[推荐学习]2019年高考物理一轮复习 专题10.15 涡流与电磁阻尼问

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专题10.15 涡流与电磁阻尼问题

一．选择题

1.(2018·聊城模拟)(多选)航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图14所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈端点的金属环被弹射出去。现在固定线圈左侧同一位置，先后放有分别用横截面积相等的铜和铝导线制成形状、大小相同的两个闭合环，且电阻率ρ铜<ρ铝。闭合开关S的瞬间(

)

图14

A.从左侧看环中感应电流沿顺时针方向

B.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力

C.若将环放置在线圈右方，环将向左运动

D.电池正负极调换后，金属环不能向左弹射

【参考答案】

AB

2．健身车的磁控阻力原理如图所示，在金属飞轮的外侧有一些磁铁（与飞轮不接触），人在健身时带动飞轮转动，磁铁会对飞轮产生阻碍，拉动控制拉杆可以改变磁铁与飞轮间的距离．则

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A. 飞轮受到阻力大小与其材料密度有关

B. 飞轮受到阻力大小与其材料电阻率有关

C. 飞轮转速一定时，磁铁越靠近飞轮，其受到的阻力越大

D. 磁铁与飞轮间距离不变时，飞轮转速越大，其受到阻力越小

【参考答案】

BC

点睛：金属飞轮在磁场中运动的过程中产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律判断转速和距离对感应电动势的影响，根据欧姆定律和安培力公式确定阻力的大小．

3.(多选)如图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(

)

图8

A.增加线圈的匝数

B.提高交流电源的频率

C.将金属杯换为瓷杯

D.取走线圈中的铁芯

【参考答案】AB

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4.(多选)如图4所示，条形磁铁位于固定的半圆光滑轨道的圆心位置，一半径为R、质量为m的金属球从半圆轨道的一端沿半圆轨道由静止下滑，重力加速度大小为g。下列说法正确的是(

)

图4

A.金属球会运动到半圆轨道的另一端

B.由于金属球没有形成闭合电路，所以金属球中不会产生感应电流

C.金属球受到的安培力做负功

D.系统产生的总热量为mgR

【参考答案】CD

【名师解析】金属球在运动过程中，穿过金属球的磁通量不断变化，在金属球内形成闭合回路，产生涡流，金属球受到的安培力做负功，金属球产生的热量不断地增加，机械能不断地减少，直至金属球停在半圆轨道的最低点，选项C正确，A、B错误；根据能量守恒定律得系统产生的总热量为mgR，选项D正确。

5. 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

【参考答案】B

【名师解析】变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯是为了减小涡流损失，选项B不是利用涡流。6．(2018·长兴中学高三模拟)1831年，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机(图甲)．它是利用电磁感应原理制成的，是人类历史上第一台发电机．图乙是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的

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铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触．使铜盘转动，电阻R中就有电流通过．若所加磁场为匀强磁场，回路的总电阻恒定，从左往右看，铜盘沿顺时针方向匀速转动，CRD平面与铜盘平面垂直，下列说法正确的是(

)

A．电阻R中没有电流流过

B．铜片C的电势高于铜片D的电势

C．保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，

则铜盘中有电流产生

D．保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，

则CRD回路中有电流产生

【参考答案】

C

7．(2018·吉林实验中学模拟)转笔(Pen Spinning)是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动．转笔深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识，假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O 做匀速圆周运动，下列有关该同学转笔中涉及的物理知识的叙述正确的是( )

A．笔杆上的点离O点越近的，做圆周运动的向心加速度越小

B．笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由万有引力提供的

C．若该同学使用中性笔，笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做离心运动被甩走

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D．若该同学使用的是金属笔杆，且考虑地磁场的影响，由于笔杆中不会产生感应电流，因此金属笔杆两端一定不会形成电势差

【参考答案】

AC

8．如图所示，固定在水平面上的光滑平行金属导轨，间距为L，右端接有阻值R的电阻，空间存在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场．质量为m、电阻为r的导体棒ab与固定弹簧相连，放在导轨上．初始时刻，弹簧恰处于自然长度．给导体棒水平向右的初速度v0，导体棒开始沿导轨往复运动，在此过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触．已知导体棒的电阻r与定值电阻R的阻值相等，不计导轨电阻，则下列说法中正确的是(

)

A．导体棒开始运动的初始时刻受到的安培力向左

B．导体棒开始运动的初始时刻导体棒两端的电压U＝BLv0

C．导体棒开始运动后速度第一次为零时，系统的弹性势能E p＝

1

2

mv20

D．导体棒最终会停在初始位置，在导体棒整个运动过程中，电阻R上产生的焦耳热Q＝

1

4

mv20

【参考答案】AD

【名师解析】根据楞次定律，导体棒向右运动，感应电流的方向为a到b，再根据左手定则，导体棒受到的安培力方向水平向左，选项A正确；导体棒开始运动的初始时刻，导体棒产生的感应电动势为BLv0，而导体棒两端的电压为路端电压，大小为

BLv0R

R＋r

＝

BLv0

2

，选项B错误；根据动能定理，W安＋W弹＝

1

2

mv20，所以W弹

[

＜

1

2

mv20，而W弹等于弹簧的弹性势能，故E p＜

1

2

mv20，选项C错误；最终机械能全部转化为电阻的内能，导体棒r和电阻R产生的内能都是

1

4

mv20，选项D正确．

二．计算题

1. (15分)（2018江苏扬州期末）实验小组想要探究电磁刹车的效果，在遥控小车底面安装宽为L、长为

2.5L的N匝矩形线框abcd，总电阻为R，面积可认为与小车底面相同，其平面与水平地面平行，小车总质量为m.如图所示是简化的俯视图，小车在磁场外以恒定的功率做直线运动，受到地面阻力恒为f，进入磁场前已达到最大速度v，车头(ab边)刚要进入磁场时立即撤去牵引力，车尾(cd边)刚出磁场时速度恰好为零．已知有界磁场宽度为2.5L，磁感应强度为B，方向竖直向下．求：

(1) 进入磁场前小车所受牵引力的功率P；

(2) 车头刚进入磁场时，感应电流的大小I；

(3) 电磁刹车过程中产生的焦耳热

Q.

(2) 车头刚进磁场时，回路感应电动势

E＝NBLv(2分)

[

根据闭合电路欧姆定律，感应电流I＝

E

R

(2分)

I＝

NBLv

R

.(1分)

(3) 根据能量守恒

1

2

mv2＝Q＋f·5L(3分)

解得Q＝

1

2

mv2－5fL.(2分)

2．(2016·陕西西工大附中模拟)如图所示，用水平绝缘传送带输送一正方形单匝闭 …… 此处隐藏：2443字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……