新高考2025版高考物理一輪復習微專題小練習專題68自感和渦流

專題68自感和渦流1.[2024·上海市虹口區(qū)二模]如圖，條形磁鐵懸掛在絕緣橡皮筋的下端．將磁鐵向下拉到某一位置后由靜止釋放，磁鐵上下振動．將一銅制容器P置于磁鐵正下方且不與磁鐵接觸，不計空氣阻力及散熱，則()A．銅制容器的溫度不變B．銅制容器的溫度會上升C．系統(tǒng)的機械能守恒，磁鐵振動的振幅減小D．系統(tǒng)的機械能守恒，磁鐵振動的振幅不變2.(多選)如圖所示，在一蹄形磁鐵兩極之間放一個矩形線框abcd.磁鐵和線框都可以繞豎直軸OO′自由轉動．若使蹄形磁鐵以某角速度轉動時，線框的狀況將不行能是()A．靜止B．隨磁鐵同方向轉動C．沿與磁鐵相反方向轉動D．要由磁鐵詳細轉動方一直確定3.2024年7月25日，臺風“煙花”給上海帶來明顯風雨影響，高達632米的上海中心大廈在臺風里卻能夠保持穩(wěn)定，位于第126層的“電渦流擺設式調諧質量阻尼器”起到了關鍵作用．這款阻尼器由我國自主研發(fā)，重達1000噸，在大廈受到風力作用搖擺時，阻尼器質量塊的慣性會產生一個反作用力，產生反向搖擺，在質量塊下方圓盤狀的永磁體與樓體地板相對，由于電磁感應產生渦流，從而使大廈減振減擺，其簡化示意圖如圖所示．下列關于該阻尼器的說法正確的是()A．質量塊下方相對的地板可以是導體也可以是絕緣體，對減振效果沒有影響B(tài)．安裝在質量塊下方的圓盤狀永磁體左端為N極右端為S極，才會有較好的阻尼效果C．安裝在質量塊下方的圓盤狀永磁體只有下端為N極上端為S極，才會有較好的阻尼效果D．地板隨大廈搖擺時，在地板內產生渦流，使大廈搖擺的機械能最終轉化為熱能漸漸耗散掉4．(多選)如圖甲、乙所示，電感線圈L自感系數很大，其電阻等于定值電阻R.接通S，電路穩(wěn)定后，燈泡A均發(fā)光，則下列說法正確的是()A．在電路甲中，閉合S，A將漸漸變亮B．在電路乙中，閉合S，A將漸漸變亮C．在電路甲中，電路穩(wěn)定后斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗，最終熄滅D．在電路乙中，電路穩(wěn)定后斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗，最終熄滅5．[2024·山東聊城期中]如圖甲所示是新型的高效節(jié)能廚具——電磁爐，又名電磁灶，是現代廚房革命的產物．電磁爐是利用電磁感應加熱原理制成的電氣烹飪器具，如圖乙所示是電磁爐的工作示意圖，它無需明火或傳導式加熱而讓熱干脆在鍋底產生，因此熱效率得到了極大的提高．下列關于電磁爐的說法正確的是()A．提高勵磁線圈中電流改變的頻率，可提高電磁爐的加熱效果B．炊具中的渦流是由勵磁線圈中的恒定電流的磁場產生的C．利用陶瓷材料制成的炊具可以在電磁爐上正常加熱D．電磁爐工作時，爐面板中將產生強大的渦流6．如圖所示，扇形銅框在絕緣細桿作用下繞點O在同一水平面內快速逆時針轉動，虛線把圓環(huán)分成八等份，其中虛線為勻強磁場的志向邊界，扇形銅框恰好可以與其中一份重合．下列線框停止最快的是()7．[2024·河南省三模]航母上的飛機起飛可以利用電磁驅動來實現．電磁驅動原理示意圖如圖所示，在固定線圈左右兩側對稱位置放置兩個閉合金屬圓環(huán)，鋁環(huán)和銅環(huán)的形態(tài)、大小相同、已知銅的電阻率較小，不計全部接觸面間的摩擦，則閉合開關S的瞬間()A．鋁環(huán)向右運動，銅環(huán)向左運動B．鋁環(huán)和銅環(huán)都向右運動C．銅環(huán)受到的安培力小于鋁環(huán)受到的安培力D．從左向右看，銅環(huán)中的感應電流沿順時針方向8．[2024·湖北省隨州市模擬](多選)如圖甲所示的電路中，燈泡電阻為R，A1、A2為完全相同的電流傳感器(內阻不計).閉合開關K，得到如圖乙所示的I-t圖像，電源電動勢為E，內阻r，則()A．r＝eq\f(I1＋I2,2I2－I1)RB．E＝eq\f(I1I2,2I2－I1)RC．斷開開關時，小燈泡中的電流方向從右向左D．閉合開關時，自感線圈中電流為零，其自感電動勢也為零9．如圖所示，上下開口、內壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置．小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放，并落至底部．則小磁塊()A．在P和Q中都做自由落體運動B．在兩個下落過程中的機械能都守恒C．在P中的下落時間比在Q中的長D．落至底部時在P中的速度比在Q中的大專題68自感和渦流1．B銅制容器P置于磁鐵正下方且不與磁鐵接觸，磁鐵上下振動，銅制容器會產生渦流發(fā)熱，溫度會上升，系統(tǒng)機械能變小，磁鐵振動的振幅減小，B項正確．2．ACD依據楞次定律可知，為阻礙線圈中磁通量的改變，則線圈與磁鐵轉動方向相同，但快慢不一，線圈的轉速肯定比磁鐵轉速小，則A、C符合題意，B不符合題意；依據楞次定律可知，為阻礙線圈中磁通量的改變，則線圈與磁鐵轉動方向相同，與磁鐵詳細的轉動方向無關，故D符合題意．3．D在質量塊下方圓盤狀的永磁體與樓體地板相對，由于電磁感應產生渦流，從而使大廈減振減擺，可知該阻尼器為電磁阻尼，只有下方地板是導體時，才會起作用，A錯誤；安裝在質量塊下方的圓盤狀永磁體左端為N極右端為S極，可知磁場方向沿水平方向，這樣在地板導體中產生的感應電流很小，電磁阻尼效果不好，B錯誤；由電磁感應原理，可知安裝在質量塊下方的圓盤狀永磁體的磁場方向只要是在豎直方向，都有較好的效果，有下端為N極上端為S極，或下端為S極上端為N極，阻尼效果相同，C錯誤；地板隨大廈搖擺時，在地板內產生渦流，地板導體內有電阻，使大廈搖擺的機械能最終轉化為熱能漸漸耗散掉，符合電磁阻尼原理，D正確．4．AD在電路甲中，燈泡A與電感線圈在同一支路，電流相同，閉合S，電感線圈中的自感電動勢的作用會使得支路中的電流漸漸增大，則燈泡A將漸漸變亮，A正確；在電路乙中，燈泡A與電感線圈并聯，閉合S，電感線圈對燈泡沒有阻礙作用，則燈泡A馬上變亮，B錯誤；在電路甲中，燈泡A與電感線圈在同一支路，流過電流相同，電路穩(wěn)定后斷開S，電感線圈中的自感電動勢作用會使得支路中的電流瞬間不變，然后漸漸減小，所以燈泡A只會漸漸變暗，然后熄滅，不會更亮，C錯誤；在電路乙中，燈泡A與電感線圈并聯，由于燈泡A支路的總電阻大，則燈泡A支路的電流小，電感線圈支路的電流大．電路穩(wěn)定后斷開S，電感線圈中的自感電動勢作用會阻礙電感線圈支路中的電流減小，此時電感線圈相等于一個電源給小燈泡A供電，因此流過燈泡A的電流會突然增大，然后再漸漸減小，所以燈泡A將先變得更亮，然后漸漸變暗，最終熄滅，故D正確．5．A提高勵磁線圈中電流改變的頻率，可以提高產生交變磁場改變的頻率，從而提高穿過炊具底面磁通量的改變率，渦流增大，提高電磁爐的加熱效果，A正確；炊具中的渦流是由勵磁線圈中的交變電流的磁場產生的，B錯誤；陶瓷是絕緣體，無法形成渦流，所以利用陶瓷材料制成的炊具無法在電磁爐上正常加熱，C錯誤；電磁爐工作時，炊具底面將產生強大的渦流，D錯誤．6．D當線框轉動時，假如穿過線框的磁通量發(fā)生改變，則線框中產生感應電流，線框就會受到安培力的阻礙作用，磁通量改變越快，阻礙作用越大，越簡單停下來．由選項A、B圖可知，線框轉動時，磁通量不變，沒有感應電流產生，無阻礙作用，不會停下來，A、B錯誤；由選項C、D圖可知，線框轉動時，D項的磁通量改變快，阻礙作用大，更簡單停下來，故C錯誤，D正確．7．D閉合開關S的瞬間，穿過兩個金屬圓環(huán)的磁通量均增大，為阻礙磁通量的增大，鋁環(huán)向左運動，銅環(huán)向右運動，A、B錯誤；由于銅環(huán)和鋁環(huán)的形態(tài)、大小相同，銅的電阻率較小，故銅環(huán)的電阻較小，兩環(huán)對稱地放在固定線圈兩側，閉合開關S瞬間，穿過兩環(huán)的磁通量的改變率相同，兩環(huán)產生的感應電動勢相等，則銅環(huán)中的感應電流較大，故銅環(huán)受到的安培力較大，C錯誤；由右手螺旋定則可知，閉合開關S瞬間，穿過銅環(huán)的磁通量向左增大，由楞次定律知，從左向右看，銅環(huán)中的感應電流沿順時針方向，D正確．8．BC由圖乙可知，當t＝t0時，自感線圈中電流為零，流過燈泡支路的電流為I1，依據閉合回路歐姆定律有E＝I1r＋I1R；當t＝t1時，電路穩(wěn)定，兩支路電流相等為I2，依據閉合回路歐姆定律有E＝2I2r＋I2R，聯立解得r＝eq\f(I1－I2,2I2－I1)R，E＝eq\f(I1I2,2I2－I1)R，A項錯誤，B項正確；由電路圖可知，斷開開關時，由于自感現象，小燈泡中的電流方向從右向左，C項正確；閉合開關時，自感線圈