2019-2020年高中物理 1.3电磁感应定律的应用知能优化训练 鲁科版选修3-2.doc

2019-2020年高中物理 1.3电磁感应定律的应用知能优化训练 鲁科版选修3-21下列对涡流的认识，不正确的是()A大块金属中无感应电动势产生，直接产生了涡流B涡流对生产和实验既有利又有危害C涡流的形成是遵从电磁感应规律的D涡流的主要效应是电流的热效应和磁效应解析：选A.涡流是一种电磁感应现象，同样遵从电磁感应规律，是一种自成回路的旋涡电流，由闭合电路欧姆定律可知，有电流必有电动势，故A错，C正确由于整块金属导体的电阻一般情况下很小，所以产生的涡流很大，因而其热效应和磁效应很明显，涡流的热效应可以用来加热或冶炼金属，但有时也产生危害，如使某些元件发热，故涡流既有有利的一面，也有不利的一面，所以B、D均正确，故选A.2关于磁卡，下列说法正确的是()A记录信息时，是利用的电磁感应原理B读取数据时，是利用的电流的磁效应C磁卡上涂有磁性材料，数据就记录在这层磁性材料上D以上说法都不对解析：选C.磁卡记录信息时，是利用的电流的磁效应，读取信息时，是利用的电磁感应原理，所以A、B均错误，磁卡上涂有磁性材料被不同程度地磁化而记录下信息，所以C对，D项错误3高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的，图135所示为高频感应炉的示意图冶炼锅内被装入冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这种冶炼方法速度快，温度容易控制，并能避免有害杂质混入被炼金属中，因此适于冶炼特种金属该炉的加热原理是()图135A利用线圈中电流产生的焦耳热B利用红外线C利用交变电流的磁场在冶炼锅内金属中产生的涡流D利用交变电流的交变磁场所激发的电磁场解析：选C.高频感应炉是利用了电磁感应的原理，给线圈通入高频交变电流后，冶炼锅内待冶炼的金属在快速变化的磁场中被感应出很强的涡流，从而产生大量的热量使金属熔化4动圈式话筒和动圈式扬声器，内部结构相似，下列有关它们的工作原理叙述正确的是()话筒是应用了电磁感应原理工作的话筒是应用了电流的磁效应原理工作的扬声器是应用了电磁感应原理工作的扬声器是应用了电流的磁效应原理工作的A BC D解析：选B.扬声器的工作原理是：音频电流通过处在磁场中的音圈(线圈)，电流受到磁场力而引起振动，发出声音，利用了电流的磁效应话筒的工作原理是：声音引起膜片在磁场中振动，产生随之变化的感应电流，其原理是电磁感应5在现代家庭的厨房中，电磁炉(如图136甲)是家庭主妇非常青睐的炊具，它具有热效率高、温控准确、安全性好、清洁卫生等特点利用以下材料并结合已学习的电磁学知识分析、讨论相关问题图136如图乙所示是描述电磁炉工作原理的示意图炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是随电流不断变化的，这个变化的磁场又会使放在电磁炉上面的铁质(或钢质)锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，所以感应电流又会在锅底产生热效应，这些热能便能起到加热物体的作用从而煮食因为电磁炉是由电磁感应产生电流，利用电流的热效应产生热量，所以不是所有的锅或器具都适用适合放在电磁炉上烹饪的器具有：不锈钢锅、不锈钢壶、平底铁锅；不适用的有：陶瓷锅、耐热玻璃锅、铝锅、铜锅等综合以上材料分析以下问题：(1)在电磁炉加热食物的过程中涉及的物理原理有(回答三个即可)：_；_；_.(2)电磁炉的锅不能用陶瓷锅、耐热玻璃锅的原因是_；电磁炉所用的锅不能用铝锅、铜锅的原因是_(3)在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉还能起到加热作用吗？为什么？解析：(1)电流的磁效应(或电生磁)；电磁感应现象(或磁生电)；电流的热效应(或焦耳定律)(2)陶瓷和玻璃是绝缘体，不能产生电磁感应现象；铝、铜的导磁性太差，效率低(3)能起到加热作用，因为线圈产生的磁场能穿透纸板到达锅底，在锅底产生感应电流，利用电流的热效应起到加热作用答案：见解析一、单项选择题1下列哪些仪器不是利用涡流工作的()A电磁炉B微波炉C金属探测器 D真空冶炼炉解析：选B.微波炉是利用微波能量易被水吸收的原理达到加热食物的目的，不是利用涡流工作的故应选B.2下列做法中可能产生涡流的是()A把金属块放在匀强磁场中B让金属块在匀强磁场中匀速运动C让金属块在匀强磁场中做变速运动D把金属块放在变化的磁场中解析：选D.涡流就是整个金属块中产生的感应电流，所以产生涡流的条件就是在金属块中产生感应电流，即穿过金属块的磁通量发生变化而A、B、C中磁通量不变化，所以A、B、C错误；把金属块放在变化的磁场中时，穿过金属块的磁通量发生了变化，有涡流产生，所以D正确3关于真空冶炼和电熨斗的说法正确的是()A它们都是只利用电流的热效应原理工作的B它们都是利用电磁感应现象中产生的涡流工作的C前者是利用电磁感应现象中产生的涡流及电流的热效应工作的，后者是利用电流的热效应工作的D前者利用的是变化的电流，后者利用的是恒定的电流解析：选C.真空冶炼是利用涡流及电流的热效应，电熨斗利用电流的热效应，所以真空冶炼需要变化的交流电产生变化的磁场，电熨斗可用直流电也可用交流电，应选C.4在电磁炉使用过程中，以下说法正确的是()A线圈产生热量给食物加热B电磁炉不消耗电能C电磁炉通过线圈把电能转变为磁场能，在形成涡流过程中，又把磁场能转变为电能，进而转化为内能D在电磁炉和感应炉中都不遵守能量守恒定律解析：选C.在电磁炉使用过程中，是锅底的涡流产生热给食物加热，故选项A错；电磁炉通过电流时，因其各构件工作，也会消耗部分电能，故B错；C项描述的能量转化过程完全正确；任何物理过程都要遵守能量守恒定律，故D项错误5. 如图137所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，小球(图137A整个过程匀速B进入磁场过程中做减速运动，穿出过程做加速运动C整个过程都做匀减速运动D穿出时的速度一定小于初速度解析：选D.铝球进入和穿出磁场时穿过铝球的磁通量发生变化，产生涡流，产生热量，动能减少，故选D项6关于磁卡在记录信息和读取信息过程中的主要工作原理，下列说法正确的是()A读取信息过程是电磁感应；记录信息过程是电流的磁效应B记录信息过程是电磁感应；读取信息过程是电流的磁效应C记录信息和读取信息过程都是电磁感应D记录信息和读取信息过程都是磁场对电流的作用解析：选A.根据磁卡的工作原理知，记录信息时是电流的磁效应，读卡时是电磁感应，故选项A正确7如图138所示，A、B两图是把带绝缘层的线圈绕在软铁上，C、D两图是把带绝缘层的线圈绕在有机玻璃上，则能产生涡流的是()图138解析：选A.只有穿过整个导体的磁通量发生变化，才产生涡流，B错在是直流电源，C、D不是导体8机场的安检门可以利用涡流探测人身上携带的金属物品，安检门中接有线圈，线圈中通以交变电流关于其工作原理，以下说法正确的是()A人身上携带的金属物品会被地磁场磁化，在线圈中产生感应电流B人体在线圈交变电流产生的磁场中运动，产生感应电动势并在金属物品中产生感应电流C线圈产生的交变磁场不会在金属物品中产生交变的感应电流D金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流解析：选D.一般金属物品不一定能被磁化，且地磁场很弱，即使金属物品被磁化磁性也很弱；作为导体的人体电阻很大，且一般不会与金属物品构成回路，故A、B选项错误；安检门利用涡流探测金属物品的工作原理是：线圈中交变电流产生交变磁场，使金属物品中产生涡流，故C错误；该涡流产生的磁场又会在线圈中产生感应电流，而线圈中交变电流的变化可以被检测，故D正确9. 如图139所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放，向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是()图139AA与B两点位于同一水平线BA点高于B点CA点低于B点D铜环将做等幅摆动解析：选B.铜环在进入和穿出磁场过程中，穿过环的磁通量发生变化，环中有感应电流产生，环中电能增加，机械能减小，故B点高度低于A点高度，选项B正确10光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图1310所示，抛物线的方程是yx2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中磁场的上边界是ya的直线(图中的虚线所示)，一个小金属块从抛物线上yb(ba)处以初速度v沿抛物线下滑假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是() 图1310 Amgb B.mv2 Cmg(ba) Dmg(ba)mv2解析：选D.金属块进出磁场时会产生焦耳热，损失机械能而使金属块所能达到的最高位置越来越低，当金属块所能达到的最高位置为ya时，金属块不再进出磁场，不再产生焦耳热金属块机械能不再损失，在磁场中往复运动由于金属块减少的动能和重力势能全部转化为内能，所以Q|EpEk|mg(ba)mv2.二、非选择题11. 如图1311所示，把一个金属板放在蹄形磁铁的两磁极之间，蹄形磁铁和金属板都可以绕OO轴转动，当转动蹄形磁铁时，金属板也跟着转动起来，请解释这种现象图1311解析：当蹄形磁铁转动时，穿过金属板的磁通量就发生变化例如，金属板处于图示的初始状态时，穿过金属板的磁通量为零，蹄形磁铁一转动，穿过板中的磁通量就增加了，此时板中就有感应电流(涡流)产生，就要受安培力的作用，使其与磁铁沿相同的方向转动答案：见解析12在科技馆中常看到这样的表演：一根长1 m左右的空心铝管竖直放置(图1312甲)，把一枚磁性很强的小圆片从铝管上端放入管口，圆片直径略小于铝管的内径从一般经验来看，小圆片自由落下1 m左右的时间不会超过0.5 s但把小圆片从上端管口放入管中后，过了许久才从铝管下端落出小圆片在管内运动时，没有感觉到它跟铝管内壁发生摩擦，把小圆片靠着铝管，也不见它们相互吸引是什么原因使小圆片在铝管中缓慢下落呢？如果换用一条有裂缝的铝管(图乙)，圆片在铝管中下落的速度就快多了这又是为什么？ 图1312解析：磁性小圆片在铝管中下落过程中，穿过圆筒任一截面的磁通量发生变化，故铝管中有感应电流产生，此感应电流会阻碍磁片下落而有裂缝的铝管在任一截面回路均为开路，不会形成感应电流，因而不阻碍磁片下落答案：见解析