2017_2018学年高中物理专题4_7涡流电磁阻尼和电磁驱动课时同步试题新人教版选修3_2

第7节涡流、电磁阻尼和电磁驱动
1．如下图是一种冶炼金属的感应炉的示用意，此种感应炉应接如何的电源
A．直流低压B．直流高压C．低频交流电D．高频交流电
【答案】D
【解析】线圈中的电流做周期性的转变，在周围的导体中产生感应电流，从而在导体中产生大量的热，涡流现象也是电磁感应；而交流电的频率越大，产生的热量越多，故D正确，ABC错误。

2．以下实例中属于利用涡流的是
A．电磁阻尼装置
B．变压器的铁芯用薄硅钢片叠合而成
C．金属工件的高频焊接
D．在日光灯电路中镇流器的线圈中加入铁芯
【答案】AC
【解析】块状金属在磁场中运动，金属块内形成涡流，涡流又形成磁场，反过来与外部磁场彼此作用，从而阻碍了金属块的运动，故A正确；不用整块的硅钢铁芯，用彼此绝缘的硅钢片叠合而成，其目的是为了减小涡流，B错误；高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，即利用涡流工作，C正确；线圈中加入铁芯，是为了增强线圈的磁通量，与涡流无关，D错误。

3．实验高中南、北校区之间要辅设一条输电线路，该线路要横穿两校区之间的公路，为了爱惜线路不至被压坏，必需在地下预先铺设结实的过路钢管，再让输电线从钢管中穿过。

校方将该要求在学校的物理探讨小组中发布并征求电线穿管的方案。

通过遴选，目前有如下图的两种方案进入最后的讨论时期：甲方案是铺设两根钢管，两条输电线别离从两根钢管中穿过；乙方案是只铺设一根钢管，两条输电线都从这一根钢管中穿过。

若是输电导线输送的电流很壮大，那么，以下讨论的结果正确的选项是
A．假设输送的电流是恒定电流，甲方案是可行的，乙方案是不可行的
B．假设输送的电流是交变电流，乙方案是可行的，甲方案是不可行的
C．假设输送的电流是交变电流，甲方案是可行的，乙方案是不可行的
D．不管输送的电流是恒定电流仍是交变电流，甲、乙两方案都是可行的
【答案】B
【解析】当通恒定电流时，钢管对导线没有阻碍作用；当通入交流电时，假设分开套，那么由于磁场的转变，致使钢管中产生涡旋电流，便能源损耗。

假设甲图通交流电，由于正弦转变的电场产生余弦转变的磁场，而余弦转变的磁场又产生正弦转变的电场，那么每根钢管中都产生涡旋电流；致使能源损耗较大。

假设乙图通交流电，由于两根导线一根是火线，一根是零线，它们的电流方向是相反的。

故彼此吸引。

但工程上能够将其在一根管内做好绝缘隔离。

问题在于由交流电产生的涡旋电流：由于两根导线方向相反，因此若是它们彼此足够靠近，那么它们在周围的每一点上产生大小几乎相等，方向相反的感应电流。

如此能使涡旋电流强度减弱到很小。

假设甲乙两图通恒定电流，那么都产生恒定的磁场，恒定的磁场不产生电场。

因此不产生涡流。

没有能量损耗。

因此B正确，ACD错误。

【名师点睛】此题类似于讲义中提到的“双线并绕”，考查恒定电流与交流电的区别与联系，把握由磁场的转变，致使涡旋电流的产生，从而对电能输送的阻碍。

4．金属探测器已经普遍应用于安检场所，关于金属探测器的论述正确的选项是
A．金属探测器可用于食物生产，避免细小的砂石颗粒混入食物中
B．金属探测器探测地雷时，探测器的线圈中产生涡流
C．金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流
D．探测进程中金属探测器与被测物体相对静止与相对运动探测成效相同
【答案】C
【解析】金属探测器只能探测金属，不能用于食物生产，避免细小的砂石颗粒混入食物中，故A错误；金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流，故B错误，C正确；探测进程中工作时金属探测器应与被测物体相对运动，相对静止时无法得出探测成效，故D错误。

5．高频焊接原理示用意如下图，线圈通以高频交流电，金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热，将焊缝融化焊接，要使焊接处产生的热量较大可采纳
A．增大交变电流的电压
B．增大交变电流的频率
C．增大焊接缝的接触电阻
D．减小焊接缝的接触电阻
【答案】ABC
【解析】当增大交变电流的电压，那么线圈中交流电流增大，那么磁通量转变率增大，因此产生感应电动势增大，感应电流也增大，那么焊接时产生的热量也增大，故A正确；高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，依照法拉第电磁感应定律分析可知，电流转变的频率越高，磁通量转变频率越高，产生的感应电动势越大，感应电流越大，焊缝处的温度升高的越快，故B正确；增大电阻，在相同电流下，焊缝处热功率大，温度升的很高，故C正确，D错误。

【名师点睛】高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，依照法拉第电磁感应定律分析电流转变的频率与焊缝处的温度升高的关系．焊缝处横截面积小，电阻大，电流相同，焊缝处热功率大，温度升的很高。

6．涡流检测是工业上无损检测的方式之一。

如下图，线圈中通以必然频率的正弦交流电，靠近待测工件时，工件内会产生涡流，同时线圈中的电流受涡流阻碍也会发生转变。

以下说法中正确的选项是
A．涡流的磁场老是要阻碍穿过工件磁通量的转变
B．涡流的频率等于通入线圈的交流电频率
C．通电线圈和待测工件间存在周期性转变的作使劲
D．待测工件能够是塑料或橡胶制品
【答案】ABC
【解析】依照楞次定律得知：感应电流的磁场老是要阻碍引发感应电流的磁通量的转变，故涡流的磁场老是要阻碍穿过工件磁通量的转变，故A正确。

感应电流的频率与原电流的频率是相同的，涡流的频率等于通入线圈的交流电频率，故B正确；因为线圈交流电是周期转变的，故在工件中引发的交流电也是周期性转变的，可知通电线圈和待测工件间存在周期性转变的作使劲，故C正确；电磁感应只能发生在金属物体上，故待测工件只能是金属制品，故D错误。

【名师点睛】该题涉及比较新颖的场景，可是所用知识为大体的楞次定律，关键是明白楞次定律：感应电流的磁场老是要阻碍引发感应电流的磁通量的转变。

且感应电流的频率与原电流的频率是相同的；电磁感应只能发生在金属物体上；此题重点考察知识迁移能力。

7．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，平安靠得住。

如下图是描述电磁炉工作原理的示用意，以下说法正确的选项是
A．当恒定电流通过线圈时，会产生恒定磁场，恒定磁场越强，电磁炉加热成效越好
B．电磁炉通电线圈加交流电后，在锅底产生涡流，进而发烧工作
C．电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，要紧缘故这些材料的导热性能较差
D．在锅和电磁炉中间放一纸板，那么电磁炉不能起到加热作用
【答案】B
【解析】
电磁炉确实是采纳涡流感应加热原理；其内部通过电子线路板组成部份产生交变磁场、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份产生涡流，使锅具铁分子高速无规那么运动，分子相互碰撞、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抵达锅底，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。

8．关于涡流，以下说法中正确是
A．真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
B．家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的
C．阻尼摆摆动时产生的涡流老是阻碍其运动
D．变压器的铁芯用彼此绝缘的硅钢片叠成能减小涡流
【答案】ACD
【解析】用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，线圈中通入反复转变的电流，炉内的金属中产生涡流，涡流产生的热量使金属熔化，因此A正确；家用电磁炉锅体通的是交流电，交流电产生的是转变的磁场，不是恒定的磁场，故B错误；阻尼摆的铝盘以必然相对速度旋转掠过磁场时在铝盘内会产生感应电动势从而产生感应电流，因铝盘有电阻电流做功，消耗机械能，因此产生阻碍铝盘旋转的阻尼作用，故C正确；用绝缘的硅钢片做铁芯，是为了减小涡流，减小能量损失，因此D正确。

9．低频电涡流传感器可用来测量自动化生产线上金属板的厚度。

如图，在线圈L1中通以低频交流电，它周围会产生交变磁场，其正下方有一个与电表连接的线圈L2，金属板置于L1、L2之间。

当线圈L1产生的转变磁场透过金属板，L2中会产生感应电流。

由于金属板厚度不同，吸收电磁能量强弱不同，致使L2中感应电流的强弱不同，那么
A．金属板吸收电磁能量，是由于穿过金属板的磁场发生转变，板中产生涡流
B．金属板越厚，涡流越弱
C．L2中产生的是直流电
D．L2中产生的是与L1中同频率的交流电
【答案】AD
【解析】当L1中通过有交流电时，依照右手螺旋定那么可知，穿过金属板的磁场发生转变，从而显现转变的电场，致使金属板产生涡流，进而吸收电磁能量，转化成板的内能，故A正确；当金属板越厚，在转变的电场作用下，产生涡流越强，故B错误；依照电磁感应原理，L2中产生的是与L1中同频率的交流电，故C错误，D正确。

冶炼炉电磁炉阻尼摆
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