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1、【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】1/9 2020高考物理一轮复习专题 10-15 涡流与电磁阻尼问题千题精练编 辑：_时 间：_教学资料范本【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】2/9 一选择题1.(20 xx 聊城模拟)(多选)航母上飞机弹射起飞是利用电磁驱动来实现的。电磁驱动原理如图14 所示，当固定线圈上突然通过直流电流时，线圈端点的金属环被弹射出去。现在固定线圈左侧同一位置，先后放有分别用横截面积相等的铜和铝导线制成形状、大小相同的两个闭合环，且电阻率铜铝。闭合开关S的瞬间()图 14A.从左侧看环中感应电流沿顺时针方向B.铜环受到的安培力大于铝环受到的安培力C.
2、若将环放置在线圈右方，环将向左运动D.电池正负极调换后，金属环不能向左弹射【参考答案】AB2健身车的磁控阻力原理如图所示，在金属飞轮的外侧有一些磁铁（与飞轮不接触），人在健身时带动飞轮转动，磁铁会对飞轮产生阻碍，拉动控制拉杆可以改变磁铁与飞轮间的距离则A.飞轮受到阻力大小与其材料密度有关B.飞轮受到阻力大小与其材料电阻率有关【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】3/9 C.飞轮转速一定时，磁铁越靠近飞轮，其受到的阻力越大D.磁铁与飞轮间距离不变时，飞轮转速越大，其受到阻力越小【参考答案】BC点睛：金属飞轮在磁场中运动的过程中产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律判断转速和距离对感应电动势
3、的影响，根据欧姆定律和安培力公式确定阻力的大小3.(多选)如图 8 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()图 8A.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【参考答案】AB4.(多选)如图 4 所示，条形磁铁位于固定的半圆光滑轨道的圆心位置，一半径为 R、质量为 m的金属球从半圆轨道的一端沿半圆轨道由静止下滑，重力加速度大小为 g。下列说法正确的是()【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】4/9 图 4A.金属球会运动到半圆轨道的另一端B.由于金属球没有形成闭合
4、电路，所以金属球中不会产生感应电流C.金属球受到的安培力做负功D.系统产生的总热量为mgR【参考答案】CD【名师解析】金属球在运动过程中，穿过金属球的磁通量不断变化，在金属球内形成闭合回路，产生涡流，金属球受到的安培力做负功，金属球产生的热量不断地增加，机械能不断地减少，直至金属球停在半圆轨道的最低点，选项C正确，A、B错误；根据能量守恒定律得系统产生的总热量为mgR，选项 D正确。5.下列没有利用涡流的是()A.金属探测器B.变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯C.用来冶炼合金钢的真空冶炼炉D.磁电式仪表的线圈用铝框做骨架【参考答案】B【名师解析】变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯是为了减小涡
5、流损失，选项 B不是利用涡流。6(20 xx长兴中学高三模拟)1831 年，法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机(图甲)它是利用电磁感应原理制成的，是人类历史上第一台发电机图乙是这个圆盘发电机的示意图：铜盘安装在水平的铜轴上，它的边缘正好在两磁极之间，两块铜片C、D分别与转动轴和铜盘的边缘良好接触使铜盘【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】5/9 转动，电阻 R中就有电流通过若所加磁场为匀强磁场，回路的总电阻恒定，从左往右看，铜盘沿顺时针方向匀速转动，CRD 平面与铜盘平面垂直，下列说法正确的是()A电阻 R中没有电流流过B铜片 C的电势高于铜片 D的电势C保持铜盘不动，磁场变为
6、方向垂直于铜盘的交变磁场，则铜盘中有电流产生D保持铜盘不动，磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场，则 CRD 回路中有电流产生【参考答案】C7(20 xx吉林实验中学模拟)转笔(Pen Spinning)是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动转笔深受广大中学生的喜爱，其中也包含了许多的物理知识，假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动，下列有关该同学转笔中涉及的物理知识的叙述正确的是()A笔杆上的点离 O点越近的，做圆周运动的向心加速度越小B笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由万有引力提供的C若该同学使用中性笔，笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做离心运动被甩走D若该同学使用的是
7、金属笔杆，且考虑地磁场的影响，由于笔杆中不会产生感应电流，因此金属笔杆两端一定不会形成电势差【参考答案】AC【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】6/9 8如图所示，固定在水平面上的光滑平行金属导轨，间距为L，右端接有阻值R的电阻，空间存在方向竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场质量为m、电阻为 r 的导体棒 ab 与固定弹簧相连，放在导轨上初始时刻，弹簧恰处于自然长度给导体棒水平向右的初速度v0，导体棒开始沿导轨往复运动，在此过程中，导体棒始终与导轨垂直并保持良好接触已知导体棒的电阻r 与定值电阻 R的阻值相等，不计导轨电阻，则下列说法中正确的是()A导体棒开始运动的初始时刻受到的安培
8、力向左B导体棒开始运动的初始时刻导体棒两端的电压UBLv0C导体棒开始运动后速度第一次为零时，系统的弹性势能Epmv2 0D导体棒最终会停在初始位置，在导体棒整个运动过程中，电阻R上产生的焦耳热 Q mv2 0【参考答案】AD【名师解析】根据楞次定律，导体棒向右运动，感应电流的方向为a 到 b，再根据左手定则，导体棒受到的安培力方向水平向左，选项A正确；导体棒开始运动的初始时刻，导体棒产生的感应电动势为BLv0，而导体棒两端的电压为路端电压，大小为，选项B错误；根据动能定理，W安W弹mv，所以 W弹mv，而 W弹等于弹簧的弹性势能，故Epmv，选项 C 错误；最终机械能全部转化为电阻的内能，导
9、体棒r 和电阻 R产生的内能都是 mv，选项 D正确二计算题1.(15分)（20 xx 江苏扬州期末）实验小组想要探究电磁刹车的效果，在遥控小车底面安装宽为L、长为 2.5L 的 N匝矩形线框 abcd，总电阻为 R，面积可认为与小车底面相同，其平面与水平地面平行，小车总质量为m.如图所示是简化的俯视图，小车在磁场外以恒定的功率做直线运动，受到地面阻力恒为f，进入磁场前已达到最大速度v，车头(ab 边)刚要进入磁场时立即撤去牵引力，车尾【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】7/9(cd 边)刚出磁场时速度恰好为零已知有界磁场宽度为2.5L，磁感应强度为B，方向竖直向下求：(1)进入磁场
10、前小车所受牵引力的功率P；(2)车头刚进入磁场时，感应电流的大小I；(3)电磁刹车过程中产生的焦耳热Q.(2)车头刚进磁场时，回路感应电动势ENBLv(2分)根据闭合电路欧姆定律，感应电流I(2 分)I.(1 分)(3)根据能量守恒 mv2 Q f 5L(3 分)解得 Q mv2 5fL.(2分)2(20 xx 陕西西工大附中模拟)如图所示，用水平绝缘传送带输送一正方形单匝闭合铜线框，在输送中让线框随传送带通过一固定的匀强磁场区域，铜线框在进入磁场前与传送带的速度相同，穿过磁场的过程中将相对于传送带滑动。已知传送带以恒定速度v0 运动，当线框的右边框刚刚到达边界PQ 时速度又恰好等于 v0。若
11、磁场边界 MN、PQ与传送带运动方向垂直，MN与 PQ的距离为 d，磁场的磁感应强度为B，铜线框质量为m，电阻均为 R，边长为 L(Ld)，铜线框与传送带间的动摩擦因数为，且在传送带上始终保持前后边框平行于磁场边界MN，试求：(1)线框的右边框刚进入磁场时所受安培力的大小；(2)线框在进入磁场的过程中运动加速度的最大值以及速度的最小值；【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】8/9(3)从线框右边框刚进入磁场到穿出磁场后又相对传送带静止的过程中，传送带对闭合铜线框做的功。在线框刚刚完全进入磁场又匀加速运动到达边界PQ的过程中，根据动能定理有mg(dL)mv mv2，解得最小速度 vmin
12、2g（dL）)(3)线框从右边框进入磁场到运动至磁场边界PQ的过程中线框一直受摩擦力f mg由功的公式 Wf1fd 得摩擦力做功 Wf1mgd闭合线框穿出磁场与进入磁场的受力情况相同，则完全穿出磁场的瞬间速度亦为最小速度v，然后速度均匀增加到v0，产生的位移一定为xdL(和在磁场中速度 v 由增加 v0 到的位移相同)闭合线框在右边框出磁场到与传送带共速的过程中位移 xxLd。在此过程中摩擦力再做功Wf2 mgd因此，闭合铜线框从刚进入磁场到穿出磁场后又相对传送带静止的过程中，传送带对闭合铜线框做的功W Wf1Wf22mgd【参考答案】(1)(2)g 2g（dL）)(3)2 mgd3.（市区2
13、0 xx-20 xx 学年度高三年级总复习质量检测（三）理科综合试卷物理部分）如图所示，两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间的距离为，导轨上面横放着两根导体棒和，构成矩形回路，两根导体棒的质量皆为，电阻皆为，回路中其余部分的电阻可不计。在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为。设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行，开始时，棒静止，棒有指向棒的初速度，若两导体棒在运动中始终不接触，求：L ab cd m R B cd ab cd0v（1）在运动中产生的焦耳热最多是多少？Q【本资料精心搜集整理而来，欢迎广大同仁惠存！】9/9（2）当棒的速度变为初速度的时，棒的加速度是多
14、少？ab4/3cd a【参考答案】（1）；（2）2014Qmv2204B L vFammR（2）设 ab 棒的速度变为 3v0/4，cd 棒的速度为 v，由动量守恒定律，0034mvmvmv，解得：v=v0/4。此时回路中感应电动势E=-=，034BLv014BLv012BLv回路中电流 I=E/2R=，04BLvR此时 cd 棒所受的安培力 F=BIL=，2204B L vR由牛顿第二定律，cd 棒的加速度 a=F/m=。2204B L vmR考点：动量守恒定律；闭合电路的欧姆定律；导体切割磁感线时的感应电动势【名师点睛】本题主要考查了动量守恒定律、闭合电路的欧姆定律、导体切割磁感线时的感应电动势。分根据动量守恒定律确定两棒最后的末速度是本题的关键，分析这类电磁感应现象中的能量转化较易：系统减少的动能转化为回路的焦耳热；本题涉及到动生电动势、动量守恒定律、牛顿第二定律及闭合电路欧姆定律综合的力电综合问题，故本题属于难度较大的题。