内容正文:
第五节 涡流现象及其应用
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涡流现象
1.涡流:线圈附近的导体可看成是由许多闭合回路组成的,当线圈中的____________时,线圈附近的导体中会产生感应电流,一圈圈的感应电流围绕导体轴线流动,很像水中的漩涡,所以把它称为_________,简称______.
2.涡流现象:在整块导体内部发生电磁感应而产生____________的现象,称为涡流现象.
知识点一
电流变化
涡电流
涡流
感应电流
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结合感应电流的产生条件想一想,涡流的产生条件是什么?
提示:因为涡流的本质是感应电流,所以产生条件也有两个,一是穿过金属块的磁通量发生变化,二是金属块本身可自行构成闭合回路.
想一想
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涡流的热效应
1.金属块中的涡流会产生______.如果金属的电阻率小,则会产生很强的涡流,产生大量的_________.
2.应用:高频感应炉、电磁炉等.
知识点二
热量
焦耳热
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涡流的机械效应
1.电磁驱动
(1)当磁场相对导体运动时,导体中产生的涡流使导体受到_________,_________使导体运动起来的现象叫作电磁驱动.
(2)应用:磁性式转速表.
2.电磁阻尼
(1)当导体在_________运动时,导体中产生的涡流使导体受到安培力,并且安培力总是______导体的运动,这种现象叫作电磁阻尼.
(2)应用:磁电式电表.
知识点三
安培力
安培力
磁场中
阻碍
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在电磁阻尼与电磁驱动中安培力所起的作用相同吗?为什么?
提示:不同,因为电磁阻尼中安培力的方向与导体运动方向相反,是阻力,而在电磁驱动中,安培力的方向与导体运动方向相同,是动力.
想一想
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对涡流的理解
[思考探究]
如图所示,线圈中的电流随时间变化时,导体中有感应电流吗?如果有,它的形状像什么?
提示:有.变化的电流产生变化的磁场,变化的磁场产生感生电场,使导体中的自由电子发生定向移动,产生感应电流,它的形状像水中的旋涡,所以把它叫作涡电流,简称涡流.
要点 1
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[思维深化]
1.产生涡流的两种情况
(1)块状金属放在变化的磁场中.
(2)块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动.
2.产生涡流时的能量转化
(1)金属块在变化的磁场中,磁场能转化为电能,最终转化为内能.
(2)金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动,由于克服安培力做功,金属块的机械能转化为电能,最终转化为内能.
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3.涡流的应用与防止
(1)应用:真空冶炼炉、探雷器、安检门等.
(2)防止:为了减小电动机、变压器铁芯上的涡流,常用电阻率较大的硅钢做材料,而且用相互绝缘的硅钢片叠成铁芯来代替整块硅钢铁芯.
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(多选)“电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中,如图所示为一手持式封口机,它的工作原理是:当接通电源时,内置线圈产生磁场,当磁感线穿过封口铝箔材料时,瞬间产生大量小涡流,致使铝箔自行快速发热,熔化复合在铝箔上的溶胶,从而粘贴在待封容器的封口处,达到迅速封口的目的.下列有关说法正确的是( )
A.封口材料可用普通塑料来代替铝箔
B.该封口机可用干电池作为电源以方便携带
C.封口过程中温度过高,可适当减小所通电流的频率来解决
D.该封口机适用于玻璃、塑料等多种材质的容器封口,但不适用于金属容器
例 1
CD
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【解析】 由于封口机利用