课时分层作业6 涡流选学

课时分层作业

（六）［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

8.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1-7-12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（）图1-7-12A.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1-7-13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1-7-13A.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1-7-14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，贝1）（）图1-7-14A.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1-7-15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1-7-15A.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1-7-16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1-7-16【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1-7-17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1-7-17A.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1-7-18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1-7-18A.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CD错误.］

3.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图1-7-19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y=a的直线（图中虚线所示）,一个金属块从抛物线上y=b（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1-7-19A.mgb B.mv2+mgbC.mgb—a D.mv2+mgb—aD［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Q=AE=mv2+mg（b—a）,故D正确•]

4.（多选）如图1-7-20所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴00转动.从上向下看，当磁铁逆时针转动时，则（）图1-7-20A.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

5.（多选）如图1-7-21,一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1-7-21A.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E=BLv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；若所加安培力,盘匀速转动,D项正确.]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

二、非选择题（共20分）

6.如图1-7-22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1-7-221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执？/\\\■【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P=I2R也越大，焊接越快.2B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P=I2R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。