高中物理 第一章 第七节 涡流现象及其应用 课件 粤教版选修33.ppt

第七节涡流现象及其应用 知识点1涡流现象1 涡流现象 整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流 的现象 外周长越长 频率越高 越大 2 涡流现象的规律 导体的 交变磁场的 涡流 3 涡流现象的应用 1 在生活中的应用 电磁灶与涡流加热 2 在生产中的应用 高频感应炉 涡流闸 金属探测器等 知识点2涡流现象的物理实质1 涡流产生的过程 如图1 7 1所示 在一根导体外面绕上线圈 并让线圈通入交变电流 根据麦克斯韦理论 变化的磁场激发出感生电场 导体可以看作是由许多闭合线圈组成的 在感生电场作用下 这些线圈中产生了感 生电动势 从而产生涡旋状的感应电流 图1 7 1 2 在应用和防止涡流时应注意 1 在应用涡流时要尽可能使回路电阻小一些 2 在防止涡流时要尽可能使回路电阻大一些 例题 双选 下面说法正确的是 a 电磁灶是在金属锅体中产生热效应 从而达到加热和烹饪食物的目的b 高频感应炉是利用涡电流产生焦耳热而制成的感应加热设备c 感应加热的优点是可实现自动控制 但热辐射大d 电磁流量计用来测量高黏度但不能有腐蚀性流体的流量 解析 电磁灶是在金属锅体中产生的热效应 是典型的涡流现象的应用 通过这种加热 可以达到加热和烹饪食物的目的 高频感应炉也是利用涡流产生焦耳热而制成的感应加热设备 感应加热的优点是可实现自动控制 热辐射小 电磁流量计不能用来测量高黏度但不能有腐蚀性流体的流量 答案 ab 1 磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架 把线圈绕在铝框 上 而不用塑料做骨架 是因为 c a 塑料材料的坚硬程度达不到要求b 塑料是绝缘的 对线圈的绝缘产生不良影响c 铝框是导体 在铝框和指针一块摆动过程中会产生涡流 使指针很快停止摆动d 铝框的质量比塑料框的质量大解析 主要是为了依靠电磁阻尼快速稳定 题型1 涡流的产生与判断 例题 如图1 7 2所示 两个相等的轻质铝环套在一根水平光滑绝缘杆上 当一条形磁铁向左运动靠近两环时 两 环的运动情况是 图1 7 2 a 同时向左运动 间距变大b 同时向左运动 间距变小c 同时向右运动 间距变小d 同时向右运动 间距变小 解析 当条形磁铁向左运动靠近两环时 将使穿过两环中的磁通量都增加 根据楞次定律 两环的运动都阻碍磁铁相对环的运动 即阻碍 靠近 那么两环都向左运动 又由于两环中的感应电流方向相同 两平行的同向电流间有相互吸引的磁场力 因而两环间的距离要减小 故b项选项正确 答案 b 规律总结 本题中要抓住两点 一是金属能够自身形成闭合回路 形成涡流 二是磁通量要发生变化 形成涡流 阻碍相对运动 1 某磁场磁感线如图1 7 3所示 有铜线圈自图示a位置落至b位置 在下落过程中 自上向下看 线圈中的感应 电流方向为 图1 7 3 c a 始终顺时针b 始终逆时针c 先顺时针 再逆时针d 先逆时针 再顺时针 题型2 涡流现象的理解应用 例题 光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线 如图1 7 4所示 抛物的方程是y x2 下半部处在一个水平方向的匀强磁场中 磁场的上边界是y a的直线 图中虚线所示 一个小金属块从抛物线上y b b a 处以速度v沿抛物线下滑 假设抛物线足 够长 金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是 图1 7 4 解析 小金属块进入或离开磁场时 由于涡流现象产生焦耳热 损失机械能而使金属块所能达到的最高位置越来越低 当金属块所能达到的最高位置为y a时 金属块不再进出磁场 不再产生焦耳热 金属块机械能不再损失 在磁场中往复运动 由于金属块减少的动能和重力势能全部转化为内能 所 答案 d 2 双选 如图1 7 5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 图1 7 5 a 电流变化的频率越高 焊缝处的温度升高的越快b 电流变化的频率越低 焊缝处的温度升高的越快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