2020年高考物理回归复习—电学选择之涡流、电磁阻尼与电磁驱动 含答案

高考回归复习—电学选择之涡流、电磁阻尼与电磁驱动 1．当你走进家电市场，可以看到各种各样的家用电磁炉（如图）。电磁炉作为厨具市场的一种灶具，它 打破了传统的明火烹调方式，通常是利用磁场使置于炉面上的锅子出现涡流，再通过电流的热效应，使锅 子产生高温以烹煮食物。下列有关此种电磁炉与所用锅子的说法中正确的是（　　） A．锅和电磁炉内部发热线圈盘相当一个高频变压器，内部线圈是变压器初级线圈，锅是次级线圈 B．电磁炉使用的是随时间变化的磁场 C．电磁炉所用的锅子必须是热的绝缘体 D．电磁炉所用的锅子必须是电的绝缘体 2．关于下列器材的原理和用途，叙述正确的是（ ） A．变压器既可以改变交流电压也可以改变稳恒直流电压 B．经过回旋加速器加速的带电粒子最大速度与加速电压大小无关 C．真空冶炼炉的工作原理是通过线圈发热使炉内金属熔化 D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用 3．如图所示，在范围足够大的空间存在一个磁场，磁感线呈辐状分布，其中磁感线 O 竖直向上，磁场中 竖直固定一个轻质弹簧。在距离弹簧某一高度处，将一个金属圆盘由静止释放，圆盘下落的过程中盘面始 终保持水平，且圆盘的中轴线始终与弹簧的轴线、磁感线 O 重合。从圆盘开始下落，到弹簧被压缩至最短 的过程中，下列说法正确的是（ ） A．在圆盘内磁通量逐渐增大 B．从上往下看，在圆盘内会产生顺时针方向的涡流C．在接触弹簧之前，圆盘做自由落体运动 D．圆盘的重力势能减少量等于弹簧弾性势能的增加量 4．如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起 来．若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有（ ） A．增加线圈的匝数 B．提高交流电源的频率 C．将金属杯换为瓷杯 D．取走线圈中的铁芯 5．某同学在老师指导下利用如甲装置做实验，在固定支架上悬挂一蹄形磁铁，悬挂轴与一手柄固定连接， 旋转手柄可连带磁铁一起绕轴线 旋转，蹄形磁铁两磁极间有一可绕轴线 自由旋转的矩形线框 （ 与轴线 重合）.手柄带着磁铁以 的角速度匀速旋转，某时刻蹄形磁铁与线框平面正 好重合，如图乙所示，此时线框旋转的角速度为 ，已知线框边 ， ，线框所在 处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为 ，线框匝数为 200 匝，电阻为 ，则下列说法正 确的是（ ） A．若手柄逆时针旋转（俯视），线框将顺时针旋转 B．若手柄逆时针旋转（俯视），在图乙时刻线框中电流的方向为 C．在图乙时刻线框中电流的热功率为 D．在图乙时刻线框 边受到的安培力大小为 6．如图所示，半径为 r 且水平放置的光滑绝缘的环形细管道内有一带电粒子．此装置放在匀强磁场中，其 磁感应强度随时间变化的关系式为 B=B0+kt(k>0)．根据麦克斯韦电磁场理论，均匀变化的磁场将产生稳定 'OO 'OO abcd cd 'OO 8 rad / s 6 rad / s 5cmab = 2cmad = 0.4 TB = 1.6 Ω abcda 0.016 W bc 48 10 N−×的电场，该感应电场对带电粒子将有沿圆环切线方向的作用力．粒子转动一周后的磁感应强度为 B1，则 （ ） A．此装置产生的感生电动势为(B1－B0)πr2 B．此装置产生的感生电动势为 kπr2 C．感应电场的方向沿逆时针 D．粒子转动过程中一定是洛伦兹力提供向心力 7．如图为手机及无线充电板。如图为充电原理示意图。充电板接交流电源，对充电板供电，充电板内的 送电线圈可产生交变磁场，从而使手机内的受电线圈产生交变电流，再经整流电路转变成直流电后对手机 电池充电，下列说法正确的是（　　） A．手机外壳用金属材料制作可以减少能量损耗 B．如果图示方向的磁场在变强，受电线圈中 c 点的电势高于 d 点的电势 C．在送电线圈电压不变的情况下，增加送电线圈匝数可以提高受电线圈的电压 D．受电线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同 8．下列说法中正确的是(　　) A．电磁炉中的线圈通高频电流时，在铝金属锅上产生涡流，使锅体发热从而加热食物 B．磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，是为了防止电磁感应 C．精密线绕电阻常采用双线绕法，可以增强线绕电阻通电时产生的磁场 D．车站的安检门可以探测人身携带的金属物品，其是利用了电磁感应原理9．电磁炉又名电磁灶，是现代厨房革命的产物，它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生，因此 热效率得到了极大的提高。是一种高效节能厨具，完全区别于传统所有的有火或无火传导加热厨具。如图 所示是描述电磁炉工作原理的示意图，下列说法正确的是（　　） A．电磁炉通电线圈加直流电，电流越大，电磁炉加热效果越好 B．电磁炉原理是通电线圈加交流电后，在锅底产生涡流，进而发热工作 C．在锅和电磁炉中间放一绝缘物质，电磁炉不能起到加热作用 D．电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因是这些材料的导热性能较差 10．托卡马克（Tokamak）是一种复杂的环形装置，结构如图所示．环心处有一欧姆线圈，四周是一个环 形真空室，真空室外部排列着环向场线圈和极向场线圈．当欧姆线圈中通以变化的电流时，在托卡马克的 内部会产生巨大的涡旋电场，将真空室中的等离子体加速，从而达到较高的温度．再通过其他方式的进一 步加热，就可以达到核聚变的临界温度．同时，环形真空室中的高温等离子体形成等离子体电流，与极向 场线圈、环向场线圈共同产生磁场，在真空室区域形成闭合磁笼，将高温等离子体约束在真空室中，有利 于核聚变的进行．已知真空室内等离子体中带电粒子的平均动能与等离子体的温度 T 成正比，下列说法正 确的是（ ） A．托卡马克装置中核聚变的原理和目前核电站中核反应的原理是相同的 B．极向场线圈和环向场线圈的主要作用是加热等离子体 C．欧姆线圈中通以恒定电流时，托卡马克装置中的等离子体将不能发生核聚变 D．为了约束温度为 T 的等离子体，所需要的磁感应强度 B 必须正比于温度 T11．随着科技的不断发展，无线充电已经进入人们的生活．某品牌手机的无线充电原理如图所示．关于无 线充电，下列说法正确的是（ ） A．充电底座中的发射线圈将磁场能转化为电能 B．充电底座可以直接使用直流电源实现对手机的无线充电 C．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同 D．无线充电时手机接收线圈利用“电流的磁效应”获取电能 12．电磁炉热效率高达 ，炉面无明火，无烟无废气，“火力”强劲，安全可靠 图示是描述电磁炉工作 原理的示意图，下列说法正确的是（ ） A．当恒定电流通过线圈时，会产生恒定磁场，恒定磁场越强，电磁炉加热效果越好 B．电磁炉通电线圈加交流电后，在锅底产生涡流，进而发热工作 C．在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉不能起到加热作用 D．电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因是这些材料的导热性能较差 13．随着电动汽车的大量普及，汽车无线充电受到越来越多的关注．无线充电简单方便，不需手动操作， 没有线缆拖拽，大大提高了用户体验．将受电线圈安装在汽车的底盘上，将供电线圈安装在地面上，如图 所示．当电动汽车行驶到供电线圈装置上，受电线圈即可“接受”到供电线圈的电流，从而对蓄电池进行充 电．关于无线充电，下列说法正确的是（ ） 90% .A．无线充电技术与变压器的工作原理相同 B．为了保护受电线圈不受损坏，可在车底加装一个金属护板 C．只有将供电线圈接到直流电源上，才能对蓄电池进行充电 D．当受电线圈没有对准供电线圈（二者没有完全重合）时，将不能进行无线充电 14．如图 1 所示是一个电磁阻尼现象演示装置，钢锯条上端固定在支架上，下端固定有强磁铁，将磁铁推 开一个角度释放，它会在竖直面内摆动较长时间；如图 2 所示，若在其正下方固定一铜块（不与磁铁接 触），则摆动迅速停止。关于实验以下分析与结论正确的是（ ） A．如果将磁铁的磁极调换，重复实验将不能观察到电磁阻尼现象 B．用闭合的铜制线圈替代铜块，重复试验将不能观察到电磁阻尼现象 C．在图 2 情况中，下摆和上摆过程中磁铁和锯条组成的系统机械能均减少 D．在摆动过程中铜块不受磁铁的作用力 15．如图所示，一根质量为 M、长为 L 的铜管放置在水平桌面上，现让一块质量为 m、可视为质点的钕铁 硼强磁铁从铜管上端由静止下落，强磁铁在下落过程中不与铜管接触，在此过程中（ ） A．桌面对铜管的支持力一直为 Mg B．铜管和强磁铁组成的系统机械能守恒 C．铜管中没有感应电流 D．强磁铁下落到桌面的时间 2Lt g >16．如图甲所示是磁电式电流表的结构示意图，图乙是里面的线圈在通电后的正视图，关于磁电式电流表， 以下说法错误的是（ ） A．通电线圈所在的磁场是匀强磁场 B．磁电式电流表的刻度是均匀的 C．线圈绕在铁芯上，起到电磁阻尼的作用 D．磁电式电流表能够测量电流的大小和方向 17．一次物理课上老师拿了一只微安表，用手左右晃动表壳，让同学们观察表针相对表盘摆动的情况．然 后用导线把微安表的两个接线柱连在一起，再次以同样的方式晃动表壳，让同学们再次观察表针相对表盘 摆动的情况，对比两次实验．下列判断和解释正确的是（ ） A．不连接接线柱时，晃动电表，由于表内没有电流，指针摆动幅度较小 B．连接接线柱后，晃动电表，微安表内会形成闭合回路，造成指针打偏、降低灵敏度、失灵等 C．连接接线柱后，晃动电表，由于电磁阻尼表针晃动幅度会变小，并能较快停下 D．两次实验指针相对于表盘摆动的情况是一样的18．随着科技的不断发展，小到手表、手机，大到电脑、电动汽车，都已经在无线充电方面实现了从理论 研发到实际应用的转化。如图所示为某品牌手机无线充电的原理图，下列说法正确的是（　　） A．无线充电时，手机上接收线圈的工作原理是“电流的磁效应” B．发送端和接收端间的距离不影响充电的效率 C．所有手机都能用该品牌无线底座进行无线充电 D．接收线圈中交变电流的频率与发射线圈中交变电流的频率相同 19．如图所示，在圆柱形区域内存在竖直向上的匀强磁场，磁感应强度的大小 B 随时间 t 的变化关系为 ，其中 、k 为正的常数 在此区域的水平面内固定一个半径为 r 的圆环形内壁光滑的细玻璃 管，将一电荷量为 q 的带正电小球在管内由静止释放，不考虑带电小球在运动过程中产生的磁场，则下列 说法正确的是（ ） A．从上往下看，小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 B．从上往下看，小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 C．从上往下看，小球将在管内沿顺时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 D．从上往下看，小球将在管内沿逆时针方向运动，转动一周的过程中动能增量为 20．现代科学研究中常用到高速电子，电子感应加速器就是利用感生电场加速电子的设备. 电子感应加速 器主要由上、下电磁铁磁极和环形真空室组成. 当电磁铁绕组通以变化的电流时会产生变化的磁场，穿过 真空盒所包围的区域内的磁通量也随时间变化，这时真空盒空间内就产生感应涡旋电场，电子将在涡旋电 场作用下得到加速. 如图所示(上方为侧视图，下方为真空室的俯视图)，若电子被“约束”在半径为 的圆周 上运动，当电磁铁绕组通以图中所示的电流时（ ） 0B B kt= + 0B . 2qk rπ 2qk rπ 2qk rπ 2qk rπ RA．电流增大时，电子在轨道上顺时针运动 B．保持电流的方向不变，当电流减小时，电子将加速 C．保持电流的方向不变，当电流增大时，电子将加速 D．被加速时电子做圆周运动的周期不变 参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 AB BD AB AB BC BC D D B C 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 C B A C D A C D C C