高中物理第1章电磁感应第3节电磁感应定律的应用学业分层测评鲁科版选修3-2.pdf

精品教案可编辑电磁感应定律的应用(建议用时：45 分钟)学业达标 1(多选)下列器具的工作原理与涡流有关的是()A家用电磁炉B家用微波炉C变压器的铁芯用多块相互绝缘硅钢片粘在一起D风扇转动时扇叶与空气摩擦发热【解析】电磁炉是利用高频磁场产生涡流来加热食物的，故A 选项正确变压器的铁芯不用一块钢，是为了防止涡流损耗电能并烧毁变压器，多块硅钢片彼此绝缘，有效地减小了涡流，C 选项正确【答案】AC2电磁炉是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物下列相关的说法中正确的是()A锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关B电磁炉中通入电压足够高的直流电也能正常工作C金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁炉来烹饪食物D电磁炉的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递、减少热损耗【解析】涡流是由高频交流电产生的磁场引起的电磁感应现象，故A 对，B 错；电磁炉表面一般用绝缘材料制成，避免产生涡流，D 错；锅体用金属制成，利用涡流加热物体，C 错【答案】A3(多选)在大型用电系统中，都配有变压器，通过互感可以把交变电流进行升压和降压如图1-3-7所示，变压器的线圈中都有铁芯，铁芯往往都是用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这样做的目的是()精品教案可编辑图 1-3-7A硅钢电阻率大，用薄硅钢片叠压成铁芯，使铁芯电阻增大，减少变压器工作时产生的热量B硅钢电阻率小，用薄硅钢片叠压成铁芯，使铁芯电阻减小，减少变压器工作时产生的热量C增大涡流发热，提高变压器的效率D减少涡流发热，提高变压器的效率【解析】硅钢材料的电阻率大，且采用薄硅钢片，增大了铁芯中的电阻，阻断了涡流回路，变压器工作时产生的涡流的发热量大大减少，减少了电能损失，提高了变压器的效率，所以 A、D 正确【答案】AD4(多选)(2014江苏高考)如图 1-3-8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，下列措施可行的有()【导学号：78870015】图 1-3-8A增加线圈的匝数B提高交流电源的频率精品教案可编辑C将金属杯换为瓷杯D取走线圈中的铁芯【解析】利用法拉第电磁感应定律和涡电流解题当接通交流电源时，金属杯处在变化的磁场中产生涡电流发热，使水温升高 要缩短加热时间，需增大涡电流，即增大感应电动势或减小电阻增加线圈匝数、提高交变电流的频率都是为了增大感应电动势瓷杯不能产生涡电流，取走铁芯会导致磁性减弱所以选项A、B 正确，选项C、D 错误【答案】AB5如图 1-3-9所示，将一根带有绝缘漆的金属导线按如图所示方式缠绕在一铁块上，线圈中通入变化的电流时，下列说法正确的是()图 1-3-9A铁块中会产生感应电流B铁块中不会产生感应电流C铁块电阻很大，会产生很弱的感应电流D铁块换为塑料块的话，一定会产生感应电流【解析】由于上下各一半的线圈中电流方向相反、磁场方向相反，合磁场为零，磁通量不变化，也就不会产生感应电流，B 对，A、C、D 错【答案】B6.(多选)如图 1-3-10所示是电表中的指针和电磁阻尼器，下列说法中正确的是()图 1-3-10精品教案可编辑A 2 是磁铁，在1 中产生涡流B1 是磁铁，在2 中产生涡流C该装置的作用是使指针能够转动D该装置的作用是使指针能很快地稳定【解析】当指针摆动时，1 随之转动，2 是磁铁，那么在1 中产生涡流，A 对、B 错；2 对 1 的安培力将阻碍1 的转动，总之，不管1 向哪个方向转动，2 对 1 总起到阻碍作用，所以它能使指针很快地稳定下来，C 错、D 对【答案】AD7(多选)如图 1-3-11所示是高频焊接原理示意图线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是()图 1-3-11A电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高得越快B电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高得越快C工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小D工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大【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又可根据QI2Rt判断 D正确【答案】AD8如图 1-3-12所示，在O点正下方有一个有理想边界的磁场，铜球在A点由静止释放，向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则下列说法中正确的是()精品教案可编辑【导学号：78870016】图 1-3-12AA、B两点在同一水平线上BA点高于B点CA点低于B点D铜球将做等幅摆动【解析】铜球在进入和穿出磁场的过程中，球中会有涡流产生，有一些机械能转化为了电能(最终转化为内能)，所以A点应高于B点选 B.【答案】B能力提升 9磁卡的磁条中有用于存储信息的磁极方向不同的磁化区，刷卡器中有检测线圈当以速度v0刷卡时，在线圈中产生感应电动势，其E-t关系如图 1-3-13所示 如果只将刷卡速度改为v02，线圈中的E-t关系图可能是()【导学号：78870017】图 1-3-13精品教案可编辑图 1-3-5【解析】由公式EBlv可知，当刷卡速度减半时，线圈中的感应电动势最大值减半，且刷卡所用时间加倍，故本题正确选项为D.【答案】D10 (2014广东高考)如图 1-3-14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()图 1-3-14A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中的长D落至底部时在P中的速度比在Q中的大【解析】小磁块下落过程中，在铜管P中产生感应电流，小磁块受到向上的磁场力，不做自由落体运动，而在塑料管Q中只受到重力，在Q中做自由落体运动，故选项 A 错误；根据功能关系知，在P中下落时，小磁块机械能减少，在Q中下落时，小磁块机械能守恒，故选项 B 错误；在P中加速度较小，在P中下落时间较长，选项C 正确；由于在P中下落时要克服磁场力做功，机械能有损失，故知，落至底部时在P中的速度比在Q中的小，选项 D 错误精品教案可编辑【答案】C11 一个质量为m的正方体金属块以速度v1沿光滑水平轨道进入变化的磁场，并以大小为v2的速度从磁场中滑出来，求这一过程中金属块中产生的热量图 1-3-15【解析】由于产生涡电流，金属块损失的机械能转化为电热，产生的电热大小：Q12mv2112mv22.【答案】12mv2112mv2212 高频焊接(利用电磁感应产生热量进行焊接)是一种常用焊接方法，其原理如图1-3-16所示，将半径是10cm的待焊接圆形金属工件放在用金属导线做成的1 000 匝线圈中，然后在线圈中通以变化的电流，线圈中产生垂直于金属工件所在平面的变化磁场，磁场的变化率为Bt102 T/s.焊缝处(待焊处)的电阻是非焊接部分电阻的99 倍工件非焊接部分单位长度的电阻R0102，焊接的缝宽远小于未焊接部分的长度，则在焊接过程中焊接处产生的热功率为多大？(210，结果保留两位有效数字)【导学号：78870018】图 1-3-16【解析】由法拉第电磁感应定律得Ent 1 000 1022102V2 103 V非焊接部分电阻R2rR02 0.1 1020.02 精品教案可编辑总电阻R总100R2 热功率P总E2R总2 1062W 1 106 W.焊接处热功率P 0.99P总 9.9 105 W.【答案】9.9 105 W