TOP42【创新设计】2015-2016学年高中物理 4.7 涡流课时作业 新人教版选修3-2.doc文档免费在线阅读

向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流圆环进入磁场后，离最低点越近速度越大，感应电流也越大圆环最终将静止在最低点答案解析在圆环进入和穿出磁场的过程中环中，故项对如图所示，闭合金属圆环用绝缘细线挂于点，将圆环拉至位置并释放，圆环摆动过程中环平面与磁场始终保持垂直经过有界的水平匀强磁场区域，为该磁场的竖直边界，若不计空气阻力，则图工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大答案解析交流电频率越高，则产生的感应电流越强，升温越快，故项对工件中各处电流相同，电阻大处产生热多应电流，感应电流通过焊缝处产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在起，而工件其它部分发热很少，以下说法正确的是图交流电的频率越高，焊缝处的温度升高得越快交流电的频率越低，焊缝处的温度升高得越快向与磁铁转动方向相同，以减小磁通量的增加，因而线圈跟着转起来，但阻碍不是阻止，磁通量仍要增加，所以其转速小于磁铁的转速如图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形成，该涡流的磁场阻碍线圈与磁铁转动方向相同，但转速小于磁铁的转速线圈静止不动答案解析当磁铁转动时，由楞次定律知，线圈中有感应电流产生，以阻碍磁通量的增加，即感应电流的方向必定是使其受到的力矩的方让金属圆盘接近磁铁的两极，但不接触，使磁铁转动，圆盘也会跟着转动，这种现象称为电磁驱动，请你说明电磁驱动的原理图答案见解析解析当蹄形磁铁转动时，圆盘上不同位置的磁通量发生变化，因而圆盘中会有涡流下来第二种情况下，将金属摆改成梳齿状，阻断了涡流形成的回路，从而减弱了涡流，受到安培力的阻碍会比先前小得多，所以会摆动较长的时间点评防止电磁阻尼的途径为阻止或减弱涡流的产生知识点三电磁驱动如图所示，改成梳齿状，还是从同位置释放，摆会摆动较长的时间试定性分析其原因图答案见解析解析第种情况下，阻尼摆进入有界磁场后，在金属薄片中会形成涡流，涡流使金属薄片受安培力的作用，阻碍其相对运动，所以会很快停培力为电磁阻尼的阻力如图所示，是称为阻尼摆的示意图，在轻质杆上固定金属薄片，轻质杆可绕上端点为轴在竖直面内转动，有界磁场垂直于金属薄片所在的平面使摆从图中实线位置释放，摆很快就会停止摆动若将摆图答案见解析解析铜盘转动时如果加上磁场，则在铜盘中产生涡流，磁场对这个涡流的作用力阻碍它的转动，故在较短的时间内铜盘停止转动点评当导体在磁场中运动时，导体中的感应电流受到安培力的作用阻碍导体运动，即安用了涡流的磁效应知识点二电磁阻尼有个铜盘，轻轻拨动它，能长时间地绕轴自由转动如果在转动时把蹄形磁铁的两极放在铜盘边缘，但并不与铜盘接触，如图所示，铜盘就能在较短时间内停止转动，分析这个现象产生的原因安检门利用涡流探测金属物品的工作原理是线圈中交变电流产生交变磁场，使金属物品中产生涡流，故涡流产生的磁场又会在线圈中产生感应电流，而线圈中交变电流的变化可以被检测，故项正确点评金属探测利变的感应电流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答案析般金属物品不定能被磁化，且地磁场很弱，即使金属被磁化磁性也很弱，作为导体的人体电阻很大，且般不会与金属物品构成回路，故理，以下说法正确的是人身上携带的金属物品会被地磁场磁化，在线圈中产生感应电流人体在线圈交变电流产生的磁场中运动，产生感应电动势并在金属物品中产生感应电流线圈产生的交变磁场会在金属物品中产生交杯中的水不会升温点评涡流是在导体内产生的，而且穿过回路的磁通量必须是变化的，此题能说明电磁炉的原理机场的安检门可以利用涡流探测人身上携带的金属物品，安检门中接有线圈，线圈中通以交变电流，关于其工作原理杯中的水不会升温点评涡流是在导体内产生的，而且穿过回路的磁通量必须是变化的，此题能说明电磁炉的原理机场的安检门可以利用涡流探测人身上携带的金属物品，安检门中接有线圈，线圈中通以交变电流，关于其工作原理，以下说法正确的是人身上携带的金属物品会被地磁场磁化，在线圈中产生感应电流人体在线圈交变电流产生的磁场中运动，产生感应电动势并在金属物品中产生感应电流线圈产生的交变磁场会在金属物品中产生交变的感应电流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答案析般金属物品不定能被磁化，且地磁场很弱，即使金属被磁化磁性也很弱，作为导体的人体电阻很大，且般不会与金属物品构成回路，故安检门利用涡流探测金属物品的工作原理是线圈中交变电流产生交变磁场，使金属物品中产生涡流，故涡流产生的磁场又会在线圈中产生感应电流，而线圈中交变电流的变化可以被检测，故项正确点评金属探测利用了涡流的磁效应知识点二电磁阻尼有个铜盘，轻轻拨动它，能长时间地绕轴自由转动如果在转动时把蹄形磁铁的两极放在铜盘边缘，但并不与铜盘接触，如图所示，铜盘就能在较短时间内停止转动，分析这个现象产生的原因图答案见解析解析铜盘转动时如果加上磁场，则在铜盘中产生涡流，磁场对这个涡流的作用力阻碍它的转动，故在较短的时间内铜盘停止转动点评当导体在磁场中运动时，导体中的感应电流受到安培力的作用阻碍导体运动，即安培力为电磁阻尼的阻力如图所示，是称为阻尼摆的示意图，在轻质杆上固定金属薄片，轻质杆可绕上端点为轴在竖直面内转动，有界磁场垂直于金属薄片所在的平面使摆从图中实线位置释放，摆很快就会停止摆动若将摆改成梳齿状，还是从同位置释放，摆会摆动较长的时间试定性分析其原因图答案见解析解析第种情况下，阻尼摆进入有界磁场后，在金属薄片中会形成涡流，涡流使金属薄片受安培力的作用，阻碍其相对运动，所以会很快停下来第二种情况下，将金属摆改成梳齿状，阻断了涡流形成的回路，从而减弱了涡流，受到安培力的阻碍会比先前小得多，所以会摆动较长的时间点评防止电磁阻尼的途径为阻止或减弱涡流的产生知识点三电磁驱动如图所示，让金属圆盘接近磁铁的两极，但不接触，使磁铁转动，圆盘也会跟着转动，这种现象称为电磁驱动，请你说明电磁驱动的原理图答案见解析解析当蹄形磁铁转动时，圆盘上不同位置的磁通量发生变化，因而圆盘中会有涡流形成，该涡流的磁场阻碍线圈与磁铁转动方向相同，但转速小于磁铁的转速线圈静止不动答案解析当磁铁转动时，由楞次定律知，线圈中有感应电流产生，以阻碍磁通量的增加，即感应电流的方向必定是使其受到的力矩的方向与磁铁转动方向相同，以减小磁通量的增加，因而线圈跟着转起来，但阻碍不是阻止，磁通量仍要增加，所以其转速小于磁铁的转速如图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，感应电流通过焊缝处产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在起，而工件其它部分发热很少，以下说法正确的是图交流电的频率越高，焊缝处的温度升高得越快交流电的频率越低，焊缝处的温度升高得越快工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大答案解析交流电频率越高，则产生的感应电流越强，升温越快，故项对工件中各处电流相同，电阻大处产生热多，故项对如图所示，闭合金属圆环用绝缘细线挂于点，将圆环拉至位置并释放，圆环摆动过程中环平面与磁场始终保持垂直经过有界的水平匀强磁场区域，为该磁场的竖直边界，若不计空气阻力，则图圆环向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度在进入和离开磁场时，圆环中均有感应电流圆环进入磁场后，离最低点越近速度越大，感应电流也越大圆环最终将静止在最低点答案解析在圆环进入和穿出磁场的过程中环中磁通量发生变化，有感应电流产生，即圆环的机械能向电能转化，其机械能越来越小，上升的高度越来越低，选项，正确但在环完全进入磁场后，不再产生感应电流，选项最终圆环将不能摆出磁场，从此再无机械能向电能转化，其摆动的幅度不再变化，选项方法总结当导体中的磁通量变化时，产生感应电流，损失机械能当导体中的磁通量无变化时，不产生感应电流，不损失机械能如图所示，在光滑水平桌面上放条形磁铁，分别将大小相同的铁球铝球和木球放在磁铁的端且给它个初速度，让其向磁铁滚去，观察小球的运动情况图答案见解析解析铁球将加速运动，其原因是铁球被磁化后与磁铁之间产生相互吸引的磁场力铝球将减速运动，其原因是铝球内产生了感应电流，感应电流的磁场阻碍相对运动木球将匀速运动，其原因是木球既不能被磁化，也不能产生感应电流，所以磁铁对木球不产生力的作用人造卫星绕地球运行时，轨道各处地磁场的强弱并不相同，因此，金属外壳的人造地球卫星运行时，外壳中总有微弱的感应电流分析这现象中的能量转化情形它对卫星的运动可能产生怎样的影响答案见解析解析当穿过人造卫星的磁通量发生变化时，外壳中会有涡流产生，这电能的产生是由机械能转化来的它会导致卫星机械能减少，会使轨道半径减小，造成卫星离地高度下降金属圆环用绝缘细绳悬挂，忽略空气阻力，圆环可做等幅摆动，若在圆环正下方放置条形磁铁如图所示，圆环将如何运动图答案见解析解析条形磁铁置于圆环正下方，圆环运动时，穿过圆环的磁通量保持为零不变，所以环中无感应电流，圆环仍做等幅摆动如图所示，狭长的铜片能绕点在纸面平面内摆动，有界的磁场其方向垂直纸面向里，铜片在摆动时受到较强的阻尼作用，很快就停止摆动如果在铜片上开几个长缝，铜片可以在磁场中摆动较多的次数后才停止摆动，这是为什么图答案见解析解析没有开长缝的铜片绕点在纸面内摆动时，由于磁场有圆形边界，通过铜片的磁通量会发生变化，在铜片内产生较大的涡流，涡流在磁场中所受的安培力总是阻碍铜片的摆动，因此铜片很快就停止摆动如果在铜片上开有多条长缝时，就可以把涡流限制在缝与缝之间的铜片上，较大地削弱了涡流，阻力随之减小，所以铜片就可以摆动较多的次数涡