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4-7

上传时间: 2014-08-23

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课后跟踪演练

基础巩固

1．下列应用哪些与涡流有关(　　)

A．高频感应冶炼炉

B．汽车的电磁式速度表

C．家用转盘式电度表

D．闭合线圈在匀强磁场中转动，切割磁感线产生的电流

解析　真空冶炼炉，炉外线圈通入交变电流，炉内金属中产生涡流；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；家用转盘式电表的转盘中有涡流产生；闭合线圈在磁场中转动产生感应电流，不同于涡流，D选项错误．

答案　ABC

2．如图所示，闭合金属环从高h的曲面滚下，又沿曲面的另一侧上升，设闭合环初速度为零，摩擦不计，则(　　)

A．若是匀强磁场，环滚上的高度小于h

B．若是匀强磁场，环滚上高度等于h

C．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h

D．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h

解析　如果是非匀强磁场，金属环在运动过程中，通过它的磁通量发生变化，产生电磁阻尼．机械能转化成内能，环滚上的高度小于h.如果是匀强磁场，则金属环运动中通过它的磁通量不发生变化．没有电磁阻尼，机械能守恒，能滚上原来的高度，故B、D选项正确．

答案　BD

3．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

解析　涡流是整个金属块中产生的感应电流，即穿过金属块的磁通量发生变化，而A、B、C选项中磁通量不变化，没有涡流产生；把金属块放在变化的磁场中，通过它的磁通量发生变化．有涡流产生，故D选项正确．

答案　D

4.如图所示，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(　　)

A. A、B两点在同一水平线上

B. A点高于B点

C. A点低于B点

D．铜环将做等幅摆动

解析　铜环在进入和穿出磁场的过程中，穿过环的磁通量发生变化，环中有感应电流产生，将损耗一定的机械能．故A点高于B点．

答案　B

5．光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程是y＝x2，下半部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(图中的虚线所示)，一个小金属块从抛物线上y＝b(b>a)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(　　)

A．mgb　　　　　　

B.mv2

C．mg(b－a)

D．mg(b－a)＋mv2

解析　金属块在进出磁场过程中要产生感应电流，机械能要减少，上升的最大高度不断降低，最后刚好飞不出磁场后，就往复运动永不停止，由能量守恒可得Q＝ΔE＝mv2＋mg(b－a)．

答案　D

拓展提升

6．磁电式仪表的线圈通常用铝框当骨架，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　线圈通电后，在安培力作用下而转动，铝框随之转动，并切割磁感线产生感应电流，就是涡流，涡流阻碍线圈转动，使线圈转动后较快停下来，所以，这样做的目的是利用涡流来起电磁阻尼的作用．

答案　BC

7．(2012·北京)物理课上，老师做了一个奇妙的“跳环实验”．如图所示，她把一个带铁芯的线圈L、开关S和电源用导线连接起来后，将一金属套环置于线圈L上，且使铁芯穿过套环．闭合开关S的瞬间，套环立刻跳起．

某同学另找来器材再探究此实验．他连接好电路，经重复实验，线圈上的套环均未动．对比老师演示的实验，下列四个选项中，导致套环未动的原因可能是(　　)

A．线圈接在了直流电源上

B．电源电压过高

C．所选线圈的匝数过多

D．所用套环的材料与老师的不同

解析　金属套环跳起来的原因是开关S闭合时，套环上产生的感应电流与通电螺线管上的电流相互作用而引起的，线圈接在直流电源上时，金属套环也会跳起．电压越高线圈匝数越多，S闭合时，金属套环跳起越剧烈．若套环是非导体材料，则套环不会跳起，故A、B、C选项错误，D选项正确．

答案　D

8．如图是高频焊接原理示意图，线圈中通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，由于焊缝处的接触电阻很大，放出的焦耳热很多，致使温度升得很高，将金属熔化，焊接在一起．我国生产的自行车车架就是用这种办法焊接的．试定性地说明：为什么交变电流的频率越高，焊缝处放出的热量越多．

解析　交变电流的频率越高，它产生的磁场的变化就越快．根据法拉第电磁感应定律，在待焊接工件中产生的感应电动势就越大，感应电流就越大，而放出的热量与电流的平方成正比，与通电导体的电阻成正比，而焊接处电阻较大产生的热量更多，所以交变电流的频率越高，焊缝处放出的热量越多．

答案　见解析

9．在用车辆长途运输微安表时，常用导线把微安表的两个接线柱连在一起，这是什么道理？

答案　在长途运输时，表壳会经常晃动，指针左右摆动很厉害，易损坏表针，用导线把微安表两接线柱连在一起，就形成了闭合回路，产生感应电流从而阻碍它们的相对运动，这样表针的摆动幅度会大大减小，能保护电表．

10．如图所示，质量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10 m/s的水平速度射入并穿过铝环，落地点距铝环原来位置的水平距离为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速度看做平抛运动)．

(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/s2)

解析　(1)由楞次定律可知，当小磁铁向右运动时，铝环向右偏(阻碍相对运动)．

(2)由能量守恒定律可得，系统损失的机械能产生了电能．

E电＝Mv－mv2－Mv.

其中v1为穿过铝环后小磁铁的水平速度，由平抛运动的知识，得

h＝gt2，l＝v1·t.

解得v1＝＝9 m/s.

则E电＝1.7 J.

答案　(1)铝环向右偏

(2)1.7 J

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