2018-2019学年高中物理 课时分层作业6 涡流（选学）教科版选修3-2.doc

课时分层作业(六) 涡流（选学）基础达标练(时间：15分钟分值：50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1下列应用中哪些与涡流无关()A高频感应冶炼炉B汽车的电磁式速度表C家用电度表(转盘式)D闭合线圈在匀强磁场中转动，切割磁感线产生的电流D真空冶炼炉的炉外围通入反复变化的电流，则炉内的金属中会产生涡流；汽车速度表是磁电式电流表，指针摆动时，铝框骨架中产生涡流；家用电度表(转盘式)的转盘中有涡流产生；闭合线圈在磁场中切割磁感线产生感应电流，不同于涡流，故选D.2(多选)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的下列相关的说法中正确的是() 【导学号：24622045】A锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的B恒定磁场越强，电磁炉的加热效果越好C锅体中的涡流是由变化的磁场产生的D提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果CD电磁炉中通入的交流电产生变化的磁场，变化的磁场在锅体中产生涡流，磁场的频率越高，产生的涡流越大，产生的热功率越大，则C、D选项正确3甲、乙两个完全相同的铜环可绕固定轴OO旋转，当给以相同的初始角速度开始转动后，由于阻力，经相同的时间后便停止；若将环置于磁感应强度B大小相同的匀强磁场中，甲环的转轴与磁场方向平行，乙环的转轴与磁场方向垂直，如图1712所示，当甲、乙两环同时以相同的角速度开始转动后，则下列判断正确的是()甲乙图1712A甲环先停B乙环先停C两环同时停下D无法判断两环停止的先后B甲不产生感应电流，乙产生感应电流，机械能不断转化为内能，故先停下来故B正确4高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的，如图1713所示为冶炼金属的高频感应炉的示意图，炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，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炼金属中，因此适用于冶炼特种金属该炉的加热原理是()图1713A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C高频感应炉的原理是：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5. (多选)如图1714所示，半圆形曲面处于磁场中，光滑金属球从高h的曲面滚下，又沿曲面的另一侧上升，设金属球初速度为零，曲面光滑，则()图1714A若是匀强磁场，球滚上的高度小于hB若是匀强磁场，球滚上的高度等于hC若是非匀强磁场，球滚上的高度等于hD若是非匀强磁场，球滚上的高度小于hBD若是匀强磁场，则穿过球的磁通量不发生变化，球中无涡流，机械能没有损失，故球滚上的高度等于h，选项A错，B对；若是非匀强磁场，则穿过球的磁通量发生变化，球中有涡流产生，机械能转化为内能，故球滚上的最高高度小于h，选项C错，D对6(多选)如图1715所示，一块长方形光滑铝板水平放在桌面上，铝板右端拼接一根与铝板等厚的条形磁铁，一质量分布均匀的铝球以初速度v从板的左端沿中线向右端滚动，则()图1715A铝球的滚动速度将越来越小B铝球将保持匀速滚动C铝球的运动将逐渐偏离中线D铝球的运动速率会改变，但运动方向不会发生改变AD铝球中产生涡流，球的能量要损失由于沿磁铁中线运动，铝球左右两侧受力平衡，因此感应电流所受安培力不会使球运动方向发生偏离，故A、D正确二、非选择题(14分)7.弹簧上端固定，下端悬挂一根磁铁将磁铁托起到某一高度后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈，使磁铁上下振动时穿过它(如图1716所示)，磁铁就会很快地停下来，解释这个现象，并说明此现象中能量转化的情况图1716【解析】当磁铁穿过固定的闭合线圈时，在闭合线圈中会产生感应电流，感应电流的磁场会阻碍磁铁和线圈靠近或离开，也就使磁铁振动时除了受空气阻力外，还有线圈的磁场力作为阻力，克服阻力需要做的功较多，磁铁的机械能损失较快，因而会很快停下来【答案】见解析能力提升练(时间：25分钟分值：50分)一、选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分)1.如图1717所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质圆形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的过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，小球()图1717A整个过程做匀速运动B进入磁场过程中做减速运动，穿出过程中做加速运动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D小球的运动主要有两个阶段一是球进入磁场的过程，由于穿过小球的磁通量增加，在球内垂直于磁场的平面上产生涡流，有电能产生，而小球在水平方向上又不受其他外力，所以产生的电能只能是由球的机械能转化而来，由能量的转化与守恒可知，其速度减小；二是穿出磁场的过程，同理可得速度进一步减小，故D正确2(多选)如图1718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：24622046】图1718A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AB当电磁铁接通交流电源时，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3.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图1719所示，抛物线下半部分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(图中虚线所示)，一个金属块从抛物线上yb(ba)处以速度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() 【导学号：24622047】图1719AmgbB.mv2mgbCmg(ba) D.mv2mg(ba)D金属块在进出磁场过程中要产生感应电流，感应电流转化为热能，机械能要减少，上升的最大高度不断降低，最后刚好滑不出磁场后，就做往复运动永不停止，根据能量转化与守恒，整个过程中产生的焦耳热应等于机械能的损失，即：QEmv2mg(ba)，故D正确4(多选)如图1720所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴OO转动从上向下看，当磁铁逆时针转动时，则()图1720A线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同B线圈将逆时针转动，转速比磁铁小C线圈转动时将产生大小、方向周期性变化的电流D线圈转动时感应电流的方向始终是abcdaBC当磁铁逆时针转动时，相当于磁铁不动而线圈顺时针旋转切割磁感线，线圈中产生大小、方向周期性变化的电流，故C项正确，D项错误；由楞次定律可知，线圈将与磁铁同向转动，但转动的角速度一定小于磁铁转动的角速度如果两者的角速度相同，磁感线与线圈处于相对静止，线圈不切割磁感线，无感应电流产生5(多选)如图1721，一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场，圆盘开始减速在圆盘减速过程中，以下说法正确的是 ()图1721A处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高B所加磁场越强越易使圆盘停止转动C若所加磁场反向，圆盘将加速转动D若所加磁场穿过整个圆盘，圆盘将匀速转动ABD由右手定则可知，处于磁场中的圆盘部分，靠近圆心处电势高，A项正确；根据EBLv可知所加磁场越强，则感应电动势越大，感应电流越大，产生的阻碍圆盘转动的安培力越大，则圆盘越容易停止转动，B项正确；若加反向磁场，安培力仍是阻力，阻碍圆盘的转动，故圆盘仍减速转动，C项错误；若所加磁场穿过整个圆盘，穿过圆盘的磁通量没有变化，则圆盘中无感应电流，不产生安培力，圆盘匀速转动，D项正确二、非选择题(共20分)6如图1722所示是利用高频交流电焊接自行车零件的原理示意图，其中外圈A是通高频交流电的线圈，B是自行车零件，a是待焊接口，焊接时接口两端接触在一起，当A中通有交变电流时，B中会产生感应电流，使得接口处金属熔化焊接起来图1722(1)试分析说明，焊接的快慢与交变电流的频率有什么关系？(2)试解释说明，为什么焊接过程中，接口a处被熔化而零件其他部分并不很热？【解析】(1)线圈A中交变电流的频率越高，B中磁通量的变化率越大，产生的感应电动势越大，感应电流I也越大，所以电流的热功率PI2R也越大，焊接越快(2)B中各处电流大小相等，但在接口a处因是点接触，故此处接触电阻很大，电流的热功率PI2R也很大，而其他部分电阻很小，电流的热功率也很小，所以接口处已被熔化，而零件的其他部分并不很热【答案】见解析