1、学业分层测评(六)(建议用时：45分钟)学业达标1下列关于涡流的说法中正确的是()A涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的B涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流C涡流有热效应，但没有磁效应D在硅钢中不能产生涡流【解析】涡流本质上是感应电流，是自身构成回路，在穿过导体的磁通量变化时产生的，所以A正确，B错误；涡流不仅有热效应，同其他电流一样也有磁效应，C错误；硅钢电阻率大，产生的涡流较小，但仍能产生涡流，D错误【答案】A2(多选)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
2、针，如图4710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() 【导学号：05002066】图4710A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在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【解析】当圆盘转动时，圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线，产生感应电动势，选项A正确； 如图所示，铜圆盘上存在许多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流阻碍其相对
3、运动，但抗拒不了相对运动，故磁针会随圆盘一起转动，但略有滞后，选项B正确；在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量始终为零，选项C错误；圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场方向沿圆盘轴线方向，会使磁针沿轴线方向偏转，选项D错误【答案】AB3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【解析】电磁炉、变压器、金属探测器都是利用电磁感应原理工作的，金属探测器中变化电流遇到金属物体，在金属物体上产生涡流，故A、D是利用涡流的；变压器的铁芯用硅钢片叠压而成，是为了减小涡流，故B正确；真空冶炼炉是线圈
4、中的电流做周期性变化，在冶炼炉中产生涡流，从而产生大量的热量，故C是利用涡流的【答案】B4下列做法中可能产生涡流的是() 【导学号：05002067】A把金属块放在匀强磁场中B让金属块在匀强磁场中匀速运动C让金属块在匀强磁场中做变速运动D把金属块放在变化的磁场中【解析】涡流就是整个金属块中产生的感应电流，所以产生涡流的条件就是在金属块中产生感应电流的条件，即穿过金属块的磁通量发生变化而A、B、C中磁通量不变化，所以A、B、C错误；把金属块放在变化的磁场中时，穿过金属块的磁通量发生了变化，有涡流产生，所以D正确【答案】D5如图4711所示，一个铜质圆环，无初速度地自位置下落到位置，若圆环下落时其
5、轴线与磁铁悬线重合，圆环面始终水平位置与位置的高度差为h，则运动时间()图4711A等于B大于C小于D无法判定【解析】由于电磁阻尼作用，阻碍铜质圆环的下落，所以下落时间大于，故B项正确【答案】B6电磁炉热效率高达90%，炉面无明火，无烟无废气，电磁“火力”强劲，安全可靠如图4712所示是描述电磁炉工作原理的示意图，下列说法正确的是()图4712A当恒定电流通过线圈时，会产生恒定磁场，恒定磁场越强，电磁炉加热效果越好B电磁炉通电线圈加交流电后，在锅底产生涡流，进而发热工作C电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因是这些材料的导热性能较差D在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉不能起到加热作用【解
6、析】电磁炉就是采用涡流感应加热原理，其内部通过电子线路板组成部分产生交变磁场，当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁感线而在锅具底部金属部分产生涡流，使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的，故A错误，B正确；电磁炉工作时需要在锅底产生感应电流，陶瓷锅或耐热玻璃锅不属于金属导体，不能产生感应电流，C错误；由于线圈产生的磁场能穿透纸板到达锅底，在锅底产生感应电流，利用电流的热效应起到加热作用，D错误【答案】B7如图4713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，其原理是用电流线圈使物件内产生涡电流，借助探测线圈
7、测定涡电流的改变，从而获得构件内部是否断裂及位置的信息如图乙所示的是一个带铁芯的线圈L、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L上且使铁芯穿过其中，闭合开关S的瞬间，套环将立刻跳起关于对以上两个运用实例理解正确的是()甲乙图4713A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以上两个案例中的线圈所连接电源都必须是变化的交流电源D以上两个案例中的线圈所连接电源也可以都是稳恒电源【解析】涡流探伤技术运用了互感原理，跳环实验演示了互感现象，选项A错误；能被探测的物件和实验所用的套环必须是导电材料，能使的在套环中形成感应电流
8、，选项B正确；以上两个案例中涡流探伤技术的线圈所连接的必须是交流电源，而跳环实验演示所连接电源是直流电源，选项C、D错误；故选B.【答案】B8很多相同的绝缘铜圆环沿竖直方向叠放，形成一很长的竖直圆筒一条形磁铁沿圆筒的中心轴竖直放置，其下端与圆筒上端开口平齐让条形磁铁从静止开始下落条形磁铁在圆筒中的运动速率() 【导学号：05002068】A均匀增大B先增大，后减小C逐渐增大，趋于不变D先增大，再减小，最后不变【解析】利用电磁感应现象分析解答开始时，条形磁铁以加速度g竖直下落，则穿过铜环的磁通量发生变化，铜环中产生感应电流，感应电流的磁场阻碍条形磁铁的下落开始时的感应电流比较小，条形磁铁向下做加
9、速运动，且随下落速度增大，其加速度变小当条形磁铁的速度达到一定值后，相应铜环对条形磁铁的作用力趋近于条形磁铁的重力故条形磁铁先加速运动，但加速度变小，最后的速度趋近于某个定值选项C正确【答案】C能力提升9光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图4714所示，抛物线的方程为yx2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是ya的直线(如图中的虚线所示)一个小金属块从抛物线上yb(ba)处以速度v沿抛物线下滑，假设曲面足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是()图4714AmgbB.mv2Cmg(ba)Dmg(ba)mv2【解析】金属块进出磁场时，会产生涡流，部分机械能转化成
10、焦耳热，所能达到的最高位置越来越低，当最高位置ya时，由于金属块中的磁通量不再发生变化，金属块中不再产生涡流，机械能也不再损失，金属块会在磁场中往复运动，整个过程中减少的机械能全部转化为内能，即Qmg(ba)mv2，所以D项正确【答案】D10如图4715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() 【导学号：05002069】图4715A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】小磁块在铜管中下落时，由于电磁阻尼作用，不做自由落体运
11、动，而在塑料管中不受阻力作用而做自由落体运动，因此在P中下落得慢，用时长，到达底端速度小，C项正确，A、B、D错误【答案】C11(多选)位于光滑水平面的小车上放置一螺线管，一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线水平穿过，如图4716所示，在此过程中()图4716A磁铁做匀速直线运动B磁铁做减速运动C小车向右做加速运动D小车先加速后减速【解析】磁铁水平穿入螺线管时，管中将产生感应电流，由楞次定律的拓展含义知产生的相互作用力阻碍磁铁的运动同理，磁铁穿出时，由楞次定律的扩展含义知产生的相互作用力阻碍磁铁的运动，故整个过程中，磁铁做减速运动，选项A错，B对而对于小车上螺线管来说，在此过程中，螺线管受
12、到的安培力都是水平向右，这个安培力使小车向右一直做加速运动，C对，D错【答案】BC12如图4717所示，在竖直平面内有两根平行金属导轨，上端与电阻R相连，磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面一质量为m的金属棒以初速度v0沿导轨竖直向上运动，上升到某一高度后又返回到原处，整个过程金属棒与导轨接触良好，导轨与金属棒的电阻不计下列说法正确的是() 【导学号：05002070】图4717A金属棒回到出发点的速度v大于初速度v0B通过R的最大电流上升过程小于下落过程C电阻R上产生的热量上升过程大于下落过程D所用时间上升过程大于下落过程【解析】要注意该过程中的功能关系：因为电阻R上产生热量，所以金属棒回
13、到出发点的速度v小于初速度v0，选项A错误；通过R的最大电流上升过程大于下落过程，选项B错误；电阻R上产生的热量上升过程大于下落过程，选项C正确；所用时间上升过程小于下落过程，选项D错误【答案】C13如图4718所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连，水平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一光滑螺线管A.在弧形轨道上高为h的地方，无初速度释放一磁铁B(可视为质点)，B下滑至水平轨道时恰好沿螺线管A的中心轴运动，设A、B的质量分别为M、m，若最终A、B速度分别为vA、vB.图4718(1)螺线管A将向哪个方向运动？(2)全过程中整个电路所消耗的电能【解析】(1)磁铁B向右运动时，螺线管
14、中产生感应电流，感应电流产生电磁驱动作用，使得螺线管A向右运动(2)全过程中，磁铁减少的重力势能转化为A、B的动能和螺线管中的电能，故mghMvmvE电即E电mghMvmv.【答案】(1)向右运动(2)mghMvmv14如图4719所示，质量为m100 g的铝环，用细线悬挂起来，环中央距地面高度h0.8 m，有一质量为M200 g的小磁铁(长度可忽略)以10 m/s的水平速度射入并穿过铝环，落地点距铝环原位置的水平距离为3.6 m，则磁铁与铝环发生相互作用时(小磁铁穿过铝环后的运动看做平抛运动) 【导学号：05002071】图4719(1)铝环向哪边偏斜？(2)若铝环在磁铁穿过后速度为2 m/s，在磁铁穿过铝环的整个过程中，环中产生了多少电能？(g取10 m/s2)【解析】(1)由楞次定律可知，当小磁铁向右运动时，铝环向右偏斜(阻碍相对运动)(2)由磁铁穿过铝环飞行的水平距离可求出穿过后的速度v m/s9 m/s由能量守恒可得：W电MvMv2mv21.7 J.【答案】(1)铝环向右偏斜(2)1.7 J
