2019-2020年高中物理 1.3電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用知能優(yōu)化訓(xùn)練 魯科版選修3-2.doc

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2019-2020年高中物理 1.3電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用知能優(yōu)化訓(xùn)練 魯科版選修3-21下列對(duì)渦流的認(rèn)識(shí)，不正確的是()A大塊金屬中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，直接產(chǎn)生了渦流B渦流對(duì)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)既有利又有危害C渦流的形成是遵從電磁感應(yīng)規(guī)律的D渦流的主要效應(yīng)是電流的熱效應(yīng)和磁效應(yīng)解析：選A.渦流是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象，同樣遵從電磁感應(yīng)規(guī)律，是一種自成回路的旋渦電流，由閉合電路歐姆定律可知，有電流必有電動(dòng)勢(shì)，故A錯(cuò)，C正確由于整塊金屬導(dǎo)體的電阻一般情況下很小，所以產(chǎn)生的渦流很大，因而其熱效應(yīng)和磁效應(yīng)很明顯，渦流的熱效應(yīng)可以用來加熱或冶煉金屬，但有時(shí)也產(chǎn)生危害，如使某些元件發(fā)熱，故渦流既有有利的一面，也有不利的一面，所以B、D均正確，故選A.2關(guān)于磁卡，下列說法正確的是()A記錄信息時(shí)，是利用的電磁感應(yīng)原理B讀取數(shù)據(jù)時(shí)，是利用的電流的磁效應(yīng)C磁卡上涂有磁性材料，數(shù)據(jù)就記錄在這層磁性材料上D以上說法都不對(duì)解析：選C.磁卡記錄信息時(shí)，是利用的電流的磁效應(yīng)，讀取信息時(shí)，是利用的電磁感應(yīng)原理，所以A、B均錯(cuò)誤，磁卡上涂有磁性材料被不同程度地磁化而記錄下信息，所以C對(duì)，D項(xiàng)錯(cuò)誤3高頻感應(yīng)爐是用來熔化金屬對(duì)其進(jìn)行冶煉的，圖135所示為高頻感應(yīng)爐的示意圖冶煉鍋內(nèi)被裝入冶煉的金屬，線圈通入高頻交變電流，這種冶煉方法速度快，溫度容易控制，并能避免有害雜質(zhì)混入被煉金屬中，因此適于冶煉特種金屬該爐的加熱原理是()圖135A利用線圈中電流產(chǎn)生的焦耳熱B利用紅外線C利用交變電流的磁場(chǎng)在冶煉鍋內(nèi)金屬中產(chǎn)生的渦流D利用交變電流的交變磁場(chǎng)所激發(fā)的電磁場(chǎng)解析：選C.高頻感應(yīng)爐是利用了電磁感應(yīng)的原理，給線圈通入高頻交變電流后，冶煉鍋內(nèi)待冶煉的金屬在快速變化的磁場(chǎng)中被感應(yīng)出很強(qiáng)的渦流，從而產(chǎn)生大量的熱量使金屬熔化4動(dòng)圈式話筒和動(dòng)圈式揚(yáng)聲器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)相似，下列有關(guān)它們的工作原理敘述正確的是()話筒是應(yīng)用了電磁感應(yīng)原理工作的話筒是應(yīng)用了電流的磁效應(yīng)原理工作的揚(yáng)聲器是應(yīng)用了電磁感應(yīng)原理工作的揚(yáng)聲器是應(yīng)用了電流的磁效應(yīng)原理工作的A BC D解析：選B.揚(yáng)聲器的工作原理是：音頻電流通過處在磁場(chǎng)中的音圈(線圈)，電流受到磁場(chǎng)力而引起振動(dòng)，發(fā)出聲音，利用了電流的磁效應(yīng)話筒的工作原理是：聲音引起膜片在磁場(chǎng)中振動(dòng)，產(chǎn)生隨之變化的感應(yīng)電流，其原理是電磁感應(yīng)5在現(xiàn)代家庭的廚房中，電磁爐(如圖136甲)是家庭主婦非常青睞的炊具，它具有熱效率高、溫控準(zhǔn)確、安全性好、清潔衛(wèi)生等特點(diǎn)利用以下材料并結(jié)合已學(xué)習(xí)的電磁學(xué)知識(shí)分析、討論相關(guān)問題圖136如圖乙所示是描述電磁爐工作原理的示意圖爐子的內(nèi)部有一個(gè)金屬線圈，當(dāng)電流通過線圈時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)的大小和方向是隨電流不斷變化的，這個(gè)變化的磁場(chǎng)又會(huì)使放在電磁爐上面的鐵質(zhì)(或鋼質(zhì))鍋底內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于鍋底有電阻，所以感應(yīng)電流又會(huì)在鍋底產(chǎn)生熱效應(yīng)，這些熱能便能起到加熱物體的作用從而煮食因?yàn)殡姶艩t是由電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流，利用電流的熱效應(yīng)產(chǎn)生熱量，所以不是所有的鍋或器具都適用適合放在電磁爐上烹飪的器具有：不銹鋼鍋、不銹鋼壺、平底鐵鍋；不適用的有：陶瓷鍋、耐熱玻璃鍋、鋁鍋、銅鍋等綜合以上材料分析以下問題：(1)在電磁爐加熱食物的過程中涉及的物理原理有(回答三個(gè)即可)：_；_；_.(2)電磁爐的鍋不能用陶瓷鍋、耐熱玻璃鍋的原因是_；電磁爐所用的鍋不能用鋁鍋、銅鍋的原因是_(3)在鍋和電磁爐中間放一紙板，則電磁爐還能起到加熱作用嗎？為什么？解析：(1)電流的磁效應(yīng)(或電生磁)；電磁感應(yīng)現(xiàn)象(或磁生電)；電流的熱效應(yīng)(或焦耳定律)(2)陶瓷和玻璃是絕緣體，不能產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象；鋁、銅的導(dǎo)磁性太差，效率低(3)能起到加熱作用，因?yàn)榫€圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)能穿透紙板到達(dá)鍋底，在鍋底產(chǎn)生感應(yīng)電流，利用電流的熱效應(yīng)起到加熱作用答案：見解析一、單項(xiàng)選擇題1下列哪些儀器不是利用渦流工作的()A電磁爐B微波爐C金屬探測(cè)器 D真空冶煉爐解析：選B.微波爐是利用微波能量易被水吸收的原理達(dá)到加熱食物的目的，不是利用渦流工作的故應(yīng)選B.2下列做法中可能產(chǎn)生渦流的是()A把金屬塊放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中B讓金屬塊在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速運(yùn)動(dòng)C讓金屬塊在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做變速運(yùn)動(dòng)D把金屬塊放在變化的磁場(chǎng)中解析：選D.渦流就是整個(gè)金屬塊中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，所以產(chǎn)生渦流的條件就是在金屬塊中產(chǎn)生感應(yīng)電流，即穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變化而A、B、C中磁通量不變化，所以A、B、C錯(cuò)誤；把金屬塊放在變化的磁場(chǎng)中時(shí)，穿過金屬塊的磁通量發(fā)生了變化，有渦流產(chǎn)生，所以D正確3關(guān)于真空冶煉和電熨斗的說法正確的是()A它們都是只利用電流的熱效應(yīng)原理工作的B它們都是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的渦流工作的C前者是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的渦流及電流的熱效應(yīng)工作的，后者是利用電流的熱效應(yīng)工作的D前者利用的是變化的電流，后者利用的是恒定的電流解析：選C.真空冶煉是利用渦流及電流的熱效應(yīng)，電熨斗利用電流的熱效應(yīng)，所以真空冶煉需要變化的交流電產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，電熨斗可用直流電也可用交流電，應(yīng)選C.4在電磁爐使用過程中，以下說法正確的是()A線圈產(chǎn)生熱量給食物加熱B電磁爐不消耗電能C電磁爐通過線圈把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榇艌?chǎng)能，在形成渦流過程中，又把磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D在電磁爐和感應(yīng)爐中都不遵守能量守恒定律解析：選C.在電磁爐使用過程中，是鍋底的渦流產(chǎn)生熱給食物加熱，故選項(xiàng)A錯(cuò)；電磁爐通過電流時(shí)，因其各構(gòu)件工作，也會(huì)消耗部分電能，故B錯(cuò)；C項(xiàng)描述的能量轉(zhuǎn)化過程完全正確；任何物理過程都要遵守能量守恒定律，故D項(xiàng)錯(cuò)誤5. 如圖137所示，在光滑絕緣水平面上，有一鋁質(zhì)金屬球以一定的初速度通過有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則從球開始進(jìn)入磁場(chǎng)到完全穿出磁場(chǎng)過程中(磁場(chǎng)寬度大于金屬球的直徑)，小球(圖137A整個(gè)過程勻速B進(jìn)入磁場(chǎng)過程中做減速運(yùn)動(dòng)，穿出過程做加速運(yùn)動(dòng)C整個(gè)過程都做勻減速運(yùn)動(dòng)D穿出時(shí)的速度一定小于初速度解析：選D.鋁球進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)時(shí)穿過鋁球的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生渦流，產(chǎn)生熱量，動(dòng)能減少，故選D項(xiàng)6關(guān)于磁卡在記錄信息和讀取信息過程中的主要工作原理，下列說法正確的是()A讀取信息過程是電磁感應(yīng)；記錄信息過程是電流的磁效應(yīng)B記錄信息過程是電磁感應(yīng)；讀取信息過程是電流的磁效應(yīng)C記錄信息和讀取信息過程都是電磁感應(yīng)D記錄信息和讀取信息過程都是磁場(chǎng)對(duì)電流的作用解析：選A.根據(jù)磁卡的工作原理知，記錄信息時(shí)是電流的磁效應(yīng)，讀卡時(shí)是電磁感應(yīng)，故選項(xiàng)A正確7如圖138所示，A、B兩圖是把帶絕緣層的線圈繞在軟鐵上，C、D兩圖是把帶絕緣層的線圈繞在有機(jī)玻璃上，則能產(chǎn)生渦流的是()圖138解析：選A.只有穿過整個(gè)導(dǎo)體的磁通量發(fā)生變化，才產(chǎn)生渦流，B錯(cuò)在是直流電源，C、D不是導(dǎo)體8機(jī)場(chǎng)的安檢門可以利用渦流探測(cè)人身上攜帶的金屬物品，安檢門中接有線圈，線圈中通以交變電流關(guān)于其工作原理，以下說法正確的是()A人身上攜帶的金屬物品會(huì)被地磁場(chǎng)磁化，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流B人體在線圈交變電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)并在金屬物品中產(chǎn)生感應(yīng)電流C線圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)不會(huì)在金屬物品中產(chǎn)生交變的感應(yīng)電流D金屬物品中感應(yīng)電流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)會(huì)在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流解析：選D.一般金屬物品不一定能被磁化，且地磁場(chǎng)很弱，即使金屬物品被磁化磁性也很弱；作為導(dǎo)體的人體電阻很大，且一般不會(huì)與金屬物品構(gòu)成回路，故A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤；安檢門利用渦流探測(cè)金屬物品的工作原理是：線圈中交變電流產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，使金屬物品中產(chǎn)生渦流，故C錯(cuò)誤；該渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)又會(huì)在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，而線圈中交變電流的變化可以被檢測(cè)，故D正確9. 如圖139所示，在O點(diǎn)正下方有一個(gè)具有理想邊界的磁場(chǎng)，銅環(huán)在A點(diǎn)由靜止釋放，向右擺至最高點(diǎn)B，不考慮空氣阻力，則下列說法正確的是()圖139AA與B兩點(diǎn)位于同一水平線BA點(diǎn)高于B點(diǎn)CA點(diǎn)低于B點(diǎn)D銅環(huán)將做等幅擺動(dòng)解析：選B.銅環(huán)在進(jìn)入和穿出磁場(chǎng)過程中，穿過環(huán)的磁通量發(fā)生變化，環(huán)中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，環(huán)中電能增加，機(jī)械能減小，故B點(diǎn)高度低于A點(diǎn)高度，選項(xiàng)B正確10光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如圖1310所示，拋物線的方程是yx2，下半部處在一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中磁場(chǎng)的上邊界是ya的直線(圖中的虛線所示)，一個(gè)小金屬塊從拋物線上yb(ba)處以初速度v沿拋物線下滑假設(shè)拋物線足夠長(zhǎng)，金屬塊沿拋物線下滑后產(chǎn)生的焦耳熱總量是() 圖1310 Amgb B.mv2 Cmg(ba) Dmg(ba)mv2解析：選D.金屬塊進(jìn)出磁場(chǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生焦耳熱，損失機(jī)械能而使金屬塊所能達(dá)到的最高位置越來越低，當(dāng)金屬塊所能達(dá)到的最高位置為ya時(shí)，金屬塊不再進(jìn)出磁場(chǎng)，不再產(chǎn)生焦耳熱金屬塊機(jī)械能不再損失，在磁場(chǎng)中往復(fù)運(yùn)動(dòng)由于金屬塊減少的動(dòng)能和重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以Q|EpEk|mg(ba)mv2.二、非選擇題11. 如圖1311所示，把一個(gè)金屬板放在蹄形磁鐵的兩磁極之間，蹄形磁鐵和金屬板都可以繞OO軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)蹄形磁鐵時(shí)，金屬板也跟著轉(zhuǎn)動(dòng)起來，請(qǐng)解釋這種現(xiàn)象圖1311解析：當(dāng)蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過金屬板的磁通量就發(fā)生變化例如，金屬板處于圖示的初始狀態(tài)時(shí)，穿過金屬板的磁通量為零，蹄形磁鐵一轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過板中的磁通量就增加了，此時(shí)板中就有感應(yīng)電流(渦流)產(chǎn)生，就要受安培力的作用，使其與磁鐵沿相同的方向轉(zhuǎn)動(dòng)答案：見解析12在科技館中?？吹竭@樣的表演：一根長(zhǎng)1 m左右的空心鋁管豎直放置(圖1312甲)，把一枚磁性很強(qiáng)的小圓片從鋁管上端放入管口，圓片直徑略小于鋁管的內(nèi)徑從一般經(jīng)驗(yàn)來看，小圓片自由落下1 m左右的時(shí)間不會(huì)超過0.5 s但把小圓片從上端管口放入管中后，過了許久才從鋁管下端落出小圓片在管內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，沒有感覺到它跟鋁管內(nèi)壁發(fā)生摩擦，把小圓片靠著鋁管，也不見它們相互吸引是什么原因使小圓片在鋁管中緩慢下落呢？如果換用一條有裂縫的鋁管(圖乙)，圓片在鋁管中下落的速度就快多了這又是為什么？ 圖1312解析：磁性小圓片在鋁管中下落過程中，穿過圓筒任一截面的磁通量發(fā)生變化，故鋁管中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，此感應(yīng)電流會(huì)阻礙磁片下落而有裂縫的鋁管在任一截面回路均為開路，不會(huì)形成感應(yīng)電流，因而不阻礙磁片下落答案：見解析