2019-2020学年教科版选修3-2 1.7涡流 达标作业（解析版)
文档属性
| 名称 | 2019-2020学年教科版选修3-2 1.7涡流 达标作业（解析版) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 876.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-02-12 19:56:20 | ||
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文档简介
1.7涡流
达标作业（解析版)
1．如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块
A．在P和Q中都做自由落体运动
B．在两个下落过程中的机械能都守恒
C．在P中的下落时间比在Q中的短
D．落至底部时在P中的速度比在Q中的小
2．随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的生活．某品牌手机的无线充电原理如图所示．关于无线充电，下列说法正确的是（ ）
A．充电底座中的发射线圈将磁场能转化为电能
B．充电底座可以直接使用直流电源实现对手机的无线充电
C．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同
D．无线充电时手机接收线圈利用“电流的磁效应”获取电能
3．下图是机场的安检人员用手持金属探测器检查乘客的情景．当探测线圈靠近金属物体时，在金属物体中就会产生电流，如果能检测出这种变化，就可以判定探测线圈附近有金属物体了．图中能反映出金属探测器工作原理的是
A． B．
C． D．
4．下面四幅图展示了一些物理学的应用，下列说法正确的是
A．甲图是电磁炮，当电源接通后，可以使炮弹获得极大的发射速度，其原理是磁场对电流产生力的作用
B．乙图是指南针，它可以指示南北方向，其原理是由于指针受到重力作用
C．丙图是电工服，其内部用包含金属丝的织物制成，是因为金属丝很坚韧，有利于保护人体
D．丁图是灵敏电流表，在运输途中为了防止指针的大幅度偏转，会把灵敏电流表的正负接线柱用导线连接，这是电磁感应中的电磁驱动现象
5．1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”．实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示．实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后．下列说法正确的是
A．圆盘上产生了感应电动势
B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动
C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化
D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
6．如图所示，将圆柱形强磁铁吸在干电池负极，金属导线折成上端有一支点、下端开口的导线框，使导线框的顶端支点和底端分别与电源正极和磁铁都接触良好但不固定，这样整个线框就可以绕电池轴心旋转起来．下列判断中正确的是（ ）
A．俯视观察，线框沿逆时针方向旋转
B．线框能旋转起来，这是属于电磁感应现象
C．电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率
D．旋转达到稳定时，线框中电流比刚开始转动时的大
7．安检门是一个用于安全检查的“门”，“门框”内有线圈，线圈中通有变化的电流．如果金属物品通过安检门，金属中会被感应出涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引起报警，关于这个安检门的以下说法正确的是
A．安检门能检查出毒贩携带的毒品
B．安检门能检查出旅客携带的水果刀
C．安检门工作时，既利用了电磁感应的原理，又利用了电流的磁效应
D．如果“门框”的线圈中通上恒定电流，安检门也能正常工作
8．金属探测器是用来探测金属的仪器，如图所示，关于其工作原理，下列说法中正确的是（ ）
A．探测器内的探测线圈会产生变化的磁场
B．只有有磁性的金属物才会被探测器探测到
C．探测到金属物是因为金属物中产生了涡流
D．探测到金属物是因为探测器中产生了涡流
9．光滑绝缘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），一个质量为m的小金属球从抛物线上y=b（b＞a）处沿抛物线自由下滑，忽略空气阻力，重力加速度值为g．则（ ）
A．小金属球沿抛物线下滑后最终停在O点
B．小金属球沿抛物线下滑后对O点压力一定大于mg
C．小金属球沿抛物线下滑后每次过O点速度一直在减小
D．小金属球沿抛物线下滑后最终产生的焦耳热总量是mg（b﹣a）
10．“电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中，如图所示为一手持式封口机，它的工作原理是：在封口机工作时，套在瓶口上的封口头内的线圈有电流通过，致使靠近线圈（但与线圈绝缘）的铝箔自行快速发热，熔化复合在铝箔上的溶胶，从而粘贴在被封容器的瓶口处，达到迅速封口的目的。下列有关说法正确的是
A．封口材料可用普通塑料来代替铝箔
B．封口机工作时封口头内的线圈有短时间的恒定电流
C．可以通过控制封口头内线圈电流的频率来设定铝箔发热的功率
D．封口头内线圈中电流产生的磁场方向应当与铝箔表面垂直
11．涡流制动是一种利用电磁感应原理工作的新型制动方式，它的基本原理如图甲所示．水平面上固定一块铝板，当一竖直方向的条形磁铁在铝板上方几毫米高度上水平经过时，铝板内感应出的涡流会对磁铁的运动产生阻碍作用．涡流制动是磁悬浮列车在高速运行时进行制动的一种方式．某研究所制成如图乙所示的车和轨道模型来定量模拟磁悬浮列车的涡流制动过程．车厢下端安装有电磁铁系统，能在长为L1=0.6m，宽L2=0.2m的矩形区域内产生竖直方向的匀强磁场，磁感应强度可随车速的减小而自动增大（由车内速度传感器控制），但最大不超过B1=2T，将铝板简化为长大于L1，宽也为L2的单匝矩形线圈，间隔铺设在轨道正中央，其间隔也为L2，每个线圈的电阻为R1=0.1Ω，导线粗细忽略不计．在某次实验中，模型车速度为v=20m/s时，启动电磁铁系统开始制动，车立即以加速度a1=2m/s2做匀减速直线运动，当磁感应强度增加到B1时就保持不变，直到模型车停止运动．已知模型车的总质量为m1=36kg，空气阻力不计．不考虑磁感应强度的变化引起的电磁感应现象以及线圈激发的磁场对电磁铁产生磁场的影响．
（1）电磁铁的磁感应强度达到最大时，模型车的速度为多大？
（2）模型车的制动距离为多大？
（3）为了节约能源，将电磁铁换成若干个并在一起的永磁铁组，两个相邻的磁铁磁极的极性相反，且将线圈改为连续铺放，如图丙所示，已知模型车质量减为m2=20kg，永磁铁激发的磁感应强度恒为B2=0.1T，每个线圈匝数为N=10，电阻为R2=1Ω，相邻线圈紧密接触但彼此绝缘．模型车仍以v=20m/s的初速度开始减速，为保证制动距离不大于80m，至少安装几个永磁铁？
12．如图所示是高频焊接原理示意图，线圈中通以高频交流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，由于焊接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．
试定性说明：为什么交变电流的频率越高，焊接缝处放出的热量越大？
13．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)
14．利用涡流冶炼金属的优点是整个过程能在___________中进行，这样就能防止___________进入金属，可以冶炼高质量的___________．
参考答案
1．D
【解析】当小磁块在光滑的铜管P下落时，由于穿过铜管的磁通量变化，导致铜管产生感应电流，从而产生安培阻力，所以P做的运动不是自由落体运动；而对于塑料管内小磁块没有任何阻力，在做自由落体运动，故A错误；由A选项分析可知，在铜管的小磁块机械能不守恒，而在塑料管的小磁块机械能守恒，故B错误；在铜管中小磁块受到安培阻力，则在P中的下落时间比在Q中的长，故C错误；根据动能定理可知，因安培阻力，导致产生热能，则至底部时在P中的速度比在Q中的小，故D正确。故选D。
2．C
【解析】
【详解】
A.发射线圈中通入交变电流，交变电流周围形成交变磁场，交变磁场又形成交变电场，从而在接收线圈形成交变电流．发射线圈是将电能转化为磁场能，接收线圈是将磁场能转化为电能，选项A错误；
B.直流电周围形成恒定的磁场，恒定的磁场无法由电磁感应形成电场，选项B错误；
C.根据电磁感应规律知接收线圈与发射线圈中交变电流的频率一样，选项C正确；
D.无线充电时手机接收线圈利用“电磁感应”获得电能，选项D错误。
故选C。
3．B
【解析】
【详解】
金属探测器能探测金属，是根据电磁感应现象，即金属在磁场中切割磁感线运动时产生感应电流，选项B正确。
4．A
【解析】
【详解】
A．电磁炮是当电源接通后，可以使炮弹获得极大的发射速度，其原理是磁场对流过炮弹的电流产生安培力的作用，故A正确；
B．指南针可以指示南北方向，其原理是由于指针受到地磁场力的作用，故B错误；
C．电工服内部是用包含金属丝的织物制成，金属织物具有静电屏蔽作用，从而对人体具有保护作用，故C错误；
D．灵敏电流表，在运输途中为了防止指针的大角度偏转，会把灵敏电流表的正负接线柱用导线连接，利用了电磁感应中的电磁阻尼现象，故D错误；
5．AB
【解析】
【分析】
根据对称性，判断圆盘磁通量始终等于零，无磁通量变化．
【详解】
A．圆盘运动过程中，半径方向的金属条在切割磁感线，在圆心和边缘之间产生了感应电动势，选项A对；
B．圆盘在径向的辐条切割磁感线过程中，内部距离圆心远近不同的点电势不等而形成涡流产生，选项B对
C．圆盘转动过程中，圆盘位置，圆盘面积和磁场都没有发生变化，所以没有磁通量的变化，选项C错；
D．圆盘本身呈现电中性，不会产生环形电流，选项D错．
6．AC
【解析】
试题分析：小磁铁产生的磁场方向为线框的下端A向下流向磁铁，对线框的下端平台侧面分析，扁圆柱形磁铁上端为S极，下端为N极，周围磁感线由上往下斜穿入线框内部，在垂直于纸面向外的径向上，磁感应线有垂直于纸面向里的分量，在此径向上的负电荷由下往上运动，由左手定则知：此负电荷受到垂直于径向沿纸面向右的洛伦兹力，即在径向的左垂线方向；同理，其他任一径向上的电荷均受到左垂线方向的洛伦兹力（中心原点除外），所以，由上往下看（俯视），线框沿逆时针转动，所以该装置的原理是电流在磁场中的受力，不是电磁感应．故A错误，B正确；因为电源消耗的总功率一部分转化为内能，另一部分转化为动能，所以总功率大于热功率，故C正确；受到的安培力开始时使线圈做加速运动，当安培力等于阻力时速度达到最大，故D错误．
考点：考查了通电导线在磁场中受力
7．BC
【解析】
【详解】
AB．安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品原理是：线圈中交变电流产生交变的磁场，会在金属物品产生交变的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到．则安检门不能检查出毒贩携带的毒品，能检查出金属物品携带者，故A错误，B正确；
C．安检门工作时，主要利用了电磁感应原理，也采用电流的磁效应，故C正确．
D．根据工作原理可知，如果“门框”的线圈中通上恒定电流，安检门不能正常工作，故D错误．
8．AC
【解析】
【详解】
金属探测器利用涡流探测金属物品原理是：线圈中交变电流产生交变的磁场，会在金属物品产生交变的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到。 A．探测器内的探测线圈会产生变化的磁场，与结论相符，选项A正确；
B．只有有磁性的金属物才会被探测器探测到，与结论不相符，选项B错误；
C．探测到金属物是因为金属物中产生了涡流，与结论相符，选项C正确；
D．探测到金属物是因为探测器中产生了涡流，与结论不相符，选项D错误；
故选AC。
9．BD
【解析】
【详解】
A．圆环在磁场中运动的过程中，没有感应电流，机械能不再减小，所以圆环最终在直线y=a以下来回摆动，故A错误；
B．小金属球沿抛物线下滑后在最低点O只受到重力和支持力的作用，合力提供向心力，加速度的方向向上，所以对轨道的压力一定大于mg，故B正确；
C．圆环机械能不再减小时，最终在直线y=a以下来回摆动，之后每次过O点速度不再减小，故C错误；
D．圆环在磁场中运动的过程中，没有感应电流，机械能不再减小，所以圆环最终在直线y=a以下来回摆动，小金属球沿抛物线下滑后最终产生的焦耳热总量等于减少的机械能，即
故D正确。
故选BD。
10．CD
【解析】
【详解】
A．由涡流的原理可知，当磁感线穿过封口铝箔材料时，瞬间产生大量小涡流，致使铝箔自行快速发热；而如果封口材料用普通塑料来代替铝箔，则不能产生涡流，所以不能起到加热的作用，故A错误；
B．由涡流的原理可知，穿过线圈的磁场必须是变化的磁场，才能使铝箔内产生涡流，所以封口机工作时封口头内的线圈有变化的电流，故B错误；
C．若改变封口头内线圈电流的频率，则电流产生的磁场变化的频率也发生改变，则周期发生，根据法拉第电磁感应定律可知在铝箔内产生的电动势改变，由闭合电路欧姆定律可知，产生的涡流的电流值改变，所以封口过程中铝箔发热的功率，所以可以通过控制封口头内线圈电流的频率来设定铝箔发热的功率，故C正确；
D．由封口机的原理可知，封口头内线圈中电流产生的磁场发生改变时，铝箔表面的磁通量发生改变，所以封口头内线圈中电流产生的磁场方向应当与铝箔表面垂直，故D正确；
故选CD。
11．（1） （2） （4）4个
【解析】
【详解】
（1）假设电磁铁的磁感应强度达到最大时，模型车的速度为则①
②，③，④
由①②③④式并代入数据得⑤
（2）匀变速过程位移为：
由第（1）问的方法同理得到磁感应强度达到最大以后任意速度v时，安培力的大小为
对速度后模型车的减速过程用动量定理可得，
联立，，得：
（3）假设需要n个永磁铁，当模型车的速度为v时，每个线圈中产生的感应电动势为
每个线圈中的感应电流为
每个磁铁受到的阻力为
N个磁铁受到的阻力为
由第（2）问可得
得：
即至少需要4个永磁铁
12．见解析
【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．而放出的电热与电流的平方成正比，所以交变电流的频率越高焊接处放出的热量越多．
13． 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
【解析】（1）电磁炉在使用中触及到的物理知识：电流产生磁场；热传递(分子运动加快、内能增加，温度升高)．
（2）在使用电磁炉加热食物时，因热量由锅内的涡流产生，则电磁炉和锅之间的传热方向是：由锅传递给电磁炉；使用电磁炉加热食物的过程中要消耗电能得到热能．
（3）电磁炉与普通的电加热器相比优点：热效率高；功率调节范围大.
14． 真空 空气中的杂质 合金
【解析】在真空冶炼炉中，炉外的高频交变电流产生的高频的周期性变化的磁场，周期性变化的磁场又在炉内产生感应电流，进而产生涡流，将电能转化为内能，来冶炼合金．所以利用涡流冶炼金属的优点是整个过程能在真空中进行，这样就能防止空气中的杂质进入金属，可以冶炼高质量的合金．
达标作业（解析版)
1．如图所示，上下开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置，小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块
A．在P和Q中都做自由落体运动
B．在两个下落过程中的机械能都守恒
C．在P中的下落时间比在Q中的短
D．落至底部时在P中的速度比在Q中的小
2．随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的生活．某品牌手机的无线充电原理如图所示．关于无线充电，下列说法正确的是（ ）
A．充电底座中的发射线圈将磁场能转化为电能
B．充电底座可以直接使用直流电源实现对手机的无线充电
C．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同
D．无线充电时手机接收线圈利用“电流的磁效应”获取电能
3．下图是机场的安检人员用手持金属探测器检查乘客的情景．当探测线圈靠近金属物体时，在金属物体中就会产生电流，如果能检测出这种变化，就可以判定探测线圈附近有金属物体了．图中能反映出金属探测器工作原理的是
A． B．
C． D．
4．下面四幅图展示了一些物理学的应用，下列说法正确的是
A．甲图是电磁炮，当电源接通后，可以使炮弹获得极大的发射速度，其原理是磁场对电流产生力的作用
B．乙图是指南针，它可以指示南北方向，其原理是由于指针受到重力作用
C．丙图是电工服，其内部用包含金属丝的织物制成，是因为金属丝很坚韧，有利于保护人体
D．丁图是灵敏电流表，在运输途中为了防止指针的大幅度偏转，会把灵敏电流表的正负接线柱用导线连接，这是电磁感应中的电磁驱动现象
5．1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”．实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示．实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后．下列说法正确的是
A．圆盘上产生了感应电动势
B．圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动
C．在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化
D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
6．如图所示，将圆柱形强磁铁吸在干电池负极，金属导线折成上端有一支点、下端开口的导线框，使导线框的顶端支点和底端分别与电源正极和磁铁都接触良好但不固定，这样整个线框就可以绕电池轴心旋转起来．下列判断中正确的是（ ）
A．俯视观察，线框沿逆时针方向旋转
B．线框能旋转起来，这是属于电磁感应现象
C．电池输出的电功率大于线框旋转的机械功率
D．旋转达到稳定时，线框中电流比刚开始转动时的大
7．安检门是一个用于安全检查的“门”，“门框”内有线圈，线圈中通有变化的电流．如果金属物品通过安检门，金属中会被感应出涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引起报警，关于这个安检门的以下说法正确的是
A．安检门能检查出毒贩携带的毒品
B．安检门能检查出旅客携带的水果刀
C．安检门工作时，既利用了电磁感应的原理，又利用了电流的磁效应
D．如果“门框”的线圈中通上恒定电流，安检门也能正常工作
8．金属探测器是用来探测金属的仪器，如图所示，关于其工作原理，下列说法中正确的是（ ）
A．探测器内的探测线圈会产生变化的磁场
B．只有有磁性的金属物才会被探测器探测到
C．探测到金属物是因为金属物中产生了涡流
D．探测到金属物是因为探测器中产生了涡流
9．光滑绝缘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），一个质量为m的小金属球从抛物线上y=b（b＞a）处沿抛物线自由下滑，忽略空气阻力，重力加速度值为g．则（ ）
A．小金属球沿抛物线下滑后最终停在O点
B．小金属球沿抛物线下滑后对O点压力一定大于mg
C．小金属球沿抛物线下滑后每次过O点速度一直在减小
D．小金属球沿抛物线下滑后最终产生的焦耳热总量是mg（b﹣a）
10．“电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中，如图所示为一手持式封口机，它的工作原理是：在封口机工作时，套在瓶口上的封口头内的线圈有电流通过，致使靠近线圈（但与线圈绝缘）的铝箔自行快速发热，熔化复合在铝箔上的溶胶，从而粘贴在被封容器的瓶口处，达到迅速封口的目的。下列有关说法正确的是
A．封口材料可用普通塑料来代替铝箔
B．封口机工作时封口头内的线圈有短时间的恒定电流
C．可以通过控制封口头内线圈电流的频率来设定铝箔发热的功率
D．封口头内线圈中电流产生的磁场方向应当与铝箔表面垂直
11．涡流制动是一种利用电磁感应原理工作的新型制动方式，它的基本原理如图甲所示．水平面上固定一块铝板，当一竖直方向的条形磁铁在铝板上方几毫米高度上水平经过时，铝板内感应出的涡流会对磁铁的运动产生阻碍作用．涡流制动是磁悬浮列车在高速运行时进行制动的一种方式．某研究所制成如图乙所示的车和轨道模型来定量模拟磁悬浮列车的涡流制动过程．车厢下端安装有电磁铁系统，能在长为L1=0.6m，宽L2=0.2m的矩形区域内产生竖直方向的匀强磁场，磁感应强度可随车速的减小而自动增大（由车内速度传感器控制），但最大不超过B1=2T，将铝板简化为长大于L1，宽也为L2的单匝矩形线圈，间隔铺设在轨道正中央，其间隔也为L2，每个线圈的电阻为R1=0.1Ω，导线粗细忽略不计．在某次实验中，模型车速度为v=20m/s时，启动电磁铁系统开始制动，车立即以加速度a1=2m/s2做匀减速直线运动，当磁感应强度增加到B1时就保持不变，直到模型车停止运动．已知模型车的总质量为m1=36kg，空气阻力不计．不考虑磁感应强度的变化引起的电磁感应现象以及线圈激发的磁场对电磁铁产生磁场的影响．
（1）电磁铁的磁感应强度达到最大时，模型车的速度为多大？
（2）模型车的制动距离为多大？
（3）为了节约能源，将电磁铁换成若干个并在一起的永磁铁组，两个相邻的磁铁磁极的极性相反，且将线圈改为连续铺放，如图丙所示，已知模型车质量减为m2=20kg，永磁铁激发的磁感应强度恒为B2=0.1T，每个线圈匝数为N=10，电阻为R2=1Ω，相邻线圈紧密接触但彼此绝缘．模型车仍以v=20m/s的初速度开始减速，为保证制动距离不大于80m，至少安装几个永磁铁？
12．如图所示是高频焊接原理示意图，线圈中通以高频交流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，由于焊接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．
试定性说明：为什么交变电流的频率越高，焊接缝处放出的热量越大？
13．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)
14．利用涡流冶炼金属的优点是整个过程能在___________中进行，这样就能防止___________进入金属，可以冶炼高质量的___________．
参考答案
1．D
【解析】当小磁块在光滑的铜管P下落时，由于穿过铜管的磁通量变化，导致铜管产生感应电流，从而产生安培阻力，所以P做的运动不是自由落体运动；而对于塑料管内小磁块没有任何阻力，在做自由落体运动，故A错误；由A选项分析可知，在铜管的小磁块机械能不守恒，而在塑料管的小磁块机械能守恒，故B错误；在铜管中小磁块受到安培阻力，则在P中的下落时间比在Q中的长，故C错误；根据动能定理可知，因安培阻力，导致产生热能，则至底部时在P中的速度比在Q中的小，故D正确。故选D。
2．C
【解析】
【详解】
A.发射线圈中通入交变电流，交变电流周围形成交变磁场，交变磁场又形成交变电场，从而在接收线圈形成交变电流．发射线圈是将电能转化为磁场能，接收线圈是将磁场能转化为电能，选项A错误；
B.直流电周围形成恒定的磁场，恒定的磁场无法由电磁感应形成电场，选项B错误；
C.根据电磁感应规律知接收线圈与发射线圈中交变电流的频率一样，选项C正确；
D.无线充电时手机接收线圈利用“电磁感应”获得电能，选项D错误。
故选C。
3．B
【解析】
【详解】
金属探测器能探测金属，是根据电磁感应现象，即金属在磁场中切割磁感线运动时产生感应电流，选项B正确。
4．A
【解析】
【详解】
A．电磁炮是当电源接通后，可以使炮弹获得极大的发射速度，其原理是磁场对流过炮弹的电流产生安培力的作用，故A正确；
B．指南针可以指示南北方向，其原理是由于指针受到地磁场力的作用，故B错误；
C．电工服内部是用包含金属丝的织物制成，金属织物具有静电屏蔽作用，从而对人体具有保护作用，故C错误；
D．灵敏电流表，在运输途中为了防止指针的大角度偏转，会把灵敏电流表的正负接线柱用导线连接，利用了电磁感应中的电磁阻尼现象，故D错误；
5．AB
【解析】
【分析】
根据对称性，判断圆盘磁通量始终等于零，无磁通量变化．
【详解】
A．圆盘运动过程中，半径方向的金属条在切割磁感线，在圆心和边缘之间产生了感应电动势，选项A对；
B．圆盘在径向的辐条切割磁感线过程中，内部距离圆心远近不同的点电势不等而形成涡流产生，选项B对
C．圆盘转动过程中，圆盘位置，圆盘面积和磁场都没有发生变化，所以没有磁通量的变化，选项C错；
D．圆盘本身呈现电中性，不会产生环形电流，选项D错．
6．AC
【解析】
试题分析：小磁铁产生的磁场方向为线框的下端A向下流向磁铁，对线框的下端平台侧面分析，扁圆柱形磁铁上端为S极，下端为N极，周围磁感线由上往下斜穿入线框内部，在垂直于纸面向外的径向上，磁感应线有垂直于纸面向里的分量，在此径向上的负电荷由下往上运动，由左手定则知：此负电荷受到垂直于径向沿纸面向右的洛伦兹力，即在径向的左垂线方向；同理，其他任一径向上的电荷均受到左垂线方向的洛伦兹力（中心原点除外），所以，由上往下看（俯视），线框沿逆时针转动，所以该装置的原理是电流在磁场中的受力，不是电磁感应．故A错误，B正确；因为电源消耗的总功率一部分转化为内能，另一部分转化为动能，所以总功率大于热功率，故C正确；受到的安培力开始时使线圈做加速运动，当安培力等于阻力时速度达到最大，故D错误．
考点：考查了通电导线在磁场中受力
7．BC
【解析】
【详解】
AB．安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品原理是：线圈中交变电流产生交变的磁场，会在金属物品产生交变的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到．则安检门不能检查出毒贩携带的毒品，能检查出金属物品携带者，故A错误，B正确；
C．安检门工作时，主要利用了电磁感应原理，也采用电流的磁效应，故C正确．
D．根据工作原理可知，如果“门框”的线圈中通上恒定电流，安检门不能正常工作，故D错误．
8．AC
【解析】
【详解】
金属探测器利用涡流探测金属物品原理是：线圈中交变电流产生交变的磁场，会在金属物品产生交变的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到。 A．探测器内的探测线圈会产生变化的磁场，与结论相符，选项A正确；
B．只有有磁性的金属物才会被探测器探测到，与结论不相符，选项B错误；
C．探测到金属物是因为金属物中产生了涡流，与结论相符，选项C正确；
D．探测到金属物是因为探测器中产生了涡流，与结论不相符，选项D错误；
故选AC。
9．BD
【解析】
【详解】
A．圆环在磁场中运动的过程中，没有感应电流，机械能不再减小，所以圆环最终在直线y=a以下来回摆动，故A错误；
B．小金属球沿抛物线下滑后在最低点O只受到重力和支持力的作用，合力提供向心力，加速度的方向向上，所以对轨道的压力一定大于mg，故B正确；
C．圆环机械能不再减小时，最终在直线y=a以下来回摆动，之后每次过O点速度不再减小，故C错误；
D．圆环在磁场中运动的过程中，没有感应电流，机械能不再减小，所以圆环最终在直线y=a以下来回摆动，小金属球沿抛物线下滑后最终产生的焦耳热总量等于减少的机械能，即
故D正确。
故选BD。
10．CD
【解析】
【详解】
A．由涡流的原理可知，当磁感线穿过封口铝箔材料时，瞬间产生大量小涡流，致使铝箔自行快速发热；而如果封口材料用普通塑料来代替铝箔，则不能产生涡流，所以不能起到加热的作用，故A错误；
B．由涡流的原理可知，穿过线圈的磁场必须是变化的磁场，才能使铝箔内产生涡流，所以封口机工作时封口头内的线圈有变化的电流，故B错误；
C．若改变封口头内线圈电流的频率，则电流产生的磁场变化的频率也发生改变，则周期发生，根据法拉第电磁感应定律可知在铝箔内产生的电动势改变，由闭合电路欧姆定律可知，产生的涡流的电流值改变，所以封口过程中铝箔发热的功率，所以可以通过控制封口头内线圈电流的频率来设定铝箔发热的功率，故C正确；
D．由封口机的原理可知，封口头内线圈中电流产生的磁场发生改变时，铝箔表面的磁通量发生改变，所以封口头内线圈中电流产生的磁场方向应当与铝箔表面垂直，故D正确；
故选CD。
11．（1） （2） （4）4个
【解析】
【详解】
（1）假设电磁铁的磁感应强度达到最大时，模型车的速度为则①
②，③，④
由①②③④式并代入数据得⑤
（2）匀变速过程位移为：
由第（1）问的方法同理得到磁感应强度达到最大以后任意速度v时，安培力的大小为
对速度后模型车的减速过程用动量定理可得，
联立，，得：
（3）假设需要n个永磁铁，当模型车的速度为v时，每个线圈中产生的感应电动势为
每个线圈中的感应电流为
每个磁铁受到的阻力为
N个磁铁受到的阻力为
由第（2）问可得
得：
即至少需要4个永磁铁
12．见解析
【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．而放出的电热与电流的平方成正比，所以交变电流的频率越高焊接处放出的热量越多．
13． 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
【解析】（1）电磁炉在使用中触及到的物理知识：电流产生磁场；热传递(分子运动加快、内能增加，温度升高)．
（2）在使用电磁炉加热食物时，因热量由锅内的涡流产生，则电磁炉和锅之间的传热方向是：由锅传递给电磁炉；使用电磁炉加热食物的过程中要消耗电能得到热能．
（3）电磁炉与普通的电加热器相比优点：热效率高；功率调节范围大.
14． 真空 空气中的杂质 合金
【解析】在真空冶炼炉中，炉外的高频交变电流产生的高频的周期性变化的磁场，周期性变化的磁场又在炉内产生感应电流，进而产生涡流，将电能转化为内能，来冶炼合金．所以利用涡流冶炼金属的优点是整个过程能在真空中进行，这样就能防止空气中的杂质进入金属，可以冶炼高质量的合金．