物理:选修3-2人教版高二物理同步训练:4-7文档格式.doc
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2.变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的,而不是采用一整块硅钢,这是因为( )
A.增大涡流,提高变压器的效率
B.减小涡流,提高变压器的效率
C.增大铁芯中的电阻,以产生更多的热量
D.增大铁芯中的电阻,以减小发热量
BD
不使用整块硅钢而是采用很薄的硅钢片,这样做的目的是增大铁芯中的电阻,阻断涡流回路,以减少电能转化成铁芯的内能,提高效率,是防止涡流的热效应而采取的措施.本题正确选项是B、D.
3.磁电式仪表的线圈通常用铝框做骨架,把线圈绕在铝框上,这样做的目的是( )
A.防止涡流 B.利用涡流
C.起电磁阻尼的作用 D.起电磁驱动的作用
BC
线圈通电后,在安培力作用下发生转动,铝框随之转动,并切割磁感线产生感应电流,就是涡流.涡流阻碍线圈的转动,使线圈偏转后尽快停下来,所以,这样做的目的是利用涡流来起电磁阻尼的作用.
4.如图所示,闭合金属环从曲面上h高处滚下,又沿曲面的另一侧上升,设环的初速度为零,摩擦不计,曲面处在图示磁场中,则( )
A.若是匀强磁场,环滚上的高度小于h
B.若是匀强磁场,环滚上的高度等于h
C.若是非匀强磁场,环滚上的高度等于h
D.若是非匀强磁场,环滚上的高度小于h
若是匀强磁场,金属环中无涡流产生,无机械能损失;
若是非匀强磁场,金属环中有涡流产生,机械能损失转化为内能.
5.一块铜片置于如图所示的磁场中,如果用力把这块铜片从磁场拉出或把它进一步推入,在这两个过程中有关磁场对铜片的作用力,下列叙述正确的是( )
A.拉出时受到阻力 B.推入时受到阻力
C.拉出时不受磁场力 D.推入时不受磁场力
AB
对于铜片,无论是拉出还是推入过程中,铜片内均产生涡流,外力都要克服安培力做功,所以,选项A、B正确.
6.用柔软的细金属丝弯成一个矩形闭合线框,用绝缘细线悬挂起来,如图所示.若匀强磁场与线框平面垂直,开始时磁场很强,当磁场均匀减弱时(=k,k<
0),正确的是( )
A.细线可能断掉 B.线框可能断裂
C.线框可能变成圆形 D.线框以a为竖直轴转动
C
当磁场均匀减弱时,在线圈中产生的感应电流沿顺时针方向,各边所受安培力如图所示.线圈所受总的安培力为零,因此细线对线框的作用力不变,A错误;
但各边所受安培力有使线圈面积变大的作用,以阻碍穿过线框的磁通量的减小,所以线框可能变成圆形,但线框不可能断裂(因为线框是用柔软的细金属丝弯成的),B错误,C正确;
从线框各边受力情况可知,线框不可能绕竖直轴a转动,D错误.
7.某磁场的磁感线如图所示,有一铜盘自图示A位置落至B位置,在下落过程中,自上向下看,铜盘中的涡流方向是( )
A.始终为顺时针 B.始终为逆时针
C.先顺时针再逆时针 D.先逆时针再顺时针
把铜盘从A至B的全过程分成两个阶段处理:
第一阶段是铜盘从A位置下落到具有最大磁通量的位置O,此过程中穿过铜盘的磁通量不断增大,由楞次定律和安培定则判断感应电流方向(自上向下看)是顺时针的;
第二阶段是铜盘从具有最大磁通量的位置O下落到B位置,此过程中穿过铜盘的磁通量不断减小,由楞次定律和安培定则判断感应电流方向(自上向下看)是逆时针的,故选项C正确.
8.在水平放置的光滑导轨上,沿导轨固定一个条形磁铁,如图所示.现有铜、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙,使它们从导轨上的A点以某一初速度向磁铁滑去.各滑块在未接触磁铁前的运动情况将是( )
A.都做匀速运动 B.甲、乙做加速运动
C.甲、乙做减速运动 D.乙、丙做匀速运动
铜块、铝块向磁铁靠近时,穿过它们的磁通量发生了变化,因此在其内部产生涡流,反过来涡流产生的感应磁场对原磁场起阻碍作用,所以铜块和铝块向磁铁运动时会受阻而减速,所以选项C正确.有机玻璃为非金属,不产生涡流现象,做匀速运动.
9.如图所示,A、B为大小、形状均相同,且内壁光滑、但用不同材料制成的圆管,竖直固定在相同高度.两个相同的磁性小球同时从A、B管上端的管口无初速释放,穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面.下面对于两管的描述可能正确的是( )
A.A管是用塑料制成的,B管是用铜制成的
B.A管是用铝制成的,B管是用胶木制成的
C.A管是用胶木制成的,B管是用塑料制成的
D.A管是用胶木制成的,B管是用铝制成的
AD
A管中的球比B管中的球先落地,说明B管中的球受到了更大的阻碍作用,所以B管一定是金属管,A管是塑料管或胶木管等非金属管,应选A、D.
10.如图所示,通有恒定电流的螺线管竖直放置,一铜环R沿螺线管的轴线加速下落,在下落过程中,环面始终保持水平.铜环先后经过轴上1、2、3位置时的加速度分别为a1、a2、a3.位置2处于螺线管的中心,位置1、3与位置2等距,则( )
A.a1<
a2=g B.a3<
a1<
g
C.a1=a3<
a2 D.a3<
a2
ABD
圆环落入螺线管及从螺线管飞出时,环中感应电流所受安培力向上,故a1<
g,a3<
g,但经过3时速度较快,较大,所受安培力较大,故a3<
g.铜环经过位置2时,磁通量不变,不受安培力,a2=g,故A、B、D正确.
11.如图所示的圆形线圈质量m=1kg,电阻R=0.6Ω,半径r=1m,此线圈放在绝缘光滑的水平面上,在y轴右侧有垂直于线圈平面、B=0.5T的匀强磁场.若线圈以初动能E0=5J沿x轴方向进入磁场0.5m,线圈中产生的电能Q=3J,求:
(1)此时电流环绕方向;
(2)此时线圈与磁场左边缘两交点间的电压;
(3)此时安培力的功率.
(1)电流环绕方向为逆时针
(2)V
(3)5W
(1)电流的环绕方向为逆时针.
(2)根据能量守恒定律和动能表达式
mv2=E0-Q
得v==m/s
=2m/s
有效切割长度:
L=2=m,
如图所示.
感应电动势:
E=BLv=0.5×
×
2V=V
切割部分的弧长L′为线圈总长度的,这部分电阻(内阻)为整个电阻的,即:
R内=Ω=0.2Ω,R外==Ω=0.4Ω
I==A=A
Uab=IR外=×
0.4V=V
(3)F=BIL=0.5×
N=2.5N
安培力的功率:
P=Fv=2.5×
2W=5W.
12.如图所示,质量为m=100g的铝环用细线悬挂起来,环中央距地面高度h=0.8m,有一质量为M=200g的小磁铁(长度可忽略),以v0=10m/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3.6m,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):
(g=10m/s2)
(1)铝环向哪边偏斜?
(2)若铝环在磁铁穿过后速度为v′=2m/s,在磁铁穿过铝环的整个过程中,环中产生了多少电能?
(1)铝环向右偏
(2)1.7J
(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磁铁穿过铝环后的速度
v=m/s=9m/s,
由能量守恒可得:
W电=Mv02-Mv2-mv′2=1.7J.
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