看成沿径向排列的无数根铜条,它们做切割磁感线运动,产生感应电动势
B.当A盘转动时,B盘也能转动的原因是电流在磁场中受到力的作用,此力对转轴有力矩
C.当A盘顺时针转动时,B盘逆时针转动 D.当A盘顺时针转动时,B盘也顺时针转动
解析 将图中铜盘A所在的一组装置作为发电机模型,铜盘B所在的一组装置作为电动机模型,这样就可以简单地把铜盘等效为由圆心到圆周的一系列铜条,处在磁场中的铜条在做切割磁感线运动,产生感应电动势,进而分析可得B盘中通电铜条在磁场中受力的作用.
答案 ABC
8.如图所示是高频焊接原理示意图.线圈中通以高频变化的电流时,待焊接的金属工件中就产生感应电流,感应电流通过焊缝产生大量热量,将金属熔化,把工件焊接在一起,而工件其他部分发热很少,以下说法正确的是( )
A.电流变化的频率越高,焊缝处的温度升高得越快 B.电流变化的频率越低,焊缝处的温度升高得越快 C.工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小
D.工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大 解析 线圈中通高频变化的电流时,待焊接的金属工件中就产生感应电流,感应电流的大小与感应电动势有关,电流变化的频率越高,电流变化得越快,感应电动势就越大,A选项正确;工件上焊缝处的电阻大,电流产生的热量就多,D选项正确.
答案 AD
9.某同学学习了日光灯工作原理以后,设计了四个原理图,其中S1为启动器,S2为开关,L为镇流器,能使日光灯正常发光且合理的是( )
解析 根据日光灯的工作原理可知选项C正确. 答案 C
10.电磁炉是应用电磁感应原理进行加热工作的,是现代家庭烹饪食物的先进电子炊具.其工作过程如下:电流电压经过整流器转换为直流电,又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电,将高频交流电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上,由此产生高频交变磁场.其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅.在烹饪锅体内因电磁感应就有强大的涡流产生.涡流克服锅体的内阻流动时完成电能向热能的转换,所产生的焦耳热就是烹调的热源.下列叙述中正确的是( )
A.电磁炉加热食物的过程中涉及的原理有电磁感应、电流的磁效应和热效应等
B.被加热的锅体不能是陶瓷锅,但铝锅、铜锅是可以的 C.被加热的锅体必须是铁质等电阻率较大锅体
D.若在锅底和电磁炉中间放一纸板,电磁炉将不能起到加热作用
解析 铝锅、铜锅的电阻率小、电热少、效率低,选项B错误;线圈产生的磁场能穿透纸板到达锅底,在锅底产生感应电流,利用电流的热效应仍起到加热的作用,选项D错误,正确答案为A、C.
答案 AC
11.如图所示,匀强磁场的磁感应强度方向垂直于纸面向里,大ΔB
小随时间的变化率Δt=k,k为负的常量.用电阻率为ρ、横截面积为S的硬导线做成一边长为l的方框,将方框固定于纸面内,其右半部位于磁场区域中.求:
(1)导线中感应电流的大小;
(2)磁场对方框作用力的大小随时间的变化率.解析 (1)导线框的感应电动势为ε=ΔΦ
Δt ΔΦ=1
2l2ΔB 导线框中的电流为I=ε
R 式中R是导线框的电阻,根据电阻率公式有
Rρ4l
=S 联立①②③④式,将ΔBklS
Δt=k代入得I=8ρ. (2)导线框所受磁场的作用力的大小为f=Bil 它随时间的变化率为Δf=IlΔB
ΔtΔt Δfk2l2S
由⑤⑦式得Δt=8ρ. 答案 (1)klS
8ρ k2l2(2)S8ρ
① ② ③④ ⑤⑥ ⑦
12.如图,宽度L=0.5m的光滑金属框架MNPQ固定于水平面内,并处在磁感应强度大小B=0.4T,方向竖直向下的匀强磁场中,框架的电阻非均匀分布.将质量m=0.1kg,电阻可忽略的金属棒ab放置的框架上,并与框架接触良好.以P为坐标原点,PQ方向为x轴正方向建立坐标系.金属棒从x0=1m处以v0=2m/s的初速度,沿x轴负方向做a=2m/s2的匀减速直线运动,运动中金属棒仅受安培力作用.求:
(1)金属棒ab运动0.5m,框架产生的焦耳热Q;
(2)框架中aNPb部分的电阻R随金属棒ab的位置x变化的函数关系;
(3)为求金属棒ab沿x轴负方向运动0.4s过程中通过ab的电量q,某同学解法为:先算出经过0.4 s金属棒的运动距离s,以及0.4 s时ΔΦBLs回路内的电阻R,然后代入q=R=R求解.指出该同学解法的错误之处,并用正确的方法解出结果.
解析 (1)金属棒仅受安培力作用,其大小 F=ma=0.1×2 N=0.2N
金属棒运动0.5m,框架中产生的焦耳热等于克服安培力做的功 所以Q=Fs=0.2×0.5J=0.1J. (2)金属棒所受安培力为
F=BIL EBLvI=R=R B2L2
所以F=Rv=ma
由于棒做匀减速直线运动v=v20-2a?x0-x? B2L2
所以R=mav20-2a?x0-x? 0.42×0.52=0.1×2
22-2×2?1-x?=0.4x.
BLs
(3)错误之处是把0.4 s时回路内的电阻R代入q=R进行计算. 正确的解法是q=It 因为F=BIL=ma
0.1×2ma
所以q=BLt=0.4×0.5×0.4 C=0.4 C. 答案 (1)0.1 J (2)R=0.4x (3)见解析