7 涡流、电磁阻尼和电磁驱动课后篇牢固提高基础牢固1.(多项选择)以下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.探雷器分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.(多项选择)以以下图,磁电式仪表的线圈平时用铝框做骨架,把线圈绕在铝框上,这样做的目的是( ) A.防范涡流而设计的B.利用涡流而设计的C.起电磁阻尼的作用D.起电磁驱动的作用分析线圈通电后,在安培力作用下发生转动,铝框随之转动,并切割磁感线产生感觉电流,也就是涡流。涡流阻拦线圈的转动,使线圈偏转后赶忙停下来。这样做的目的是利用涡流来起电磁阻尼的作用。答案BC3.(多项选择)位于圆滑水平面上的小车上搁置一螺线管,一个比螺线管长但比螺线管细的条形磁铁沿着螺线管的轴线以初速度v水平穿过,以以下图,在此过程中( )A.磁铁做匀速直线运动B.磁铁做减速运动C.小车向右做加速运动D.小车先加速后减速分析磁铁水平穿入螺线管时,管中将产生感觉电流,由楞次定律知该电流产生的磁场的作用力阻拦磁铁的运动。同理,磁铁穿出时该电流产生的磁场的作用力也阻拦磁铁的运动,故整个过程中,磁铁做减速运动,B项对。而对于小车上的螺线管来说,在此过程中,螺线管遇到的安培力都是水平向右,这个安培力使小车向右运动,且向来做加速运动,C项对。答案BC4.在水平搁置的圆滑绝缘导轨上,沿导轨固定一个条形磁铁,以以下图。现有铜、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙,使它们从导轨上的A点以某一初速度向磁铁滑去。各滑块在向磁铁运动的过程中( )A.都做匀速运动B.甲、乙做加速运动C.甲、乙做减速运动D.乙、丙做匀速运动分析甲、乙向磁铁凑近时要产生涡流,受电磁阻尼作用,做减速运动,丙则不会产生涡流,做匀速运动。答案C5.(多项选择)以以下图,abcd是一小金属块,用一根绝缘细杆挂在固定点O,使金属块在直线OO'两边来回摇动,O的正下方有一水平方向的匀强磁场所区,磁感线方向跟纸面垂直,若摩擦和空气阻力均不计,则( )A.金属块进入或走开磁场所区时,都会产生感觉电流B.金属块完整进入磁场所区后,金属块中无感觉电流C.金属块开始摇动后,摆角会愈来愈小,摆角小到某一值后将不再减小D.金属块摇动过程中,机械能会完整转变成金属块中产生的电能分析在小金属块进入或走开磁场时有感觉电流产生,完整进入磁场后无感觉电流,故可知小金属块最后将做一个等幅摇动。答案ABC6.磁电式电流表在运输时常常用短路片把正负接线柱短接,想想,这样做有什么道理?分析这是因为短路片将电流表正负接线柱短接后与线圈构成闭合电路,因为指针和线圈是固定在一起的,所以指针摇动时会带动线圈在磁场中做切割磁感线运动,从而在线圈中产生感觉电流,而感觉电流会产生阻拦线圈转动的成效,从而有效减少了指针的摇动。答案见分析能力提高1.以以下图,条形磁铁从高h处自由着落,半途穿过一个固定的空心线圈。开关S断开,条形磁铁至落地用时t1,落地时速度为v1;S闭合,条形磁铁至落地用时t2,落地时速度为v2,则它们的大小关系正确的选项是( )A.t1>t2,v1>v2B.t1=t2,v1=v2C.t1v2分析开关S断开时,线圈中无感觉电流,对条形磁铁无阻拦作用,条形磁铁自由着落,故a=g;当开关S闭合时,线圈中有感觉电流,对条形磁铁有阻拦作用,故av2,选项D正确。答案D2.以以下图,矩形线圈搁置在水平薄木板上,有两块同样的蹄形磁铁,四个磁极之间的距离两两相等,当两块蹄形磁铁匀速向右运动时,线圈仍静止不动,那么线圈遇到木板的摩擦力方向是( )A.先向左,后向右B.先向左,后向右,再向左C.向来向右D.向来向左分析当两蹄形磁铁凑近线圈时,线圈要阻拦其凑近,线圈有向右挪动的趋向,遇到木板的摩擦力方向向左,当蹄形磁铁远离线圈时,线圈要阻拦其远离,线圈仍有向右挪动的趋向,遇到木板的摩擦力方向还是向左的,选项D正确。答案D3.以以下图,圆滑水平绝缘面上有两个金属环静止在平面上,环1竖直,环2水平搁置,均处于中间切割线上,在平面中间切割线正上方有一条形磁铁,当磁铁沿中间切割线向右运动时,以下说法正确的选项是( )A.两环都向右运动B.两环都向左运动C.环1静止,环2向右运动D.两环都静止分析条形磁铁向右运动时,环1中磁通量保持为零不变,无感觉电流,仍静止;环2中磁通量变化,依据楞次定律,为阻拦磁通量的变化,感觉电流的成效使环2向右运动。答案C4.(多项选择)以以下图,有一铝质金属球以必定的初速度经过有界匀强磁场,则从球开始进入磁场到完整穿出磁场的过程中(磁场宽度大于金属球的直径),小球( )A.整个过程匀速B.进入磁场过程中做减速运动,穿出过程做加速运动C.进入和穿出磁场的过程均做减速运动D.穿出时的速度必定小于初速度分析小球在进入和穿出磁场时,有涡流产生,受阻力作用,做减速运动;完整处于磁场中时做匀速运动,C、D正确。答案CD5.圆滑曲面与竖直平面的交线是抛物线,以以下图,抛物线下半部分处在一个水平方向的匀强磁场中,磁场的上界限是y=a的直线(图中虚线所示),一个金属块从抛物线上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.mgbB.mv2+mgbC.mg(b-a)D.mv2+mg(b-a)分析金属块在进出磁场过程中要产生感觉电流,感觉电流转变成热能,机械能要减少,上升的最大高度不断降低,恰好滑不出磁场后,就做来去运动永不断止,依据能量转变与守恒,整个过程中产生的焦耳热应等于机械能的损失,即:Q=ΔE=mv2+mg(b-a),故D正确。答案D6.人造卫星绕地球运转时,轨道各处地磁场的强弱其实不同样,所以,金属外壳的人造地球卫星运转时,外壳中总有轻微的感觉电流。试分析这一现象中的能量转变状况,它对卫星的运动可能产生如何的影响?分析当穿过人造卫星的磁通量发生变化时,外壳中会有涡流产生,这一电能的产生是由机械能转变来的。它会以致卫星机械能减少,会使轨道半径减小,造成卫星离地高度降落。答案见分析7.以以下图,圆滑弧形轨道和一足够长的圆滑水平轨道相连,水平轨道上方有一足够长的金属杆,杆上挂有一圆滑螺线管A。在弧形轨道上方高为h的地方,无初速开释一磁铁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,若最后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耗费的电能。分析(1)磁铁B向右运动时,螺线管中产生感觉电流,感觉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变成A、B的动能和螺线管中的电能,所以 mgh=+E电 即E电=mgh-答案(1)向右 (2)mgh-8.以以下图,质量为m=100g的铝环,用细线悬挂起来,环中央距地面高度h=0.8m,有一质量为M=200g的小磁铁(长度可忽视),以v0=10m/s的水平速度射入并穿过铝环,落地址距铝环原地址的水平距离为s=3.6m,则磁铁与铝环发生互相作用时(小磁铁穿过铝环后的运动看作平抛运动):(1)铝环向哪边偏斜?(2)若铝环在磁铁穿过后速度为v'=2m/s,在磁铁穿过铝环的整个过程中,环中产生了多少电能?(g取10m/s2)分析(1)由楞次定律可知,当小磁铁向右运动时,铝环向右偏斜(阻拦相对运动)。 (2)设磁铁穿过铝环后的速度为v,落地时间为t。 则h=gt2 s=vt,解得v=9m/s 由能量守恒可得, E电=Mv2-mv'2=1.7J。答案(1)铝环向右偏斜 (2)1.7J
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