人教版物理选修3-2达标训练人教版物理选修3-2课件第4章 第7节

人教版物理选修3-2第四章第7节 涡流、电磁阻尼和电磁驱动物理习题一、填空题1. 用来冶炼合金钢的真空___________，炉外有___________，线圈中通入___________电流，炉内的金属中产生___________．涡流产生的_____ ______使金属熔化并达到很高的温度．2. 利用涡流冶炼金属的优点是整个过程能在___________中进行，这样就能防止___________进入金属，可以冶炼高质量的___________．3. 探测地雷的探雷器是利用涡流工作的，士兵手持一个长柄线圈从地面扫过，线圈中___________有的电流．如果地下埋着___________，金属中会感应出___________，涡流的___________又会反过来影响线圈中的___________，使仪器报警．4. 如图所示，圆形金属环竖直固定穿套在光滑水平导轨上，条形磁铁沿导轨以初速度v0向圆环运动，其轴线在圆环圆心，与环面垂直，则磁铁在穿过环过程中，做______运动．（选填“加速”、“匀速”或“减速”）二、单选题5. 同样大小的整块金属和叠合的硅钢片铁芯放在同一变化的磁场中相比较（）A．金属块中的涡流较大，热功率也较大B．硅钢片中涡流较大，热功率也较大C．金属块中涡流较大，硅钢片中热功率较大D．硅钢片中涡流较大，金属块中热功率较大6. 如图所示，在O点正下方有一个有理想边界的匀强磁场，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（）A．A、B两点在同一水平线B．A点高于B点C．A点低于B点D．铜环将做等幅摆动( )7. 桌面上放一铜片，一条形磁铁的N极自上而下接近铜片的过程中，铜片对桌面的压力A．增大B．减小C．不变D．无法判断是否变化8. 如图所示为一光滑轨道，其中MN部分为一段对称的圆弧，两侧的直导轨与圆弧相切，在MN部分有如图所示的匀强磁场，有一较小的金属环如图放置在P点，金属环由静止自由释放，经很多次来回运动后，下列判断正确的有（）A．金属环仍能上升到与P等高处；B．金属环最终将静止在最低点；三、多选题C ．金属环上升的最大高度与MN 等高处；D ．金属环上升的最大高度一直在变小。

高中物理学习材料桑水制作第四章第7节涡流、电磁阻尼和电磁驱动一、选择题1．(2013·哈师大高二检测)下列应用与涡流有关的是( )A．家用电磁炉B．家用微波炉C．真空冶炼炉D．探雷器解析：家用电磁炉和真空冶炼炉利用涡流的热效应工作，探雷器利用涡流的磁效应工作，而微波炉利用高频电磁波工作．答案：ACD2．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为B且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( )A．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解析：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．B 对．答案：B3.(2013·合肥高二检测)如图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动，如果发现小球做减速运动，则小球的材料可能是( )A．铁B．木C ．铝D ．塑料解析：木球、塑料球在光滑水平面上将做匀速运动，B 、D 错误；铁球受磁铁的吸引在光滑水平面上将做加速运动，A 错误；铝球受电磁阻尼作用在光滑水平面上将做减速运动，C 正确．答案：C4.(2010·全国高考Ⅱ)如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b 和下边界d 水平．在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平．线圈从水平面a 开始下落．已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a 、b 之间的距离．若线圈下边刚通过水平面b 、c (位于磁场中)和d 时，线圈所受到的磁场力的大小分别为F b 、F c 和F d ，则( )A ．F d >F c >F bB ．F c <F d <F bC ．F c >F b >F dD ．F c <F b <F d解析：金属线圈进入与离开磁场的过程中，产生感应电流，线圈受到向上的磁场力即安培力，根据F ＝IlB ，E ＝Blv ，I ＝E r 可得：F ＝B 2l 2vr，由此可知线圈所受到的磁场力大小与速度大小成正比．当线圈完全进入磁场时，没有安培力，故F c ＝0；通过水平面b 时，有v 2b ＝2gh ab ，则v b ＝2gh ab ；通过水平面d 时设线圈刚完全进入时的速度为v ′b ，有v 2d －v b ′2＝2gh bd ，则v d ＝v ′2b ＋2gh bd ，而h bd >h ab ，故v d >v b ，则F d >F b ，所以本题答案为D.答案：D5.如图所示，闭合金属环从曲面上h 高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速度为零，摩擦不计，曲面处在图示磁场中，则( )A ．若是匀强磁场，环滚上的高度小于hB ．若是匀强磁场，环滚上的高度等于hC ．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于hD ．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h解析：若是匀强磁场，金属环中无涡流产生，无机械能损失；A 错误，B 正确．若是非匀强磁场，金属环中有涡流产生，机械能损失转化为内能．C 错误，D 正确．答案：BD6．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a 1、a 2、a 3.位置2处于螺线管的中心，位置1、3与位置2等距，则( )A ．a 1＜a 2＝gB ．a 3＜a 1＜gC ．a 1＝a 3＜a 2D ．a 3＜a 1＜a 2解析：圆环落入螺线管及从螺线管飞出时，环中感应电流所受安培力均向上，故a 1＜g ，a 3＜g ，但经过位置3时速度较快，ΔΦΔt较大，所受安培力较大，故a 3＜a 1＜g .圆环经过位置2时，磁通量不变，不受安培力，a 2＝g ，故A 、B 、D 正确，C 错误．答案：ABD 二、非选择题7.如图所示，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，磁感应强度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 热量．求：(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mv 2/2＝Q ＋mv ′2/2 而P ＝E 2/R ＝(B ·2r ·v ′)2/R 二式联立可得P ＝0.36 W.(2)a ＝BIL /m ＝B 2(2r )2v ′/mR ＝6×10－2m/s 2，向左． 答案：(1)0.36 W (2)6×10－2m/s 2向左8．如图所示，质量为m ＝100 g 的铝环，用细线悬挂起来，环中央距地面高度h ＝0.8 m ，有一质量为M ＝200 g 的小磁铁(长度可忽略)，以v 0＝10 m/s 的水平速度射入并穿过铝环，落地点距铝环原位置的水平距离为3.6 m ，则磁铁与铝环发生相互作用时(小磁铁穿过铝环后的运动看做平抛运动)：(1)铝环向哪边偏斜？(2)若铝环在磁铁穿过后速度为v ′＝2 m/s ，在磁铁穿过铝环的整个过程中，环中产生了多少电能？(g ＝10 m/s 2)解析：(1)由楞次定律可知，当小磁铁向右运动时，铝环向右偏斜(阻碍相对运动)． (2)由能量守恒可得：由磁铁穿过铝环飞行的水平距离可求出穿过后的速度v ＝3.62hgm/s ＝9 m/sE 电＝12Mv 20－12Mv 2－12mv ′2＝1.7 J.答案：(1)铝环向右偏 (2)1.7 J。

高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）第四章第7节涡流、电磁阻尼和电磁驱动课后强化演练一、选择题1．(2013·哈师大高二检测)下列应用与涡流有关的是()A．家用电磁炉B．家用微波炉C．真空冶炼炉D．探雷器解析：家用电磁炉和真空冶炼炉利用涡流的热效应工作，探雷器利用涡流的磁效应工作，而微波炉利用高频电磁波工作．答案：ACD2．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为B且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()A．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解析：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．B对．答案：B3.(2013·合肥高二检测)如图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动，如果发现小球做减速运动，则小球的材料可能是() A．铁B．木C．铝D．塑料解析：木球、塑料球在光滑水平面上将做匀速运动，B、D错误；铁球受磁铁的吸引在光滑水平面上将做加速运动，A错误；铝球受电磁阻尼作用在光滑水平面上将做减速运动，C正确．答案：C4.(2010·全国高考Ⅱ)如图，空间某区域中有一匀强磁场，磁感应强度方向水平，且垂直于纸面向里，磁场上边界b 和下边界d 水平．在竖直面内有一矩形金属线圈，线圈上下边的距离很短，下边水平．线圈从水平面a 开始下落．已知磁场上下边界之间的距离大于水平面a 、b 之间的距离．若线圈下边刚通过水平面b 、c (位于磁场中)和d 时，线圈所受到的磁场力的大小分别为F b 、F c 和F d ，则( )A ．F d >F c >F bB ．F c <F d <F bC ．F c >F b >F dD ．F c <F b <F d解析：金属线圈进入与离开磁场的过程中，产生感应电流，线圈受到向上的磁场力即安培力，根据F ＝IlB ，E ＝Bl v ，I ＝Er 可得：F ＝B 2l 2v r ，由此可知线圈所受到的磁场力大小与速度大小成正比．当线圈完全进入磁场时，没有安培力，故F c ＝0；通过水平面b 时，有v 2b ＝2gh ab ，则v b ＝2gh ab ；通过水平面d 时设线圈刚完全进入时的速度为v ′b ，有v 2d －v b ′2＝2gh bd ，则v d ＝v ′2b ＋2gh bd ，而h bd >h ab ，故v d >v b ，则F d >F b ，所以本题答案为D.答案：D5.如图所示，闭合金属环从曲面上h 高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速度为零，摩擦不计，曲面处在图示磁场中，则( )A ．若是匀强磁场，环滚上的高度小于hB ．若是匀强磁场，环滚上的高度等于hC ．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于hD ．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h解析：若是匀强磁场，金属环中无涡流产生，无机械能损失；A 错误，B 正确．若是非匀强磁场，金属环中有涡流产生，机械能损失转化为内能．C 错误，D 正确．答案：BD6．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a 1、a 2、a 3.位置2处于螺线管的中心，位置1、3与位置2等距，则( )A ．a 1＜a 2＝gB ．a 3＜a 1＜gC ．a 1＝a 3＜a 2D ．a 3＜a 1＜a 2解析：圆环落入螺线管及从螺线管飞出时，环中感应电流所受安培力均向上，故a 1＜g ，a 3＜g ，但经过位置3时速度较快，ΔΦΔt 较大，所受安培力较大，故a 3＜a 1＜g .圆环经过位置2时，磁通量不变，不受安培力，a 2＝g ，故A 、B 、D 正确，C 错误．答案：ABD 二、非选择题7.如图所示，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，磁感应强度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热量．求：(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m v 2/2＝Q ＋m v ′2/2 而P ＝E 2/R ＝(B ·2r ·v ′)2/R 二式联立可得P ＝0.36 W.(2)a ＝BIL /m ＝B 2(2r )2v ′/mR ＝6×10－2 m/s 2，向左．答案：(1)0.36 W (2)6×10－2 m/s 2 向左8．如图所示，质量为m ＝100 g 的铝环，用细线悬挂起来，环中央距地面高度h ＝0.8 m ，有一质量为M ＝200 g 的小磁铁(长度可忽略)，以v 0＝10 m/s 的水平速度射入并穿过铝环，落地点距铝环原位置的水平距离为3.6 m ，则磁铁与铝环发生相互作用时(小磁铁穿过铝环后的运动看做平抛运动)：(1)铝环向哪边偏斜？(2)若铝环在磁铁穿过后速度为v ′＝2 m/s ，在磁铁穿过铝环的整个过程中，环中产生了多少电能？(g ＝10 m/s 2) 解析：(1)由楞次定律可知，当小磁铁向右运动时，铝环向右偏斜(阻碍相对运动)． (2)由能量守恒可得：由磁铁穿过铝环飞行的水平距离可求出穿过后的速度v ＝3.62h gm/s ＝9 m/s E 电＝12M v 20－12M v 2－12m v ′2＝1.7 J. 答案：(1)铝环向右偏 (2)1.7 J。