2020学年高中物理第四章电磁感应4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动

2020学年高中物理第四章电磁感应4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动

‎4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 ‎ 课时检测区·基础达标 ‎1.同样大小的整块金属和叠合的硅钢片铁芯放在同一变化的磁场中相比 较 (　　)‎ A.金属块中的涡流较大,热功率也较大 B.硅钢片中涡流较大,热功率也较大 C.金属块中涡流较大,硅钢片中热功率较大 D.硅钢片中涡流较大,金属块中热功率较大 ‎【解析】选A。整块金属在变化的磁场中涡流较大,热功率也较大,A正确。‎ ‎2.高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的装置,如图所示为高频感应炉的示意图,炉内放入被冶炼的金属,线圈通入高频交变电流,这时被冶炼的金属就能被熔化,这种冶炼方法速度快,温度易控制,并能避免有害杂质混入被冶炼金属中,因此适于冶炼特种金属,该炉的加热原理是 (　　)‎ A.利用线圈中电流产生的焦耳热 B.利用线圈中电流产生的磁场 C.利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流 D.给线圈通电的同时,给炉内金属也通了电 ‎【解析】选C。高频感应炉的原理:给线圈通以高频交变电流后,线圈产生高频变化的磁场,磁场穿过金属,在金属内产生强涡流;由于电流的热效应,可使金属熔化,故只有C正确。‎ ‎3.如图所示,著名物理学家费曼设计的一个实验,在一块绝缘板中部安装一个线圈,并接有电源,板的四周有许多带负电的小球,将整个装置悬挂起来,当闭合开关瞬间,‎ 整个圆盘将 (　　)‎ A.顺时针转动一下　　　　 B.逆时针转动一下 C.顺时针不断转动　 D.逆时针不断转动 ‎【解析】选A。开关闭合瞬间,穿过带电小球所在空间向下的磁通量突然增加,由楞次定律知,在带电小球所处空间将产生逆时针方向(从上往下看)的电动势(确切讲,应为逆时针方向电场),从而使带负电小球受到顺时针方向作用力,由于该变化是瞬间的,故选项A正确。‎ ‎【补偿训练】‎ 如图所示,闭合导线环和条形磁铁都可以绕水平的中心轴OO′自由转动,开始时磁铁和圆环都静止在竖直平面内。若条形磁铁突然绕OO′轴,N极向纸内,S极向纸外转动,在此过程中,圆环将 (　　)‎ A.产生逆时针方向的感应电流,圆环上端向里,下端向外随磁铁转动 B.产生顺时针方向的感应电流,圆环上端向外,下端向里转动 C.产生逆时针方向的感应电流,圆环并不转动 D.产生顺时针方向的感应电流,圆环并不转动 ‎【解析】选A。磁铁转动时,环中穿过环向里的磁通量增加,根据楞次定律,环中产生逆时针方向的感应电流,磁铁转动时,为阻碍磁通量的变化,导线环与磁铁同向转动,所以选项A正确。‎ ‎4.弹簧上端固定,下端挂一个条形磁铁,使磁铁上下振动,磁铁的振动幅度不变。若在振动过程中把线圈靠近磁铁,如图所示,观察磁铁的振幅将会发现 (　　)‎ A.S闭合时振幅逐渐减小,S断开时振幅不变 B.S闭合时振幅逐渐增大,S断开时振幅不变 C.S闭合或断开,振幅变化相同 D.S闭合或断开,振幅都不发生变化 ‎【解析】选A。当S闭合时有感应电流产生磁场阻碍磁铁运动,振动幅度减小;S断开时,线圈中没有感应电流,不能阻碍磁铁运动,磁铁振动幅度不变。‎ ‎5.如图所示,质量为m=100 g的铝环,用细线悬挂起来,环中央距地面高度h=0.8 m,有一质量为M=200 g的小磁铁(长度可忽略),以v0=10 m/s的水平速度射入并穿过铝环,落地点距铝环原位置的水平距离x=3.6 m,则磁铁与铝环发生相互作用时(小磁铁穿过铝环后的运动看作平抛运动),求:‎ ‎(1)铝环向哪边偏斜?‎ ‎(2)若铝环在磁铁穿过后速度v′=2 m/s,在磁铁穿过铝环的整个过程中,环中产生了多少电能?(g取10 m/s2)‎ ‎【解析】(1)由楞次定律可知,当小磁铁向右运动时,铝环向右偏斜(阻碍相对运动)。‎ ‎(2)由磁铁穿过铝环后飞行的水平距离可求出穿过后的速度 v== m/s=9 m/s 由能量守恒可得:‎ W电=M-Mv2-mv′2=1.7 J。‎ 答案:(1)向右偏斜　(2)1.7 J