高中物理人教版选修32同步作业与测评：4.7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 Word版含解析

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1、第7节涡流、电磁阻尼和电磁驱动 对应学生用书P13一、选择题1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做匀速运动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答案D解析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的条件，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。2(多选)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成，而不采用一整块硅钢，这是为了()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

2、增大涡流，减小铁芯的发热量D减小涡流，减小铁芯的发热量答案BD解析涡流的主要效应之一就是发热，而变压器的铁芯发热，是我们不希望出现的，所以不采用整块硅钢，而采用薄硅钢片叠压在一起，目的是减小涡流，减小铁芯的发热量，进而提高变压器的效率。故选B、D。3(多选)关于涡流的应用与危害，下列说法正确的是()A利用涡流的热效应制成了真空冶炼炉B利用涡流的磁效应制成了地雷探测器和机场的安检门C在各种电机中，涡流是非常有害的，它会使铁芯的温度升高，从而危害到线圈绝缘材料的寿命，严重时会使绝缘材料报废，又涡流是因发生电磁感应现象而产生的感应电流，因此不会消耗额外的能量，不会降低电机的效率D由于涡流具有热效应，

3、会使铁芯的温度快速升高，因此电机里的铁芯不是由整块的钢铁制成，而是用薄薄的硅钢片叠合而成的，其主要目的是增大散热的速度答案AB解析涡流的实质是由于发生电磁感应现象而产生的感应电流，其具有热效应和磁效应，人们利用其热效应制造了真空冶炼炉，进而提高冶炼的温度，利用其磁效应，制造了地雷探测器和机场的安检门，A、B正确；在各种电机中，涡流是非常有害的，它会使铁芯的温度升高，从而危害到线圈绝缘材料的寿命，严重时会使绝缘材料报废，且由于涡流是因发生电磁感应现象而产生的感应电流，需要消耗额外的能量，从而降低电机的效率，为此，电机里的铁芯不是由整块的钢铁制成，而是用薄薄的硅钢片叠合而成的，其主要目的是一方面硅

4、钢片的电阻率比一般钢铁的要大，从而减少损耗，另一方面每层硅钢片之间都是绝缘的，阻断了涡流的通路，进一步地减小了涡流的发热，C、D错误。4(多选)如图所示是电表中的指针和电磁阻尼器，下列说法中正确的是()A2是磁铁，在1中会产生涡流B1是磁铁，在2中会产生涡流C电磁阻尼器的作用是使指针能够转动D电磁阻尼器的作用是使指针能够很快地稳定答案AD解析电磁阻尼在实际中有很多用处，电学仪表的指针能很快停下来就是利用了电磁阻尼。故选A、D。5.(多选)如图所示，通有恒定电流的螺线管竖直放置，一铜环R沿螺线管的轴线加速下落，在下落过程中，环面始终保持水平。铜环先后经过轴上1、2、3位置时的加速度分别为a1、a

5、2、a3。位置2处于螺线管的中心，位置1、3与位置2等距，则()Aa1a2g Ba3a1gCa1a3a2 Da3a1a2答案AB解析因为2处的磁场近似是匀强磁场，所以小环在2处的磁通量不变，没有感应电流，不受安培力的作用，小环的加速度a2g；小环在1与3处时的磁场是不均匀的，磁通量有变化，根据楞次定律，安培力的方向向上，对小环的运动有阻碍作用；小环一直做加速运动，所以小环在3处的速度大于在1处的速度，所以小环在3处的磁通量变化快，根据法拉第电磁感应定律，小环在3处的电动势大于在1处的电动势，在3处的电流大于在1处的，所以小环在3处受到的安培力大，由牛顿第二定律可得，小环在3处的加速度比较小。即

6、：a3a1mg，根据牛顿第三定律，铜片对桌面的压力大于mg，因此A正确，B、C、D错误。11.(多选)如图所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴OO转动，线圈受竖直轴摩擦力作用。从上向下看，当蹄形磁铁逆时针转动时，则 ()A线圈将逆时针转动，转速与蹄形磁铁相同B线圈将逆时针转动，转速比蹄形磁铁小C线圈转动时线圈内将产生方向变化的电流D线圈转动时感应电流的方向始终是abcda答案BC解析由楞次定律的推广含义可知，线圈将与蹄形磁铁同向转动，但转动的角速度一定小于蹄形磁铁转动的角速度，A错误，B正确；由于线圈转速小于蹄形磁铁转速，线圈中产生方向变化的电流，C正确，D错误。12如图1所示的是工业上探测物

7、件表面层内部是否存在缺陷的涡流探伤技术，其原理是用电流线圈使物件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的改变，从而获得构件内部是否断裂及位置的信息。如图2所示的是一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来的跳环实验装置，将一个套环置于线圈L上且使铁芯穿过其中，闭合开关S的瞬间，套环将立刻跳起，关于对以上两个运用实例理解正确的是()A涡流探伤技术运用了互感原理，跳环实验演示了自感现象B能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料C以上两个案例中的线圈所连接电源都必须是变化的交流电源D以上两个案例中的线圈所连接电源也可以都是稳恒电源答案B解析涡流探伤技术其原理是用电流线圈使物件内产生涡电流，涡流

8、的磁场反过来影响线圈的电流，借助探测线圈测定涡电流的改变；跳环实验演示线圈接在直流电源上，闭合开关的瞬间，穿过套环的磁通量仍然会改变，套环中会产生感应电流，会跳动，属于演示楞次定律，故A错误。无论是涡流探伤技术，还是演示楞次定律，都需要产生感应电流，而感应电流产生的条件是在金属导体内产生变化的磁场，故B正确。金属探伤时，是探测器中通过交变电流，产生变化的磁场，当金属处于该磁场中时，该金属中会感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈的电流；演示楞次定律的实验中，线圈接在直流电源上，闭合开关的瞬间，穿过套环的磁通量仍然会改变，套环中会产生感应电流，会跳动，故C错误，D错误。二、非选择题13.如图所示是

9、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中通有交流电时，B中会产生感应电流，使得接口处金属熔化而焊接起来。(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是很热。答案见解析解析(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，接触处电阻很大，电流的热功率PI2R也很大，而其他部分电阻很小，

10、电流的热功率也很小，所以接口处被熔化，而其他部分并不是很热。14.如图所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连，水平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一光滑螺线管A。在弧形轨道上高为h的地方，无初速度释放一磁铁B(可视为质点)，B下滑至水平轨道时恰好沿螺线管A的中心轴运动，设A、B的质量分别为M、m，若最终A、B速度分别为vA、vB。(1)螺线管A将向哪个方向运动？(2)全过程中整个电路所消耗的电能是多少？答案(1)向右运动(2)mghMvmv解析(1)磁铁B向右运动时，螺线管中产生感应电流，感应电流产生电磁驱动作用，使得螺线管A向右运动。(2)全过程中，磁铁减少的重力势能转化为A、B的动能和螺线管中的电能，所以mghMvmvE电，即E电mghMvmv。