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鲁科版选择性必修二第二章第三节自感现象与涡流提升练
一、单项选择题
1.下列说法中错误的是( )
A. 真空冶炼护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
C. 手机无线充电技术是利用互感现象制成的
D. 在制作精密电阻时,为了消除使用过程中电流变化引起的自感现象,采取了双线绕法
2.学完电磁感应涡流的知识后,某个同学回家制作了一个简易加热器,如图所示,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,下列措施可行的是( )
A. 将金属杯换为陶瓷杯 B. 增加线圈的匝数
C. 取走线圈中的铁芯 D. 将交流电源换成电动势更大的直流电源
3.如图所示,是直流电阻可忽略的线圈,、、是三个相同的小灯泡,下列说法正确的是( )
A. 开关闭合瞬间,灯立即亮,、灯逐渐变亮
B. 开关闭合电路稳定后,、灯都亮,灯不亮
C. 开关断开后,流过灯的电流方向与原来相反
D. 开关断开后,流过灯的电流方向与原来相反
4.如图所示的电路中,电感的自感系数很大,电阻可忽略,为理想二极管,则下列说法中正确的有( )
A. 当闭合时,立即变亮,逐渐变亮
B. 当闭合时,一直不亮,立即变亮
C. 当断开时,立即熄灭
D. 当断开时,突然变亮,然后逐渐变暗至熄灭
5.如图为上海中心大厦的上海慧眼阻尼器。质量块和吊索构成一个巨型复摆,质量块下方有一圆盘状的大型电磁铁,大厦产生晃动时,复摆与主体做相同晃动,电磁铁通电后,质量块中会产生涡流,受到电磁阻尼作用,减弱大楼的晃动,保持大厦的稳定和安全。下列说法正确的是( )
A. 阻尼过程中,电能转化为动能
B. 涡流的大小与质量块摆动速度有关
C. 改变电磁铁中电流方向,质量块不会受到电磁阻尼作用
D. 质量块受到的电磁阻力与电磁铁的磁场强弱无关
6.人们对电磁炮的研究不断深入。某高中科研兴趣小组利用学过的知识制造了一台电磁炮,其原理示意图如图甲所示,高压直流电源电动势为,大电容器的电容为。线圈套在中空的塑料管上,管内光滑,将直径略小于管的内径的金属小球静置于管口附近。首先将开关接,使电容器完全充电,然后立即将转接,此后电容器放电,通过线圈的电流随时间的变化如图乙所示,金属小球在的时间内被加速发射出去,时刻刚好运动到管口。下列关于该电磁炮的说法正确的是( )
A. 小球在塑料管中做加速度增大的加速运动
B. 在的时间内,小球中产生的涡流从左向右看是顺时针方向的
C. 在时刻,小球受到的线圈磁场对它的作用力为零
D. 在的时间内,电容器储存的电能全部转化为小球的动能
7.上海中心大厦顶部的阻尼器确保了整栋大厦在台风中的稳定。阻尼器简化原理如图所示,当楼体在风力作用下摆动时,携带有永磁体的质量块由于惯性产生反向摆动,在金属地板内产生涡流,从而使大厦减振减摆。则
A. 涡流由外部电源产生 B. 地板电阻率越大,产生涡流越大
C. 永磁体摆动速率越大,产生涡流越大 D. 阻尼器最终将机械能转化为电势能
8.为了使灵敏电流计的指针在零刻度附近快速停下,实验小组的同学利用“电磁阻尼”来实现。他们设计了如图所示的甲、乙两种方案。甲方案:在指针转轴上装上扇形铝板,磁场位于铝板中间;乙方案:在指针转轴上装上扇形铝框,磁场位于铝框中间。下列说法正确的是( )
A. 甲方案中,铝板摆动时磁通量不变,不会产生感应电流
B. 甲方案中,铝板摆动时能产生涡流,起到电磁阻尼的作用
C. 乙方案中,铝框小幅度摆动时会产生感应电流
D. 乙方案比甲方案更合理
9.如图所示,两个完全相同的灯泡的电阻值与相等,线圈的自感系数很大,且直流电阻值忽略不计。闭合开关瞬间均发光,待电路稳定后再断开开关,则( )
A. 闭合开关瞬间,、的亮度相同
B. 闭合开关后,、都逐渐变暗
C. 断开开关瞬间,中电流方向与断开前相同
D. 断开开关后,由不亮突然闪亮后熄灭
10.某同学利用如图所示电路研究自感现象。电源的电动势为,内阻不计,电感线圈的电阻不计。在时刻闭合开关,电路稳定后,在时刻断,发现灯泡闪亮一下后逐渐熄灭。若取由到的电流方向为电流的正方向,则下列图中表示通过灯泡的电流随时间变化的图像中正确的是
A. B.
C. D.
11.电吉他是现代科学技术的产物,从外形到音响都与传统的吉他有着明显的差别。电吉他中电拾音器的基本结构如图所示,固定的条形磁体附近的金属弦被磁化,当金属弦上下振动时,在线圈中产生与弦振动情况对应的弱电流,电流经电路放大后传送到音箱发出声音。下列说法正确的是
A. 电吉他利用了自感现象
B. 电吉他利用了互感现象
C. 电吉他利用了电磁阻尼
D. 当金属弦靠近磁体时,线圈端的电势较高
12.如图甲是磁电式电流表的结构,其内部极靴与铁质圆柱间的磁场分布如乙图所示。下列关于磁电式电流表的说法正确的是( )
A. 极靴与圆柱间的磁场为匀强磁场
B. 当线圈位置和电流方向如图乙所示时,线圈将逆时针偏转
C. 运输时为保护电流表,应将电流表的正负极用导线相连,利用的原理是电磁驱动
D. 线圈中电流越大,安培力就越大,螺旋弹簧的形变也越大,线圈偏转的角度也越大
13.如图,,是两个规格相同的小灯泡,为自感系数较大的线圈,、是零刻度在中间的相同电流表,闭合开关调节滑动变阻器,使两个灯泡的亮度相同。则
A. 闭合瞬间,灯泡立刻变亮,灯泡逐渐变亮
B. 闭合瞬间,电流表示数等于示数
C. 稳定后,断开瞬间,灯泡先闪亮一下,再熄灭
D. 稳定后,断开瞬间,电流表和指针偏转方向相同
14.图和图是教材中演示自感现象的两个电路图,和为电感线圈。实验时,断开开关瞬间,灯突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关,灯逐渐变亮,而另一个相同的灯立即变亮,最终与的亮度相同。下列说法正确的是( )
A. 图中,与的电阻值不相同
B. 图中,闭合,电路稳定后,中电流大于中电流
C. 图中,变阻器与的电阻值不相同
D. 图中,闭合瞬间,中电流与变阻器中电流相等
二、多项选择题
15.如图所示,关于下列器材的原理和用途,下列说法中正确的是( )
A. 建筑物顶端的避雷针通过尖端放电,中和空气中的电荷达到避免雷击的目的
B. 扼流圈对交流有阻碍作用是因为线圈存在电阻
C. 真空冶炼炉的工作原理是炉体产生涡流,涡流产生热量使炉内金属熔化
D. 磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
16.高铁常用磁刹车系统,某同学为研究其工作原理让铜盘处于磁场方向均垂直于其平面的磁场中进行实验。如图甲:圆形匀强磁场区域与铜盘是同心圆且面积小于铜盘面积如图乙,磁场区域与甲相同,磁场的磁感应强度从左到右减小如图丙,匀强磁场区域与甲相同,磁场的磁感应强度随时间均匀减小如图丁,圆形匀强磁场区域处于铜盘的一侧。现给铜盘一初始角速度,整个过程忽略空气阻力和摩擦阻力的影响,忽略铜盘厚度,则铜盘能停下来的是( )
A. 图甲 B. 图乙 C. 图丙 D. 图丁
17.如图所示,两个小灯泡规格相同,是自感系数很大,内阻可以忽略的线圈。下列说法正确的是( )
A. 闭合开关瞬间,、瞬间变亮
B. 闭合开关瞬间,缓慢变亮,瞬间变亮
C. 闭合开关,待电路稳定后再断开开关瞬间,闪亮一下再缓慢熄灭
D. 闭合开关,待电路稳定后再断开开关瞬间,流过灯泡的电流方向反向
18.水平放置的铝盘可绕光滑转轴自由转动,在铝盘上方较近距离放置一个条形磁铁,绕转轴转动磁铁,发现静止的铝盘也会发生转动。下列说法正确的是( )
A. 铝盘与磁铁转动方向相同
B. 稳定后,铝盘转速等于磁铁转速
C. 铝盘因为受到安培力而转动
D. 磁铁停止转动,但不移开,铝盘会继续匀速转动
19.某研究性学习小组的同学设计的电梯坠落的应急安全装置如图所示,在电梯挂厢上安装永久磁铁,并在电梯的井壁上铺设闭合线圈,这样可以在电梯突然坠落时减小对人员的伤害。关于该装置,下列说法正确的是( )
A. 当电梯突然坠落时,该安全装置不可能使电梯悬停在线圈、之间
B. 当电梯坠落至永久磁铁在线圈、之间时,线圈、中的电流方向相同
C. 当电梯坠落至永久磁铁在线圈、之间时,线圈、均在阻碍电梯下落
D. 当电梯坠落至永久磁铁在线圈、之间时,线圈在阻碍电梯下落,线圈在促进电梯下落
20.如图所示,光滑的弧形碗中间部位矩形虚线框内有垂直纸面向外的匀强磁场,金属环在点由静止释放,向右滚动至最高点,则下列描述正确的是( )
A. 点高于点 B. 、两点在同一水平线上
C. 点低于点 D. 金属环最终将在虚线框内做往复运动
21.如图为我国最高建筑上海中心大厦配备的“上海慧眼”阻尼器简化图,它使用我国独创的电涡流阻尼技术该阻尼器由铁制配重块、吊索、电磁阻尼系统包括固定在大厦的铜板及镶嵌在铜板上的强磁铁、艺术雕塑、主体结构保护系统组成当大厦由于剧烈台风发生振动时,配重块发生相应摆动,减弱大厦振动的幅度,增强大厦的舒适度下列说法正确的是( )
A. 要达到最好的减震效果,配重块的摆动频率需与大厦振动频率相等,且步调相同
B. 要达到最好的减震效果,配重块的摆动频率需与大厦振动频率相等,且步调相反
C. 该阻尼器将机械能转化为内能
D. 将铁制配重块换成水泥块,不会影响阻尼器的阻尼效果
三、综合题
22.如图所示,铝制小球通过轻绳悬挂于点,在点正下方水平地面上放置一块磁铁现将小球从位置由静止释放,小球从左向右摆动,磁铁始终保持静止,忽略空气阻力,问:
小球能否摆到右侧与点等高的点为什么小球从位置出发摆到右侧最高点的过程中,磁铁对地面的压力大小如何变化磁铁所受的的摩擦力方向如何无须说明原因
23.电磁炉是目前家庭常用的炊具,由线圈盘、陶瓷面板等部件组成。其原理是利用感应电动势在锅底内产生涡流,致使锅体本身快速发热,从而加热锅内食物。
在工作原理上与电磁炉最接近的是______。
A.磁电式电表 B.电子显微镜
C.电磁炮 D.法拉第圆盘发电机
多选有关电磁炉,下列说法正确的是______。
A.电磁炉是陶瓷面板发热来加热食物的
B.电磁炉可以用陶瓷材料的锅来加热食物
C.锅底越是靠近陶瓷面板,锅的加热效果就越好
D.增大励磁线圈中交变电流的频率,锅的加热效果更好
多选线圈在电磁炉中起到了重要作用。小李同学用图中带有线圈的电路研究通电自感和断电自感现象。如图所示,灯泡和的规格完全相同,线圈的电阻不计,下列说法中正确的是______。
A.当接通电路时,和始终一样亮
B.当断开电路时,立即熄灭、过一会才熄灭
C.当断开电路时,两灯都过一会才熄灭
D.当接通电路时,先达到最大亮度,后达到最大亮度,最后两灯一样亮
除电磁炉外,线圈在扬声器中也起到了重要作用。图是扬声器的内部结构示意图,线圈两端加有与声音频率相同的电压。图是动圈式话筒构造示意图,当有人在话筒前说话时,声音使膜片振动带动磁场内的线圈发生相应振动。、工作时分别利用了______和______均选填:“电流的磁效应”;“磁场对通电导体的作用”;“电磁感应”。
除电磁炉,电磁感应现象在科技和生活中有着广泛的应用,下列说法正确的是______。
A.图甲中,发射线圈接入恒定电流也能实现手机充电
B.图乙中,电磁炉工作时,炉面板处在快速变化的磁场中,从而在板内会产生无数基本处在垂直板平面内的小涡流,致使炉面板快速发热
C.图丙中,冶炼炉的炉外线圈通入高频交流电时,线圈产生大量热量,冶炼金属
D.图丁中,电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起,这是为了保护电表指针,利用了电磁阻尼原理
24.一根足够长的空心铜管竖直放置,使一枚直径略小于铜管内径、质量为的圆柱形强磁铁从管内某处由静止开始下落,如图所示,它不会做自由落体运动,而是非常缓慢地穿过铜管,在铜管内下落时的最大速度为。强磁铁在管内运动时,不与铜管内壁发生摩擦,空气阻力也可以忽略。产生该现象的原因是变化的磁场在铜管内激发出了涡流,涡流反过来又对强磁铁产生了很大的阻力。虽然该情景中涡流的定量计算非常复杂,我们不需要求解,却仍然可以用我们学过的知识来对下述问题进行分析。
求图中的强磁铁达到最大速度后铜管的热功率;
强磁铁下落过程中,可以认为铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比,且强磁铁周围铜管的有效电阻是恒定的。由此分析,如果在图甲中强磁铁的上面粘一个质量为的绝缘橡胶块,则强磁铁下落的最大速度是多大?
若已知强磁铁下落过程中的任一时刻,强磁铁机械能耗散的功率等于其受到的阻力大小与下落速度大小的乘积。则在图中,质量为的强磁铁从静止下落,经过时间后达到最大速度,求此过程强磁铁的下落高度;
若将空心铜管切开一条竖直狭缝,如图所示,强磁铁还从管内某处由静止开始下落,发现强磁铁的下落还是会明显慢于自由落体运动,请你分析这一现象的原因。
答案和解析
1.【答案】
【解析】A.真空冶炼炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的,炉内放入被冶炼的金属,线圈内通入高频交变电流,这时被冶炼的金属中产生涡流就能被熔化,故 A正确,不符合题意
B.电磁炉利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场,当含铁质锅具放置炉面时,铁磁性锅体被磁化,锅具即切割交变磁感线而在锅具底部产生交变的涡流,故 B错误,符合题意
C.无线充电利用电磁感应原理,当充电底座的发射线圈中通有交变电流时,发射线圈产生交变的磁场,根据电磁感应原理,在接收线圈中产生感应电流,实现对接收充电设备的充电无线充电时手机接收线圈部分的工作原理是“互感现象”,故 C正确,不符合题意
D.在制作精密电阻时,为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象,采用双线并绕的方法,故 D正确,不符合题意。故选B。
2.【答案】
【解析】、由题意可知,本题中是涡流现象的应用;即采用线圈产生的磁场使金属杯产生感应电流;从而进行加热的,则由法拉第电磁感应定律可知,增加线圈的匝数、提高交流电的频率均可以提高发热功率;则可以缩短加热时间,取走线圈中的铁芯,降低发热功率;则会增加加热时间,故B正确,C错误;
A、将杯子换作瓷杯不会产生涡流,则无法使水加热,故A错误;
D、将交流电源换成电动势更大的直流电源,由于直流电不会在金属杯中产生感应电流,故无法使水加热,故D错误。故选:。
3.【答案】
【解析】A.开关闭合瞬间,、灯立即亮,线圈中产生自感电动势阻碍电流的增大,使得灯逐渐变亮,故A错误
B.开关闭合至电路稳定后,相当于导线,则三灯都亮,故B错误
开关断开后,灯立即熄灭,线圈中产生自感电动势阻碍原电流的减小,则电流将在线圈与、灯之间形成新的回路,流过灯的电流方向与原来相反,流过灯的电流方向与原来相同,故C正确、D错误。
4.【答案】
【解析】、闭合开关的瞬间,由于二极管具有单向导电性,所以无电流通过,由于线圈中自感电动势的阻碍,灯逐渐亮,故AB错误;
、闭合开关,待电路稳定后断开开关,线圈产生自感电动势,两灯串联,所以突然变亮,然后逐渐变暗至熄灭.故C错误,D正确。故选D。
5.【答案】
【解析】A.阻尼过程中涡流产生是质量块的动能转化为电能,故A错误:
B.根据法拉第电磁感应定律,感应电动势与磁通量的变化率有关,质量块摆动速度越大,磁通量的变化率越大,感应电动势越大,感应电流越大,故B正确;
C.改变电磁铁中电流方向,同样会在质量块中出现涡流,涡流受安培力,阻碍质量块的运动,故C错误;
D.根据安培力,可得质量块受到的电磁阻力与电磁铁的磁场强弱有关,故D错误。
6.【答案】
【解析】A.根据自感电动势公式可知,金属小球产生的涡流为变化值,且线圈磁场不恒定,故受力不可能恒定,故不可能做匀变速直线运动,故A错误;
B.电流增大,根据安培定则判断线圈磁场向右增强,根据楞次定律可知小球涡流方向为逆时针,故B错误;
C.根据,可知时刻,电流变化率为零,故小球无感应电动势,即无感应电流,即不受力,故C正确;
D.电容器存储的电能除了转化为小球的动能还有线圈的焦耳热,故D错误。故选C。
7.【答案】
【解析】A.阻尼器摆动时,永磁铁在导体板上方摆动,磁通量发生变化,从而在导体板内产生涡电流,属于电磁感应现象,不是外部电源产生的电流,故 A错误
B.导体板电阻率越大,电阻越大,根据欧姆定律可知涡电流越小,故 B错误
C.质量块摆动的速率越大,穿过导体板的磁通量变化越快,根据法拉第电磁感应定律可知产生的感应电动势就越大,则涡电流也越大,故 C正确。
D.通过阻碍质量块和永磁铁的运动,阻尼器将动能转化为电能,并通过电流做功将电能最终转化为内能,所以阻尼器最终是将机械能转化为内能的,故 D错误
故选C。
8.【答案】
【解析】、甲方案中,铝板摆动时能产生涡流,起电磁阻尼的作用,故A错误,B正确;
、乙方案中,铝框小幅度摆动时,穿过铝框的磁通量不变,铝框中不产生感应电流,不能起到电磁阻尼作用,故CD错误。
9.【答案】
【解析】、闭合开关瞬间,电路中迅速建立了电场,立即产生电流,但线圈中产生自感电动势,阻碍电流的增加,故开始时通过灯泡的电流较大,故灯泡较亮;电流稳定后,因线圈的自感系数很大,且直流电阻值忽略不计.熄灭,更亮;故AB错误;
、断开瞬间,干路中电流立即减为零,但线圈中会产生很强的自感电动势,与灯泡构成闭合回路放电,放电电流在原来电感线圈电流基础上减少,故闪亮后熄灭;灯和没有供电回路,所以中没有电流,故C错误,D正确。故选:。
10.【答案】
【解析】C.在时刻闭合开关,灯泡两端的电压为电源的电动势,通过灯炮的电流立即达到稳定,故C错误;
B.之前,由于通过灯泡的电流方向为方向,即为正,电感线圈中电流方向为,在时刻,断开,由灯泡“闪亮”知之前,通过电感中电流大于通过灯泡中的电流,时刻,断开,电感的自感作用使电感中电流方向从,即通过灯泡中的电流方向为负,故B错误;
时刻断开,由于电感线圈的自感作用使电感线圈中电流大小从开始流过灯泡,故A正确、D错误。故选A。
11.【答案】
【解析】自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象,互感现象是一个线圈中的电流发生变化在另一个线圈中产生感应电动势的现象,在电吉他中,金属弦被磁化后,其上下振动使穿过固定线圈中的磁通量发生变化,从而在线圈中产生感应电流,电吉他既不属于自感现象也不属于互感现象,故AB错误;
C.根据上述分析可知,电吉他主要利用电磁感应原理工作的,故C错误;
D.当金属弦靠近磁体时,穿过线圈的磁通量增大,根据楞次定律可知,感应电流产生的磁场阻碍磁通量的增加,与原来磁场方向相反,结合右手定则可知,感应电流从流入线圈,从流出线圈,所以端的电势较高,故D正确。故选D。
12.【答案】
【解析】A.匀强磁场的磁感应强度应大小处处相等,方向处处相同,由图可知,该磁场不是匀强磁场,故A错误;
B. 根据左手定则知,线圈将顺时针偏转,故B错误;
C. 运输时为保护电流表,应将电流表的正负极用导线相连,原理是利用电磁阻尼使指针迅速停摆或无法大幅度摆动,故C错误;
D. 线圈中电流越大,安培力就越大,螺旋弹簧的形变也越大,线圈偏转的角度也越大,故 D正确。故选D。
13.【答案】
【解析】闭合瞬间,灯泡立刻变亮,与灯泡串联的线圈产生自感电动势,导致灯泡逐渐变亮。所以此时电流表 示数不等于 示数。故A正确;B错误;
C.稳定后,断开瞬间,灯泡与灯泡所在支路形成闭合回路,因为断开前两支路电流相等,所以断开瞬间两灯不会先闪亮一下,再熄灭。故C错误;
D.依题意,稳定后电流表 和 的电流方向相同,指针偏转方向相同,断开瞬间,在新的回路中电流表 的指针方向不变,电流表 指针偏转方向反向。故D错误。故选A。
14.【答案】
【解析】、图中,断开的瞬间,灯闪亮,是因为电路稳定时,的电流小于的电流,则可知的电阻小于的电阻,故A正确,B错误;
C、图中,最终与的亮度相同,故两个支路的总电阻相同,因两个灯泡电阻相同,所以变阻器与的电阻值相同,故C错误;
D、图中,闭合瞬间,对电流有阻碍作用,所以中电流与变阻器中电流不相等,故D错误;故选:。
15.【答案】
【解析】建筑物顶端的避雷针通过尖端放电,中和空气中的电荷达到避免雷击的目的;扼流圈对交流有阻碍作用是因为线圈内的磁通量发生变化;真空冶炼炉的工作原理是金属内产生涡流,涡流产生热量使炉内金属熔化;磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用。,选项 正确
16.【答案】
【解析】图甲中圆形匀强磁场区域与铜盘是同心圆且面积小于铜盘面积,可知在铜盘转动过程中,穿过铜盘的磁通量并不会发生改变,因此没有感应电流产生;而乙图中磁场的磁感应强度从左到右减小,因此在铜盘转动时,穿过铜盘某一面积的磁通量将不断发生改变,铜盘内将有涡流产生,铜盘将受到安培力的阻碍作用从而停止运动,故A错误,B正确;
C.图丙中匀强磁场区域与甲相同,但磁场的磁感应强度随时间均匀减小,可知穿过铜盘的磁通量发生改变,由于磁感应强度随时间均匀减小,因此铜盘中将产生恒定大小的感应电流,但铜盘受安培力的合力为零,不产生电磁阻尼的作用,因此铜盘不会停止运动,故C错误;
D.图丁中圆形匀强磁场区域处于铜盘的一侧,则在铜盘运动时,铜盘将切割磁感线从而产生感应电流,因此铜盘会在安培力的作用下停止运动,故D正确。
17.【答案】
【解析】、闭合开关瞬间,由于的阻碍作用,缓慢变亮,而瞬间变亮,故A错误,B正确;
、闭合开关,待电路稳定后,通过的电流大于通过的电流,再断开开关瞬间,线圈阻碍电流的减小,此时相当于电源,、、、电阻形成闭合回路,回路中电流从开始减小,故闪亮一下再缓慢熄灭,故C正确,D错误。故选BC。
18.【答案】
【解析】根据楞次定律可知,为阻碍磁通量增加,则导致铝盘与磁铁转动方向相同,但快慢不一样,选项A正确,B错误
.铝盘转动是因为由于电磁感应产生电流,而使铝盘内受到安培力而转动,选项 C正确,
D.磁铁停止转动,但不移开,铝盘会继续减速转动,选项D错误。
19.【答案】
【解析】若电梯突然坠落,线圈内的磁通量发生变化,将在两个线圈中产生感应电流,根据楞次定律,两个线圈的感应电流都会阻碍磁铁的相对运动,但不能阻止磁铁的运动,可起到应急避险作用,但不可能使电梯悬停在线圈、之间。故AC正确,D错误;
B.根据楞次定律,当电梯坠落时,磁铁在线圈中产生向上的磁场减弱,故线圈中会产生逆时针电流俯视,磁铁在线圈中产生向上的磁场增强,则中产生顺时针电流俯视,则和中电流方向相反,故B错误。故选AC。
20.【答案】
【解析】金属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,所以点高于点。
金属环的摆动幅度会越来越小,最终出不了磁场,而做等幅摆动。故选 AD。
21.【答案】
【解析】大厦受到的力应与振动总是方向相反,才能利于减弱其振动幅度,故配重块的摆动频率需与大楼的固有频率相等,且步调相反,项错误,项正确
C.该阻尼器将机械能转化为内能,项正确
D.水泥配重块不能被强磁铁磁化,不能使铜板产生涡流,项错误。
22.【答案】不能小球在摆动过程中,由于电磁感应会产生涡流,使机械能减少。
压力先增大后减小;磁铁所受摩擦力方向一直水平向左。
【解析】由于金属小球处于磁场中,运动过程会产生涡流,根据能量转化与守恒可知,小球不能摆到等高的点;且小球在摆动过程中,由于电磁感应会产生涡流,使机械能减少。
根据楞次定律可知,感应电流的磁场会阻碍引起磁通量的变化,故小球从位置出发摆到右侧最高点的过程中,磁铁对地面的压力先增大后减小;磁铁所受摩擦力方向一直水平向左。
23.【答案】;;;、;
【解析】磁电式电表的工作原理是通电导体在磁场中受到的安培力作用发生偏转,故A错误;
B.电子显微镜的工作原理主要基于电子的波动性和波粒二象性,故B错误;
C.电磁炮的工作原理是利用电流在磁场中受安培力做功的原理来发射弹丸,故C错误;
D.法拉第圆盘发电机的工作原理导体棒切割磁感线产生感应电动势,故D正确。故选:。
电磁炉是在金属锅中产生的涡流发热来加热食物的,陶瓷锅属于绝缘材料,所以电磁炉不可以用陶瓷材料的锅来加热食物,故AB错误;
电磁炉是在线圈中通有交变电流,产生变化的磁场,在锅底产生涡流加热食物的,锅底越是靠近陶瓷面板,产生的涡流就越强,锅的加热效果就越好,增大励磁线圈中交变电流的频率,产生的涡流就越强,锅的加热效果更好,故CD正确。故选:。
当接通电路时,立即正常发光,而线圈中电流要增大,由于线圈和灯泡串联,线圈产生自感电动势的阻碍,使灯泡中电流只能逐渐增大,则先达到最大亮度,后达到最大亮度,电路稳定后,最后两灯一样亮,故A错误,D正确;
当断开电路时,原来方向的电流立即减小为零,线圈中产生自感电动势,两灯泡串联和线圈组成回路,由于线圈的电阻不计,回路中电流从原来值逐渐减小到零,流过的电流与原来方向相反,则和都要过一会儿才熄灭,故B错误,C正确。故选:。
扬声器线圈两端加有与声音频率相同的电压,线圈会在磁场中受力运动,其工作原理是磁场对通电导体的作用,故选:;对动圈式话筒,原理是受声波的冲击,线圈在磁场中的振动,实际上是线圈在做切割磁感线运动,从而产生感应电流,我们就能通过扬声器听到说话的声音,这种话筒原理是电磁感应,故选:;
充电设备中的发射线圈通恒定电流,其产生的磁场是恒定的,不能使手机产生感应电流,不能实现无线充电,故A错误;
B.电磁炉工作时,陶瓷面板是绝缘材料,不会产生平行板面的小涡流,致使炉面板快速发热,故B错误;
C.真空冶炼炉,当炉外线圈通入高频交流电时,线圈产生交变磁场,使被冶炼的金属产生涡流,产生大量的热从而冶炼金属,故C错误;
D.电流表在运输时要用导线把两个接线柱连在一起,这是为了保护电表指针,利用了电磁阻尼原理,故D正确。故选:。
24.【答案】 ; ; ;见解析
【解析】磁铁匀速下落过程中,可以认为减少的重力势能全部转化为热
解得
由于强磁铁下落过程中铜管中的感应电动势大小与磁铁下落的速度成正比,且其周围铜管的有效电阻是恒定的,可知任一时刻的热功率 , ,强磁铁下落过程中 ,可得
所以有
强磁铁下落过程中的很短时间内所受电磁阻力大小为,根据动量定理有
又有
所以有
设 ,其中为常量,强磁铁匀速下落时 ,由以上各式,有
对于全过程有
得
因为此时铜管中仍然会产生涡流,涡流的磁场对强磁铁有阻力作用。“可以认为铜管中的感应电动势大小与强磁铁下落的速度成正比”可以用
理解。“强磁铁机械能耗散的功率等于其受到的阻力大小与下落速度大小的乘积。”其实阻力就是安培力,克服安培力做功的功率就是其它力做功的功率,即等于机械能减少的功率,又等于回路电功率。
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