高中物理 第一章 電磁感應(yīng) 第7節(jié) 渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用課件 粵教版選修32.ppt

第七節(jié)渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用 知識(shí)點(diǎn)1渦流現(xiàn)象1 渦流現(xiàn)象 整塊導(dǎo)體內(nèi)部發(fā)生電磁感應(yīng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流 的現(xiàn)象 外周長(zhǎng)越長(zhǎng) 頻率越高 越大 2 渦流現(xiàn)象的規(guī)律 導(dǎo)體的 交變磁場(chǎng)的 渦流 3 渦流現(xiàn)象的應(yīng)用 1 在生活中的應(yīng)用 電磁灶與渦流加熱 2 在生產(chǎn)中的應(yīng)用 高頻感應(yīng)爐 渦流閘 金屬探測(cè)器等 知識(shí)點(diǎn)2渦流現(xiàn)象的物理實(shí)質(zhì)1 渦流產(chǎn)生的過(guò)程 如圖1 7 1所示 在一根導(dǎo)體外面繞上線圈 并讓線圈通入交變電流 根據(jù)麥克斯韋理論 變化的磁場(chǎng)激發(fā)出感生電場(chǎng) 導(dǎo)體可以看作是由許多閉合線圈組成的 在感生電場(chǎng)作用下 這些線圈中產(chǎn)生了感 生電動(dòng)勢(shì) 從而產(chǎn)生渦旋狀的感應(yīng)電流 圖1 7 1 2 在應(yīng)用和防止渦流時(shí)應(yīng)注意 1 在應(yīng)用渦流時(shí)要盡可能使回路電阻小一些 2 在防止渦流時(shí)要盡可能使回路電阻大一些 例題 雙選 下面說(shuō)法正確的是 a 電磁灶是在金屬鍋體中產(chǎn)生熱效應(yīng) 從而達(dá)到加熱和烹飪食物的目的b 高頻感應(yīng)爐是利用渦電流產(chǎn)生焦耳熱而制成的感應(yīng)加熱設(shè)備c 感應(yīng)加熱的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制 但熱輻射大d 電磁流量計(jì)用來(lái)測(cè)量高黏度但不能有腐蝕性流體的流量 解析 電磁灶是在金屬鍋體中產(chǎn)生的熱效應(yīng) 是典型的渦流現(xiàn)象的應(yīng)用 通過(guò)這種加熱 可以達(dá)到加熱和烹飪食物的目的 高頻感應(yīng)爐也是利用渦流產(chǎn)生焦耳熱而制成的感應(yīng)加熱設(shè)備 感應(yīng)加熱的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制 熱輻射小 電磁流量計(jì)不能用來(lái)測(cè)量高黏度但不能有腐蝕性流體的流量 答案 ab 1 磁電式儀表的線圈常常用鋁框做骨架 把線圈繞在鋁框 上 而不用塑料做骨架 是因?yàn)?c a 塑料材料的堅(jiān)硬程度達(dá)不到要求b 塑料是絕緣的 對(duì)線圈的絕緣產(chǎn)生不良影響c 鋁框是導(dǎo)體 在鋁框和指針一塊擺動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生渦流 使指針很快停止擺動(dòng)d 鋁框的質(zhì)量比塑料框的質(zhì)量大解析 主要是為了依靠電磁阻尼快速穩(wěn)定 題型1 渦流的產(chǎn)生與判斷 例題 如圖1 7 2所示 兩個(gè)相等的輕質(zhì)鋁環(huán)套在一根水平光滑絕緣桿上 當(dāng)一條形磁鐵向左運(yùn)動(dòng)靠近兩環(huán)時(shí) 兩 環(huán)的運(yùn)動(dòng)情況是 圖1 7 2 a 同時(shí)向左運(yùn)動(dòng) 間距變大b 同時(shí)向左運(yùn)動(dòng) 間距變小c 同時(shí)向右運(yùn)動(dòng) 間距變小d 同時(shí)向右運(yùn)動(dòng) 間距變小 解析 當(dāng)條形磁鐵向左運(yùn)動(dòng)靠近兩環(huán)時(shí) 將使穿過(guò)兩環(huán)中的磁通量都增加 根據(jù)楞次定律 兩環(huán)的運(yùn)動(dòng)都阻礙磁鐵相對(duì)環(huán)的運(yùn)動(dòng) 即阻礙 靠近 那么兩環(huán)都向左運(yùn)動(dòng) 又由于兩環(huán)中的感應(yīng)電流方向相同 兩平行的同向電流間有相互吸引的磁場(chǎng)力 因而兩環(huán)間的距離要減小 故b項(xiàng)選項(xiàng)正確 答案 b 規(guī)律總結(jié) 本題中要抓住兩點(diǎn) 一是金屬能夠自身形成閉合回路 形成渦流 二是磁通量要發(fā)生變化 形成渦流 阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng) 1 某磁場(chǎng)磁感線如圖1 7 3所示 有銅線圈自圖示a位置落至b位置 在下落過(guò)程中 自上向下看 線圈中的感應(yīng) 電流方向?yàn)?圖1 7 3 c a 始終順時(shí)針b 始終逆時(shí)針c 先順時(shí)針 再逆時(shí)針d 先逆時(shí)針 再順時(shí)針 題型2 渦流現(xiàn)象的理解應(yīng)用 例題 光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線 如圖1 7 4所示 拋物的方程是y x2 下半部處在一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 磁場(chǎng)的上邊界是y a的直線 圖中虛線所示 一個(gè)小金屬塊從拋物線上y b b a 處以速度v沿拋物線下滑 假設(shè)拋物線足 夠長(zhǎng) 金屬塊沿拋物線下滑后產(chǎn)生的焦耳熱總量是 圖1 7 4 解析 小金屬塊進(jìn)入或離開磁場(chǎng)時(shí) 由于渦流現(xiàn)象產(chǎn)生焦耳熱 損失機(jī)械能而使金屬塊所能達(dá)到的最高位置越來(lái)越低 當(dāng)金屬塊所能達(dá)到的最高位置為y a時(shí) 金屬塊不再進(jìn)出磁場(chǎng) 不再產(chǎn)生焦耳熱 金屬塊機(jī)械能不再損失 在磁場(chǎng)中往復(fù)運(yùn)動(dòng) 由于金屬塊減少的動(dòng)能和重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 所 答案 d 2 雙選 如圖1 7 5所示是高頻焊接原理示意圖 線圈中通以高頻變化的電流時(shí) 待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流 感應(yīng)電流通過(guò)焊縫產(chǎn)生大量熱量 將金屬熔化 把工件焊接在一起 而工件其他部分發(fā)熱很少 以下說(shuō)法正確的是 圖1 7 5 a 電流變化的頻率越高 焊縫處的溫度升高的越快b 電流變化的頻率越低 焊縫處的溫度升高的越快c 工件上只有焊縫處溫度升的很高是因?yàn)楹缚p處的電阻 小 d