高中物理课时跟踪检测(三)电磁感应定律的应用鲁科选修3-2

课时跟踪检测(三) 电磁感应定律的应用 1.下列关于涡流的说法中正确的是 A.涡流跟平时常见的感应电流一样,都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的 B.涡流不是感应电流,而是一种有别于感应电流的特殊电流 C.涡流有热效应,但没有磁效应 D.在硅钢中不能产生涡流 解析选A 涡流属电磁感应现象,故A项正确,B项错误。涡流具有电流的热效应和磁效应,故C项错。硅钢只是电阻率大,涡流小,故D项错。

2.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 电磁炉、金属探测器、真空冶炼炉都是利用涡流工作的,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,故选B。

3.变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的,而不是采用一整块硅钢,这是因为 A.增大涡流,提高变压器的效率 B.减小涡流,提高变压器的效率 C.增大铁芯中的电阻,以产生更多的热量 D.减小铁芯中的电阻,以减小发热量 解析选B 不使用整块硅钢而是采用很薄的硅钢片,这样做的目的是增大铁芯中的电阻,阻断涡流回路,来减少电能转化成铁芯的内能,提高效率,所以B正确。

4.多选磁电式仪表的线圈通常用铝框作骨架,把线圈绕在铝框上,这样做的目的是 A.防止涡流而设计的 B.利用涡流而设计的 C.起电磁阻尼的作用D.起电磁驱动的作用 解析选BC 线圈通电后,在安培力作用下发生转动,铝框随之转动,并切割磁感线产生感应电流,就是涡流。涡流阻碍线圈的转动,使线圈偏转后尽快停下来,所以,这样做的目的是利用涡流来起电磁阻尼的作用,故B、C均正确。

5.动圈式话筒和磁带录音机都应用了电磁感应现象。如图1所示,图甲是动圈式话筒的原理图,图乙是录音机的录、放音原理图。由图可知以下说法错误的是 图1 A.话筒工作时,磁铁不动,音圈随膜片振动而产生感应电流 B.录音机放音时,变化的磁场在静止的线圈内激发起感应电流 C.录音机放音时,线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场 D.录音机录音时,线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场 解析选C 由动圈式话筒原理图可知,话筒工作时将声音信号转变为电信号,A正确;
录音机放音时,将磁信号转变为电信号,录音时,将电信号转变为磁信号加以保存,B、D均正确,C错误。

6.多选如图2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 图2 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 解析选AB 当线圈上通交流电时,金属杯由于发生电磁感应现象,杯中有感应电流,对水加热,若要增大感应电流,则需要增大感应电动势或者减小杯体的电阻。增加线圈的 匝数,使得穿过金属杯的磁场增强,感应电动势增大,选项A正确;
提高交流电的频率, 使得磁通量的变化率增大,感应电动势增大,选项B正确;
若将金属杯换为瓷杯,则不会 产生感应电流,选项C错误;
取走线圈中的铁芯,磁场会大大减弱,感应电动势减小,选项D错误。

7.在水平放置的光滑导轨上,沿导轨固定一个条形磁铁,如图3所示,现有铜、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙,使它们从导轨上的A点以某一初速度向磁铁滑去。各滑块在未接触磁铁前的运动情况是 图3 A.都做匀速运动 B.甲、乙做加速运动 C.甲、乙做减速运动D.乙、丙做匀速运动 解析选C 铜块、铝块向磁铁靠近时,穿过它们的磁通量发生变化,因此在其内部产生涡流,反过来涡流产生的感应磁场对原磁场的变化起阻碍作用,所以铜块和铝块向磁铁运动时会受到阻碍而减速,有机玻璃为非金属,不产生涡流现象。故C正确。

8.如图4所示,使一个水平放置的铜盘绕其竖直的轴OO′转动,且假设摩擦等阻力不计,转动是匀速的。现把一个蹄形磁铁移近铜盘,则 图4 A.铜盘转动将变慢 B.铜盘转动将变快 C.铜盘仍以原来的转速转动 D.铜盘的转动速度是否变化,要根据磁铁的上下两端的极性来决定 解析选A 当一个蹄形磁铁移近铜盘时,铜盘转动切割磁感线,产生感应电流,由楞次定律可知感应电流受的安培力阻碍其相对运动,所以铜盘的转动将变慢,本题也可以从能量守恒的角度去分析,因为铜盘转动切割磁感线,产生感应电流,铜盘的机械能不断转化成电能,铜盘转动会逐渐变慢,故正确选项为A。

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如图5甲所示。当以速度v0刷卡时,在线圈中产生感应电动势,其Et关系如图乙所示。如果只将刷卡速度改为,线圈中的Et关系图可能是选项中的 图5 解析选D 若将刷卡速度改为,线圈切割磁感线运动时产生的感应电动势大小将会减半,周期将会加倍,故D正确。

10.多选如图6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6 A.A与B两点位于同一水平线 B.A点高于B点 C.A点低于B点 D.铜环在开始一段时间内将做幅度越来越小的摆动 解析选BD 由于铜环进入和穿出磁场的过程中,产生涡流,这样就产生了电能,消耗了机械能。则A点高于B点,故B、D正确。

11.如图7所示的动圈式话筒的音圈半径为r,磁铁产生的径向磁场的磁感应强度为B,音圈匝数为n,音圈导线的横截面积为S,电阻率为ρ,如果音圈在某一时刻振动的速率为v,求此时在线圈中产生的感应电流的大小。

图7 解析由法拉第电磁感应定律知,音圈中产生的感应电动势为E=nBLv=nB2πrv=2nπBrv 由电阻定律得音圈的电阻为R=ρ=ρ 由欧姆定律得音圈中的感应电流为I==。

答案 12.如图8所示,在光滑的水平面上有一半径r=10 cm、电阻R=1 Ω、质量m=1 kg的金属环,以速度v=10 m/s向一有界磁场滑去,匀强磁场方向垂直于纸面向里,B=0.5 T,从环刚进入磁场算起,到刚好有一半进入磁场时,圆环释放了32 J的热量,求 图8 1此时圆环中电流的瞬时功率;

2此时圆环运动的加速度。

解析1由能量守恒定律Q=mv2-mvt 2 此时圆环中感应电动势E=B2rvt 此时圆环中电流I= 此时圆环中电流的瞬时功率P=I2R 联立四式得P=0.36 W。

2由牛顿第二定律F=ma,又F=BI2r 故a===0.06 m/s2。

答案10.36 W 20.06 m/s2 5