2.6涡流现象与电磁炉同步练习（word版含答案）

2.6涡流现象与电磁炉同步练习
一、选择题（共15题）
1．下列哪些做法是减少涡流的产生　　
A．在电动机、变压器中的线圈中加入铁芯
B．电动机、变压器内部铁芯都是由相互绝缘的硅钢片组成
C．在电磁冶金中，把交变电流改成直流
D．一些大型用电器采用特制的安全开关
2．如图甲所示的是工业上探测物件表面层内部是否存在缺陷的涡流探伤技术.其原理是用载流线圈使物件内产生涡电流，借助探测线圈测定涡电流的改变，从而获得物件内部是否断裂及其位置的信息.如图乙所示的是一个带铁芯的线圈、开关S和电源用导线连接起来的跳环实验装置，将一个套环置于线圈上且使铁芯穿过其中，闭合开关S的瞬间，套环将立刻跳起.对以上两个实例的理解正确的是 （ ）
A．涡流探伤技术运用了互感原理，跳环实验演示了自感现象
B．能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料
C．以上两个实例中的线圈所连接的电源都必须是变化的交流电源
D．以上两个实例中的线圈所连接的电源也可以都是稳恒电源
3．关于涡流，下列说法中正确是
A．真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
B．家用电磁炉工作时在电磁炉的面板上产生涡流来加热食物
试卷第1页，共3页
C．阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动
D．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流
4．电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步。下列说法正确的是（　　）
A．甲图中，奥斯特通过实验研究，总结出电磁感应现象中感应电流方向的规律
B．乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花
C．丙图中，在真空冶炼中，可以利用高频电流产生的涡流冶炼出高质量的合金
D．丁图中，楞次通过实验研究，发现了电流周围存在磁场
5．以下现象中不属于涡流现象的是（　　）
A．电磁炉工作时，变化的磁场使面板上方的铁锅底部产生涡流，铁锅迅速发热，从而达到加热食物的目的
B．电动机、变压器的线圈都绕在铁芯上，线圈中流过变化的电流，在铁芯中产生的涡流使铁芯发热
C．冶炼合金钢的真空冶炼炉炉外有线圈，线圈中通入迅速变化的电流，炉内的金属中产生涡流
D．机场、车站和重要活动场所的安检门可以探测人随身携带的违禁物品
6．关于涡流，下列说法中错误的是（　　）
A．高频冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
B．家用电磁炉上的锅体中的涡流是由恒定磁场产生的
C．金属探测器靠近金属物体时，金属内会产生涡流
D．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流
7．电磁炉采用感应电流（涡流）的加热原理，是通过电子线路产生交变磁场，把铁锅放在炉面上时，在铁锅底部产生交变的电流。它具有升温快、效率高、体积小、安全性好等优点。下列关于电磁炉的说法中正确的是（　　）
A．电磁炉可以用陶瓷器皿作为锅具对食品加热
B．是线圈发热，把热能传导给锅底来加热食物的
C．电磁炉面板可采用陶瓷材料，发热部分为铁锅底部
D．电磁炉面板可采用金属材料，通过面板发热加热锅内食品
8．电磁炉具有无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等优势。电流流过电磁炉线圈产生磁场，当磁场发生变化时，铁质锅底部会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食物。下列相关说法中正确的是（　　）
A．电磁炉是利用互感原理工作的
B．锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的
C．锅体可以用不导电的陶瓷制成
D．提高磁场变化的频率，不会增强电磁炉的加热效果
9．某手持式考试金属探测器如图所示，它能检查出考生违规携带的电子通讯储存设备。工作时，探测环中的发射线圈通以电流，附近的被测金属物中感应出电流，感应电流的磁场反过来影响探测器线圈中的电流，使探测器发出警报。则（　　）
A．探测环中的发射线圈通的是恒定电流
B．探测环中的发射线圈通的是交变电流
C．探测器与被测金属物相对静止时不能发出警报
D．违规携带的手机只有发出通讯信号时才会被探测到
10．某输电线路横穿公路时，要在地下埋线。为了保护输电线不被压坏，可预先铺设结实的过路钢管，再让输电线从钢管中穿过。输电线穿过钢管的方案有两种（如图所示）：甲方案是铺设两根钢管，两条输电线分别从两根钢管中穿过；乙方案是只铺设一根钢管，两条输电线都从这一根钢管中穿过。如果输电线输送的电流很大，以下说法正确的是（　　）
A．无论输送的电流是恒定电流还是交变电流，甲乙两方案都是可行的
B．无论输送的电流是恒定电流还是交变电流，甲乙两方案都是不可行的
C．若输送的电流是交变电流，甲方案不可行，乙方案可行
D．若输送的电流是恒定电流，甲方案不可行，乙方案可行
11．1876年美国著名物理学家罗兰在实验室中完成了著名的“罗兰实验”．罗兰把大量的负电荷加在一个橡胶圆盘上，然后在圆盘附近悬挂一个小磁针，使圆盘绕中心轴高速旋转，发现小磁针发生了偏转．下列说法正确的是
A．使小磁针发生转动的原因是圆盘上的电荷运动时产生了磁场
B．使小磁针发生转动的原因是圆盘上产生了涡流
C．仅改变圆盘的转动方向，小磁针的偏转方向不变
D．如果使圆盘带上正电，圆盘的转动方向不变，小磁针的偏转方向不变
12．如图所示为新一代炊具——电磁炉，无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、高效节能等是电磁炉的优势所在．电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场，当磁场通过含铁质锅底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食物．下列相关说法中正确的是( )
A．锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的
B．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．降低磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果
13．电磁灶是利用涡流加热的，它利用交变电流通过线圈产生变化的磁场，当磁场内的磁感线通过锅底时，即会产生无数小涡流，使锅体本身高速发热，从而达到烹饪食物的目的．因此下列的锅类或容器中，适用于电磁灶的是(　　)
A．煮中药的瓦罐 B．搪瓷碗
C．平底铸铁炒锅 D．塑料盆
14．如图所示，这是机场、车站等场所的安检人员用手持金属探测器检查乘客的情形，其基本原理是当探测线圈靠近金属物体时，会在金属物体中感应出电流。下列科技实例的工作原理，与金属探测器的工作原理不同的是（　　）
A．真空冶炼炉 B．交流感应电动机
C．回旋加速器 D．电子感应加速器
15．下列没有利用涡流的是（　　）
A．金属探测器
B．变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯
C．用来冶炼合金钢的真空冶炼炉
D．磁电式仪表的线圈用铝框做骨架
二、填空题（共4题）
16．电磁灶是利用________原理制成的，它在灶内通过交变电流产生交变磁场，使放在灶台上的锅体内产生________而发热．
17．涡流大小的决定因素：磁场变化越______（越______），导体的横截面积S越______，导体材料的电阻率越______，形成的涡流就越大。
18．电磁炉是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁质锅底，使之形成无数个小涡流，加快锅底分子运动，锅底自身高速发热达到加热食物的目的，其工作原理如图所示．
(1)使用微型电脑控制的电磁炉加热时不产生明火、无烟尘、无废气、清洁、安全、高效节能，是现代家庭中理想的灶具，请写出电磁炉在使用中触及到的物理知识(只写两点)：________________和________________．
(2)在使用电磁炉加热食物时，电磁炉和锅之间的传热方向是：由________传递给________；使用电磁炉加热食物的过程中要消耗________能得到________能．
(3)“多宝”牌电磁炉某一款式性能参数如下表所示：
根据表中的参数分析，电磁炉与普通的电加热器相比，有哪些优点？__________________和_______________ (请写出两点)
19．（1）在“研究电磁感应现象”的实验中，首先要按图（甲）接线，以查明电流表指针的偏转方向与电流方向的关系；然后再按图（乙）将电流表与B连成一个闭合回路，将A与电池、滑动变阻器和开关串联成另一个闭合电路。在图（甲）中，当闭合S时，观察到电流表指针向左偏（不通电时指针停在正中央）在图（乙）中，
①将S闭合后，将螺线管A插入螺线管B的过程中，电流表的指针将___________（填“向左”“向右”或“不发生”，下同）偏转；
②螺线管A放在B中不动，电流表的指针将___________偏转；
③螺线管A放在B中不动，将滑动变阻器的滑动触片向右滑动时，电流表的指针将___________偏转；
④螺线管A放在B中不动，突然切断开关S时，电流表的指针将___________偏转。
（2）给金属块缠上线圈，线圈中通入反复变化的电流，金属块中产生如图1中虚线所示的感应电流，这样的电流称为___________，真空冶炼炉就是利用它产生的热量使金属熔化。变压器和镇流器的铁心通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压制成，而不是用一整块铁制成，其原因是为了___________，减少铁心发热损失。
（3）如图2所示的交变电流的有效值I=___________A（其中每个周期的后半周期的图像为半个周期的正弦曲线）
三、综合题（共4题）
20．把一个面积为、电阻为的160匝小导电线圈跟阻值为的电流表连接起来后放入磁感应强度B为的匀强磁场中。当把该小线圈从垂直磁场的位置迅速转到跟磁场平行的位置时，流过电流表的电荷量为多少？
21．如图所示，一狭长的铜片能绕O点在纸面平面内摆动，有界的磁场其方向垂直纸面向里，铜片在摆动时受到较强的阻尼作用，很快就停止摆动，如果在铜片上开几个长缝，铜片可以在磁场中摆动较多的次数后才停止摆动，这是为什么。
22．涡流探伤是工业上常用的技术之一，该技术通过励磁线圈靠近导体，使导电构件中产生涡电流，再借助探测线圈测定涡电流的变化量，从而获得构件缺陷的有关信息。参考如图所示的示意图，解释涡流探伤技术是如何发现导体中的缺陷的。
23．涡流产生的热会使变压器的铁芯温度升高，降低工作效率。为此，变压器中常用电阻率较大的硅钢作为铁芯材料，如图所示，并把整块金属的铁芯替换成由许多互相绝缘的薄硅钢片叠成的铁芯。请结合相关知识说明上述改进措施的原理。
参考答案：
1．B
2．B
3．B
4．C
5．D
6．B
7．C
8．A
9．B
10．C
11．A
12．C
13．C
14．C
15．B
16．电磁感应、涡流
17． 快 大 大 小
18． 电流产生磁场 热传递(分子运动加快、内能增加，温度升高 锅 电磁炉 电 内 热效率高 功率调节范围大
19． 向右 不发生 向右 向左 涡流 减少涡流
20．
21．
没有开长缝的铜片绕O点在纸面内摆动时，由于磁场有圆形边界，通过铜片的磁通量会发生变化，在铜片内产生较大的涡流，涡流在磁场中所受的安培力总是阻碍铜片的摆动，因此铜片很快就停止摆动；如果在铜片上开有多条长缝时，就可以把涡流限制在缝与缝之间的铜片上，较大地削弱了涡流，阻力随之减小，所以铜片就可以摆动较多的次数。
22．
金属探伤时，是探测器中通过交变电流，产生变化的磁场，当金属处于该磁场中时，该金属中会感应出涡流，再借助探测线圈测定涡电流的变化量，从而获得构件缺陷的有关信息。
23．
变压器的铁芯，在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象，要损耗能量，把整块的硅钢铁芯替换成由许多互相绝缘的薄硅钢片叠成的铁芯，其目的是增大电阻，从而为了减小涡流，减小发热量，提高变压器的效率。
答案第1页，共2页