2020学年高中物理（课堂同步系列二）每日一题 涡流、电磁阻尼和电磁驱动（含解析）新人教版选修3-1 5页

涡流、电磁阻尼和电磁驱动 ‎ 焊接无缝钢管需要先用感应加热的方法对焊口两侧进行预热如图所示，将被加热管道置于感应线圈中，当感应线圈中通以电流时管道发热，则下列说法中正确的是 A．感应线圈电阻越大，加热效果越好 B．感应线圈中电流应该采用高频交流电 C．塑料管道用这种感应加热焊接的方式更容易实现 D．感应线圈加热管道产生热量不符合焦耳定律 ‎【参考答案】B ‎【知识补给】‎ 涡流与电磁阻尼 ‎1．涡流：当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生漩涡状的感应电流。‎ ‎2‎ ‎．电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力的作用，安培力的方向总是阻碍导体的运动的现象。‎ ‎3．电磁驱动：如果磁场相对导体运动，在导体中会产生感应电流使导体受到安培力的作用，由于安培力的作用从而使导体运动起来。‎ 注意：交流电动机就是利用电磁驱动的原理制成的。‎ 熔化金属的一种方法是用“高频炉”，它的主要部件是一个铜制线圈，线圈中有一坩埚，埚内放待熔的金属块，当线圈中通以高频交流电时，埚中金属就可以熔化，这是因为 A．线圈中的高频交流电通过线圈电阻，产生焦耳热 B．线圈中的高频交流电产生高频微波辐射，深入到金属内部，产生焦耳热 C．线圈中的高频交流电在坩埚中产生感应电流 ，通过坩埚电阻产生焦耳热 D．线圈中的高频交流电在金属块中产生感应电流，通过金属块电阻产生焦耳热 某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成，当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路。仅考虑L1 在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有 A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零 B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变 C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起 D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起 金属探测器是用来探测金属的仪器，关于其工作原理，下列说法中正确的是 A．探测器内的探测线圈会产生稳定的磁场 B．只有有磁性的金属物才会被探测器探测到 C．探测到金属物是因为金属物中产生了涡流 D．探测到金属物是因为探测器中产生了涡流 如图所示，在紧贴绕有线圈的铁芯上方（不接触）分别放一小铁锅水和一玻璃杯水。给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是 A．恒定直流、小铁锅 B．恒定直流、玻璃杯 C．变化的电流、玻璃杯 D．变化的电流、小铁锅 铺设海底金属油气管道时，焊接管道需要先用感应加热的方法对焊口两侧进行预热．将被加热管道置于感应线圈中，当感应线圈中通以电流时管道发热．下列说法中正确的是 A．管道发热是由于线圈中的电流直接流经管道引起的 B．感应加热是利用线圈电阻产生的焦耳热加热管道的 C．感应线圈中通以恒定电流时也能在管道中产生电流 D．感应线圈中通以正弦交流电在管道中产生的涡流也是交流电 著名物理学家弗曼曾设计过一个实验，如图所示.在一块绝缘板上中部安一个线圈，并接有电源，板的四周有许多带负电的小球，整个装置支撑起来.忽略各处的摩擦，当电源接通的瞬间，下列关于圆盘的说法中正确的是 A．圆盘将逆时针转动 B．圆盘将顺时针转动 C．圆盘不会转动 D．无法确定圆盘是否会动 ‎【参考答案】‎ D 线圈中的高频交流电通过线圈，从而产生变化的电磁场，使得处于电磁场的金属块产生涡流，进而发热，故ABC错误，D正确。‎ C 金属探测器探测金属时，探测器内的探测线圈会产生变化的磁场，被测金属中感应出涡流，故选项AD错误，C正确；所有的金属都能在变化的磁场中产生涡流，所以不一定是只有有磁性的金属物才会被探测器探测到，选项B错误；故选C。‎ D ‎ 由于容器中水温升高，则是电能转化成内能所致。因此只有变化的电流才能导致磁通量变化，且只有小铁锅处于变化的磁通量时，才能产生感应电动势，从而产生感应电流。导致电流发热。玻璃杯是绝缘体，不能产生感应电流，D正确。‎ D 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，根据法拉第电磁感应定律分析可知，电流变化的频率越高，磁通量变化频率越高，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。管道发热是由于线圈的作用，导致管道有涡流，A错误；感应加热是利用线圈变化的磁场，从而产生感应电场，形成涡流，B错误；感应线圈中通以正弦交流电在管道中产生的涡流也是交流电，C错误，D正确。‎ A 线圈接通电源瞬间，则变化的磁场产生变化的电场，从而导致带电小球受到电场力，使其转动．接通电源瞬间圆板受到电场力作用而转动，由于金属小球带负电，再根据电磁场理论可知，变化的磁场会产生变化电场，因此向上磁场变大，则产生顺时针方向的电场，负电荷受到的电场力与电场方向相反，则有逆时针方向的电场力，故圆盘将沿逆时针方向运动，A正确