内容正文:
第一章 电磁感应
第七节 涡 流(选学)
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物理 选修3-2(配教科版)
预习·自主学习
反馈·课堂达标
小结·知识归纳
1.了解涡流产生的原理,涡流的防止和应用.
2.了解电磁阻尼和电磁驱动.
3.提高学习兴趣,培养用理论知识解决实际问题的能力.
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一、涡流
1.定义:由于__________,在导体中产生的像水中旋涡样的__________电流.
2.特点:若金属的电阻率小,涡流往往__________,产生的热量__________.
二、高频感应炉与电磁灶
1.高频感应炉
(1)原理:冶炼锅内装入被冶炼的金属,让高频__________电通过线圈,被冶炼的金属内部就产生很强的__________,从而产生大量的热使金属熔化.
电磁感应
感应
很强
很多
交流
涡流
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(2)优点:冶炼速度______,温度容易________,能避免有害杂质混入冶炼金属中.
2.电磁灶
(1)原理:灶内的励磁线圈通过________电流时,形成交变磁场,作用于铁磁材料制成的烹饪锅,使锅底产生__________而被加热.
(2)优点:热效率______、使用方便、安全.
快
控制
交变
涡流
高
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三、电磁阻尼
1.概念:当导体在磁场中运动时,__________电流会使导体受到安培力,安培力总是__________导体运动的现象.
2.应用:磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速__________,便于读数.
感应
阻碍
停下来
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3.某同学做了一个如图所示的实验:一个铝框放在蹄形磁铁的两个磁极间,可以绕支点O自由转动.转动磁铁,请你观察铝框的运动并思考:
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(1)怎样解释铝框的运动?
提示:我们观察到铝框会跟随着磁铁转动.其原因是磁铁转动,穿过铝框的磁通量发生变化,根据楞次定律,铝框中会产生感应电流,从而铝框受到安培力的作用,在安培力的驱动下,铝框会跟随着磁铁转动.
(2)铝框转动的角速度能否等于磁铁转动的角速度?
提示:电磁驱动中,感应电流的作用是阻碍磁铁与铝框的相对运动,但不能阻止这种相对运动,所以铝框转动的角速度一定小于磁铁转动的角速度.
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如图所示,在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水,给线圈通入电流,一段时间后,一个容器中水温升高,则通入的电流与水温升高的是( )
A.恒定直流、小铁锅
B.恒定直流、玻璃杯
C.变化的电流、小铁锅
D.变化的电流、玻璃杯
探究一 对涡流现象的理解
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解析:通入恒定直流时,所产生的磁场不变,不会产生感应电流;通入变化的电流,所产生的磁场发生变化,在空间产生感生电场.铁锅是导体,感生电场使导体内产生涡流,电能转化为内能,使水温升高;涡流是块状导体通过变化的磁场时在导体内产生的,所以玻璃杯中的水不会升温.
答案:C
【题后总结】 涡流现象的本质是电磁感应现象,分析涡流现象的理论依据是法拉第电磁感应定律和楞次定律,只有磁通量发生变化才能在金属导体中产生涡流.
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[针对训练]
1.(多选)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,感应电流通过焊缝处产生大量热量,将金属熔化,把工件焊接在一起,而工件其他部分发热很少.下列说法正确的是( )
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A.交流电的频率越高,焊缝处的温度升高得越快
B.交流电的频率越低,焊缝处的温度升高得越快
C.工件上只有焊缝处温度升得很高是因为