20xx教科版高中物理選修一第1章第7節(jié)渦流選學(xué)課時(shí)作業(yè)(存儲(chǔ)版)
【正文】 璃杯中的水不會(huì)升溫． 點(diǎn)評(píng) 渦流是在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的，而且穿過回路的磁通量必須是變化的，此題能說明電磁爐的原理． 2．機(jī)場(chǎng)的安檢門可以利用渦流探測(cè)人身上攜帶的金屬物品，安檢門中接有線圈，線圈中通以交變電流，關(guān)于其工作原理，以下說法正確的是 ( ) A．人身上攜帶的金屬物品會(huì)被地磁場(chǎng)磁化，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流 B．人體在線圈交變電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)并在金屬物品中產(chǎn)生感應(yīng)電流 C．線圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)會(huì)在金屬物品中產(chǎn)生交變的感應(yīng)電流 D．金屬物品中感應(yīng) 電流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)會(huì)在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流 答案 CD 解析 一般金屬物品不一定能被磁化，且地磁場(chǎng)很弱，即使金屬被磁化磁性也很弱，作為導(dǎo)體的人體電阻很大，且一般不會(huì)與金屬物品構(gòu)成回路，故 A、 B錯(cuò)誤；安檢門利用渦流探測(cè)金屬物品的工作原理是：線圈中交變電流產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，使金屬物品中產(chǎn)生渦流，故 C正確；該渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)又會(huì)在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，而線圈中交變電流的變化可以被檢測(cè)，故 D項(xiàng)正確． 點(diǎn)評(píng) 金屬探測(cè)利用了渦流的磁效應(yīng)． 知識(shí)點(diǎn)二 電磁阻尼 3．有一個(gè)銅盤，輕輕撥動(dòng)它，能長(zhǎng)時(shí)間地繞軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)．如果在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)把蹄形 磁鐵的兩極放在銅盤邊緣，但并不與銅盤接觸，如圖 3所示，銅盤就能在較短時(shí)間內(nèi)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，分析這個(gè)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因． 圖 3 答案 見解析 解析 銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)如果加上磁場(chǎng)，則在銅盤中產(chǎn)生渦流，磁場(chǎng)對(duì)這個(gè)渦流的作用力阻礙它的轉(zhuǎn)動(dòng)，故在較短的時(shí)間內(nèi)銅盤停止轉(zhuǎn)動(dòng)． 點(diǎn)評(píng) 當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中的感應(yīng)電流受到安培力的作用阻礙 導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，即安培力為電磁阻尼的阻力． 4所示，是稱為阻尼擺的示意圖，在輕質(zhì)桿上固定一金屬薄片，輕質(zhì)桿可繞上端O點(diǎn)為軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，一有界磁場(chǎng)垂直于金屬薄片所在的平面．使擺從圖中實(shí)線位置釋 放，擺很快就會(huì)停止擺動(dòng)；若將擺改成梳齒狀，還是從同一位置釋放，擺會(huì)擺動(dòng)較長(zhǎng)的時(shí)間．試定性分析其原因． 圖 4 答案 見 解析 解析 第一種情況下，阻尼擺進(jìn)入有界磁場(chǎng)后，在金屬薄片中會(huì)形成渦流，渦流使金屬薄片受安培力的作用，阻礙其相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以會(huì)很快停下來；第二種情況下，將金屬擺改成梳齒狀，阻斷了渦流形成的回路，從而減弱了渦流，受到安培力的阻礙會(huì)比先前小得多，所以會(huì)擺動(dòng)較長(zhǎng)的時(shí)間． 點(diǎn)評(píng) 防止電磁阻尼的途徑為阻止或減弱渦流的產(chǎn)生． 【方法技巧練】 渦流能量問題的處理技巧 5．彈簧上端固定，下端懸掛一根磁鐵．將磁鐵托起到某一高度后放開，磁鐵能上下振動(dòng)較長(zhǎng)時(shí)間才停下來．如圖 5所示，如果在磁鐵下端放個(gè)固定的閉合線圈，使磁鐵上下振動(dòng)時(shí) 穿過它，磁鐵就會(huì)很快地停下來，解釋這個(gè)現(xiàn)象，并說明此現(xiàn)象中能量轉(zhuǎn)化的情況． 圖 5 答案 見解析 解析 當(dāng)磁鐵穿過固定的閉合線圈時(shí)，在閉合線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)會(huì)阻礙磁鐵向線圈靠近或離開，也就使磁鐵振動(dòng)時(shí)除了空氣阻力外，還有線圈的磁場(chǎng)力作為阻力，克服阻力需要做的功較多，
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