内容正文:
素养培优专练(八)
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一、电磁感应在实际情境中的应用
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二、重难点强化专练
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本课结束
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(一)电磁感应在生产、生活中的应用
1.(2022·广东省佛山市高三下二模)安装在公路上的测速装置如图,在路面下方间隔一定距离埋设有两个通电线圈,线圈与检测抓拍装置相连,车辆从线圈上面通过时线圈中会产生脉冲感应电流,检测装置根据两个线圈产生的脉冲信号的时间差计算出车速大小,从而对超速车辆进行抓拍。下列说法正确的是( )
A.汽车经过线圈上方时,两线圈产生的脉冲电流信号时间差越长,车速越大
B.汽车经过通电线圈上方时,汽车底盘的金属部件中会产生感应电流
C.当汽车从线圈上方匀速通过时,线圈中不会产生感应电流
D.当汽车从线圈上方经过时,线圈中产生感应电流属于自感现象
答案 B
解析 汽车经过线圈上方时线圈中产生脉冲电流信号,车速越大,汽车通过两线圈间的距离所用的时间越小,即两线圈产生的脉冲电流信号时间差越短,故A错误;汽车经过通电线圈上方时,线圈所产生的磁场使汽车底盘的金属部件中的磁通量发生变化,在金属部件中产生感应电流,金属部件中的感应电流产生磁场,此磁场随汽车运动,使穿过线圈的磁通量变化,所以线圈中会产生感应电流,故B正确,C错误;当汽车从线圈上方经过时,线圈中产生的感应电流并不是线圈自身的电流变化所引起的,则不属于自感现象,故D错误。
2.(2022·广东省茂名市高三下第二次综合测试(二模))(多选)如图甲所示为市面上的一款自发电无线门铃,按下按键,按键将推动永磁铁运动(平面运动如图乙所示),即能产生电能供给发射器部件(接线圈两端,图中没有画出)正常工作。松开按键后,在弹簧的作用下按键将恢复原位。关于按压按键和松开按键反弹过程中,下列说法正确的是( )
A.连续按压和松开按键过程,线圈中一定产生交变电流
B.按压和松开按键过程,线圈中都产生感应电动势
C.按住门铃按键保持不动,线圈中一直保持有感应电流
D.按键反弹过程,弹簧的弹性势能部分转化为电能
答案 BD
解析 连续按压和松开按键过程,不能保证每次按压时间相同,也不能保证每次产生的电流强度一致,所以线圈中不一定产生周期性变化的交变电流,A错误;按压和松开按键过程,线圈中磁通量都发生变化,线圈中都产生感应电动势,B正确;按住门铃按键保持不动,穿过线圈的磁通量保持不变,感应电动势和感应电流都为零,C错误;由能量守恒定律可知,按键反弹过程,弹簧的弹性势能减小,弹簧克服磁场力做功并使一部分弹性势能转化为电能,也有部分弹性势能转化为其他形式的能,如摩擦生热等,D正确。
3.(多选)工厂生产流水线上通过水平绝缘传送带输送相同大小的铜线圈,线圈在传送带上等间距排列,且与传送带以相同的速度匀速运动。为了检测出不闭合的不合格线圈,在垂直于传送带运动方向的条形区域内加上垂直于传送带平面的匀强磁场,通过观察穿过磁场区域后的铜线圈间距,就能确认哪些线圈不合格,如图所示。下列说法正确的是( )
A.根据传送带上铜线圈的分布可知,第4个线圈不合格
B.根据传送带上铜线圈的分布可知,第3个线圈不合格
C.第6、7线圈间距离等于第7、8线圈间距离
D.若发现穿过磁场区域后的铜线圈间距一直没有变化,可通过增大磁场的磁感应强度或提高传送带速度大小来达到检测目的
答案 BD
解析 铜线圈通过磁场区域时,由于穿过线圈的磁通量发生变化,合格线圈内会产生感应电流,由楞次定律可知,穿入和穿出磁场区域时合格铜线圈都受到向左的安培力,合格铜线圈会相对传送带向左运动。每个合格线圈都相同,则通过磁场区域后相对传送带向左运动的距离也相同,合格线圈之间的距离保持不变;不合格的线圈(不闭合)通过磁场区域时不会与传送带发生相对滑动,则不合格线圈与前面合格线圈距离变小,与后面合格线圈距离变大。由题图可知,第3个线圈与第2个线圈的距离相对较小,
与第4个线圈间距离相对较大,第3个线圈是不合格线圈,A错误,B正确。6、7线圈都通过了磁场左边界,与传送带产生了相对运动,而线圈8还没有进入磁场,没有和传送带间产生相对滑动,因而7、8两线圈的间距不等于6、7两线圈的间距,C错误。如果线圈受到的安培力小于线圈与传送带间的最大静摩擦力,线圈和传送带间就不会发生相对滑动,线圈间的距离就都不会变化,从而无法区分出不合格线圈,由法拉第电磁感应定律可知,增大磁场的磁感应强度或者提高传送带即线圈的速度,可以使线圈通过磁场区域时产生更大的感应电流,从而产生更大的安培力使线圈相对传送带滑动,达到检测的目的,D正确。
4.(多选)电吉他中电拾音器的基本结构如图所示,磁体附近的金属弦被磁化,因此弦振动时,在线圈中产生感应电流,电流经电路放大后传送到音箱发出声音。下列说法正确的是( )
A.电吉他中电拾音器工作时利用了电流磁效应
B.选用优质铜弦,电吉