第四章 第7节 课时跟踪训练

[课时跟踪训练]
(时间30分钟，满分60分)
一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40分。

每小题至少有一个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)
1．以下关于涡流的说法中，正确的是 ( )
A ．涡流跟平时常见感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的
B ．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流
C ．涡流有热效应，但没有磁效应
D ．在硅钢中不能产生涡流
解析：根据涡流的产生原因(变化的磁场中的金属块、电流变化的线圈附近的导体中都产生涡流)知，涡流就是平时常见的感应电流，是因为穿过导体的磁通量发生变化而产生的，符合感应电流产生的原因，所以A 正确，B 错误；涡流和其他电流一样，也有热效应和磁效应，C 错误；硅钢的电阻率大，产生的感应电流——涡流较小，不是不能产生涡流，D 错误。

答案：A
2.高频焊接原理示意图，如图1所示，线圈通以高频交流电，金属工
件的焊缝中就产生大量焦耳热，将焊缝熔化焊接，要使焊接处产生的热量
较大可采用 ( ) 图1
A ．增大交变电流的电压
B ．增大交变电流的频率
C ．增大焊接缝的接触电阻
D ．减小焊接缝的接触电阻
解析：增大交变电流的电压和交变电流的频率均可使电流的变化率增大，由E ＝n ΔΦΔt
感应电动势和涡流均增大，焊接处的发热功率增大，若增大焊接缝的接触电阻，则焊接处的电压、功率分配就越大，产生的热量就会越大，故A 、B 、C 均正确，D 错误。

答案：ABC
3.如图2所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，有两块相同的蹄
形磁铁，四个磁极之间的距离相等，当两块磁铁匀速向右通过线圈时，
线圈始终静止不动，那么线圈受到木板的摩擦力方向是 ( )
A ．先向左、后向右
B ．先向左、后向右、再向左
图2
C ．一直向右
D ．一直向左 解析：根据楞次定律的“阻碍变化”和“来拒去留”，当两磁铁靠近线圈时，线圈要阻碍其靠近，线圈有向右移动的趋势，受木板的摩擦力向左，当磁铁远离时，线圈要阻碍
其远离，仍有向右移动的趋势，受木板的摩擦力方向仍是向左的，故选项D正确。

答案：D
4．甲、乙两个完全相同的铜环可绕固定轴OO′旋转，当给以相同的初始角速度开始转动后，由于阻力，经相同的时间后便停止；若将环置于磁感应强度为B且大小相同的匀强磁场中，甲环的转轴与磁场方向平行，乙环的转轴与磁场方向垂直，如图3所示，当甲、乙两环同时以相同的角速度开始转动后，则下列判断正确的是()
图3
A．甲环先停B．乙环先停
C．两环同时停下D．无法判断两环停止的先后
解析：甲不产生感应电流，乙产生感应电流，机械能不断转化为内能，故先停下来。

答案：B
5．如图4所示，粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈。

当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时，若线圈始终不动，则关于线圈受到的支持力F N及在水平方向运动趋势的正确判断是()
图4
A．F N先小于mg后大于mg，运动趋势向左
B．F N先大于mg后小于mg，运动趋势向左
C．F N先小于mg后大于mg，运动趋势向右
D．F N先大于mg后小于mg，运动趋势向右
解析：条形磁铁从线圈正上方等高快速经过时，通过线圈的磁通量先增加后又减小。

当通过线圈磁通量增加时，为阻碍其增加，在竖直方向上线圈有向下运动的趋势，所以线圈受到的支持力大于其重力，在水平方向上有向右运动的趋势；当通过线圈的磁通量减小时，为阻碍其减小，在竖直方向上线圈有向上运动的趋势，所以线圈受到的支持力小于其重力，在水平方向上有向右运动的趋势。

综上所述，线圈所受到的支持力先大于重力后小于重力，运动趋势总是向右。

答案：D
6．如图5所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料
制成的圆管，竖直固定在相同高度，两个相同的磁性小球同时从A、B管上
端管口无初速释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面，下列对
于两管的描述中可能正确的是() A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的图5
B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的
C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的
D．A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的
解析：磁性小球通过金属圆管的过程中，将圆管看做由许多金属圆环组成，小球的磁场使每个圆环中产生感应电流，根据楞次定律，该电流的磁场阻碍小球的下落，小球向下运动的加速度小于重力加速度。

小球在塑料、胶木等非金属材料圆管中不会产生感应电流，仍做自由落体运动，穿过塑料、胶木圆管的时间比穿过金属圆管的时间短，故可能的为A、D。

答案：AD
7.如图6所示，在蹄形磁铁的两极间有一可以自由转动的铜盘(不计各种
摩擦)，现让铜盘转动。

下面对观察到的现象描述及解释正确的是()
A．铜盘中没有感应电动势、没有感应电流，铜盘将一直转动下去
B．铜盘中有感应电动势、没有感应电流，铜盘将一直转动下去图6
C．铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将很快停下
D．铜盘中既有感应电动势又有感应电流，铜盘将越转越快
解析：铜盘转动时，根据法拉第电磁感应定律及楞次定律知，盘中有感应电动势，也产生感应电流，并且受到阻尼作用，机械能很快转化为电能进而转化为焦耳热，铜盘将很快停下，故C对，A、B、D错。

答案：C
8.在水平面上放置两个完全相同的带中心轴的金属圆盘，它们彼此
用导线把中心轴和对方圆盘的边缘相连接，组成电路如图7所示，一匀
强磁场穿过两圆盘垂直向外，若不计一切摩擦，当a盘在外力作用下做图7
逆时针转动时，转盘b () A沿与a盘相同的方向转动
B．沿与a盘相反的方向转动
C．转动的角速度一定小于a盘的角速度
D．转动的角速度可能等于a盘的角速度
解析：如图所示，
金属圆盘可看做由多根金属辐条组成，a盘在外力作用下逆时针转动
时，圆盘切割磁感线，由右手定则判知，电动势方向为由O1→A，在闭合
电路中有方向为O1AO2BO1的感应电流，而对b盘，由左手定则和能的转
化和守恒定律判知，b盘顺时针转动且其转动的角速度一定小于a盘的角速度，选项B、C 正确。

答案：BC
二、非选择题(本题共2小题，每小题10分，共20分。

解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)
9．如图8所示，光滑弧形轨道和一足够长的光滑水平轨道相连，水
平轨道上方有一足够长的金属杆，杆上挂有一光滑螺旋管A。

在弧形轨道
上高为h的地方，无初速度释放一磁铁B(可视为质点)，B下滑至水平轨
道时恰好沿螺旋管A的中心轴运动，设A、B的质量分别为M、m，若最图8
终A、B速度分别为v A、v B。

(1)螺旋管A将向哪个方向运动？
(2)全过程中整个电路所消耗的电能。

解析：(1)磁铁B向右运动时，螺旋管中产生感应电流，感应电流产生电磁驱动作用，使得螺旋管A向右运动。

(2)全过程中，磁铁减少的重力势能转化为A、B的动能和螺旋管中的电能，所以
mgh＝1
2
M v2A＋
1
2
m v2B＋E电。

即E
电＝mgh－
1
2
M v2A－
1
2
m v2B。

答案：(1)向右运动(2)mgh－1
2
M v2A－
1
2
m v2B
10．如图9所示，质量为m＝100 g的铝环，用细线悬挂起来，环中央距地面高度h＝0.8 m，有一质量为M＝200 g的小磁铁(长度可忽略)，以v0＝10 m/s的水平速度射入并穿过铝环，落地点距铝环原位置的水平距离为 3.6 m，则磁铁与铝环发生相互作用时(小磁铁穿过铝环后的运动看做平抛运动)：
图9
(1)铝环向哪边偏斜？
(2)若铝环在磁铁穿过后速度为v′＝2 m/s，在磁铁穿过铝环的整个过程中，环中产生
了多少电能？(g＝10 m/s2)
解析：(1)由楞次定律可知，当小磁铁向右运动时，铝环向右偏斜(阻碍相对运动)。

(2)由能量守恒可得：由磁铁穿过铝环飞行的水平距离可求出穿过后的速度v＝3.6 2h
g
m/s＝9 m/s
E电＝1
2
M v20－
1
2
M v2－
1
2
v′2＝1.7 J。

答案：(1)铝环向右偏(2)1.7 J。