][即时训练]1．(2024·江苏高考改编)电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，磁体旁边的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音。下列说法不正确的有()A．选用铜质弦，电吉他仍能正常工作B．取走磁体，电吉他将不能正常工作C．增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势D．弦振动过程中，线圈中的电流方向不断变更A[铜质弦为非磁性材料，不能被磁化，选用铜质弦，电吉他不能正常工作，A项错误；若取走磁体，金属弦不能被磁化，其振动时，不能在线圈中产生感应电动势，电吉他不能正常工作，B项正确；由E＝neq\f(ΔΦ,Δt)可知，C项正确；弦振动过程中，穿过线圈的磁通量大小不断变更，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向不断变更，D项正确。]2．(2024·北京丰台区模拟)随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的视线。小到手表、手机，大到电脑、电动汽车，都已经实现了无线充电从理论研发到实际应用的转化。如图所示为某品牌的无线充电手机利用电磁感应方式充电的原理图。关于无线充电，下列说法正确的是()A．无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“电流的磁效应”B．只有将充电底座接到直流电源上才能对手机进行充电C．接收线圈中交变电流的频率与放射线圈中交变电流的频率相同D．只要有无线充电底座，全部手机都可以进行无线充电C[无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是电磁感应，故A错误；当给充电设备通以恒定直流电时，充电设备不会产生交变磁场，即不能正常充电，故B错误；接收线圈中交变电流的频率应与放射线圈中交变电流的频率相同，故C正确；被充电手机内部，应当有一类似金属线圈的部件与手机电池相连，当有交变磁场时，则产生感应电动势，那么一般手机由于没有金属线圈，所以不能够利用无线充电设备进行充电，故D错误。]3．“电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中，如图所示为一手持式封口机，它的工作原理是：当接通电源时，内置线圈产生磁场，当磁感线穿过封口铝箔材料时，瞬间产生大量小涡流，致使铝箔自行快速发热，熔化复合在铝箔上的溶胶，从而粘贴在承封容器的封口处，达到快速封口的目的。下列有关说法正确的是()A．封口材料可用一般塑料来代替铝箔B．该封口机可用干电池作为电源以便利携带C．封口过程中温度过高，可适当增加所通电流的频率来解决D．该封口机适用于玻璃、塑料等多种材质的容器封口但不适用于金属容器D[由于封口机利用了电磁感应原理，故封口材料必需是金属类材料，而且电源必修是沟通电，故A、B错误；减小内置线圈中所通过电流的频率可以降低封口过程中产生的热量，即限制温度，故C错误；封口材料应是金属类材料，但对应被封口的容器不能是金属，否则同样被熔化，只能是玻璃、塑料等材质，故D正确。]4．涡流检测是工业上无损检测的方法之一，如图所示，线圈中通以肯定频率的正弦沟通电，靠近待测工件时，工件内会产生涡流，同时线圈中的电流受涡流影响也会发生变更。下列说法中不正确的是()A．涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变更B．涡流的频率等于通入线圈的沟通电频率C．通电线圈和待测工件间存在周期性变更的作用力D．待测工件可以是塑料或橡胶制品D[由楞次定律可知，涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变更，A项正确；类似于变压器，涡流