1.如图,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过。现将环从位置Ⅰ释放,环经过磁铁到达位置Ⅱ。设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2,重力加速度大小为g,则 ( )
A.T1>mg,T2>mg B.T1<mg,T2<mg
C.T1>mg,T2<mg D.T1<mg,T2>mg
答案 A 金属圆环从位置Ⅰ到位置Ⅱ过程中,由楞次定律的推广含义可知,感应电流的效果总是阻碍引起感应电流的原因。原因是环向下运动,则环所受的安培力始终向上,由牛顿第三定律可知,圆环对磁铁的作用力始终向下,所以选项A正确。
2.(多选)电学测量仪器要求指针的摆动可以很快停下来。磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架,把线圈绕在铝框上(如图所示)。利用铝框中产生的涡流,从而通过磁场对这个涡流的作用力阻碍它们的摆动,使指针能很快地指到示数的位置上 ( )
A.当线圈中通入电流转动时,铝框中的涡流方向与线圈中电流同向
B.当线圈中通入电流转动时,铝框中的涡流方向与线圈中电流反向
C.直接拿绝缘棒轻轻左右拨动指针,铝框中的涡流方向与线圈中电流同向
D.直接拿绝缘棒轻轻左右拨动指针,铝框中的涡流方向与线圈中电流反向
答案 BC A、B选项,当线圈中通入电流转动时,铝框必然跟着线圈一起转动,切割磁感线产生感应电动势和感应电流。它们彼此绝缘,铝框受到的安培力是它们转动的阻力,与转动方向相反,使指针很快停在该停的位置。铝框中的涡流方向与线圈中电流是反向的,B正确。
C、D选项,直接拿绝缘棒轻轻左右拨动指针时,线圈与铝框均切割磁感线产生感应电动势和感应电流,它们彼此绝缘,各自受到的安培力均与转动方向相反,是它们转动的阻力,所以铝框中的涡流方向与线圈中电流是同向的,C正确。
3.(2020课标Ⅱ,14,6分)管道高频焊机可以对由钢板卷成的圆管的接缝实施焊接。焊机的原理如图所示,圆管通过一个接有高频交流电源的线圈,线圈所产生的交变磁场使圆管中产生交变电流,电流产生的热量使接缝处的材料熔化将其焊接。焊接过程中所利用的电磁学规律的发现者为 ( )
A.库仑 B.霍尔 C.洛伦兹 D.法拉第
答案 D 焊接过程中利用电磁感应产生的涡流将材料熔化,发现电磁感应规律的是法拉第,故D选项正确。
4.下列图中,A图是真空冶炼炉,可以冶炼高质量的合金;B图是充电器,工作时绕制线圈的铁芯会发热;C图是安检,可以探测人身上是否携带金属物品;D图是工作人员穿上金属丝织成的衣服,可以高压带电作业。其中与涡流无关的是 ( )
答案 D A图线圈接有交变电流,会产生变化的磁场,变化的磁场在冶炼炉中产生电场,使自由电荷在电场力的作用下定向移动形成涡流发热;B图充电器工作时有交变电流通过,交变电流产生的交变磁场穿过铁芯,在铁芯中产生电场,使自由电荷在电场力的作用下定向移动形成涡流发热;线圈中交变电流产生交变的磁场,会在金属物品中产生交变的感应电流(涡流),而金属物品中感应电流产生的交变磁场会影响线圈中的交变电流,从而使金属被探测到,这就是安检探测金属的原理,故C图中安检属于涡流的应用;工作服用包含金属丝的织物制成,形成一个导体壳,壳外有电场,壳内场强保持为0,高压外电场不会对内部产生影响,故D图中工作服属于静电屏蔽的应用。故选D。
