§X4.6 渦流
[學(xué)習(xí)目標(biāo)]
1.知道什么是渦流
2.知道電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)
3.知道渦流的危害和應(yīng)用
[自主學(xué)習(xí)]
1.如圖1所示,磁場(chǎng)方向垂直穿過(guò)金屬圓板,當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度減小時(shí),產(chǎn)生圖示的感應(yīng)電流,看起就像水中旋渦,叫做 。
2.如圖2所示,U型金屬導(dǎo)軌水平放置,磁場(chǎng)方向豎直向下;導(dǎo)體棒ab以一定的初速度滑動(dòng),導(dǎo)體棒的速度越越小,最后將靜止;這種現(xiàn)象叫做 。
3.如圖3所示,平行的水平金屬導(dǎo)軌一端與電相連接,另一端放一導(dǎo)體棒,磁場(chǎng)方向垂直導(dǎo)軌平面,開(kāi)關(guān)閉合后,導(dǎo)體棒在安培力作用下會(huì)運(yùn)動(dòng)起,這種現(xiàn)象叫做 。
[典型例題]
例1 電磁爐(或電磁灶)是采用電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生渦流加熱的, 它利用變化的電流通過(guò)線圈產(chǎn)生變化的磁場(chǎng),當(dāng)變化的磁場(chǎng)通過(guò)含鐵質(zhì)鍋的底部時(shí), 即會(huì)產(chǎn)生無(wú)數(shù)之小渦流,使鍋體本身自行高速升溫,然后再加熱鍋內(nèi)食物。 電磁爐工作時(shí)產(chǎn)生的電磁波,完全被線圈底部的屏蔽層和頂板上的含鐵質(zhì)鍋所吸收, 不會(huì)泄漏,對(duì)人體健康無(wú)危害。關(guān)于電磁爐,以下說(shuō)法中正確的是:
(A)電磁爐是利用變化的磁場(chǎng)在食物中產(chǎn)生渦流對(duì)食物加熱的
(B)電磁爐是利用變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生渦流,使含鐵質(zhì)鍋底迅速升溫,進(jìn)而對(duì)鍋內(nèi)食物加熱的
(C)電磁爐是利用變化的磁場(chǎng)使食物中的極性水分子振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)對(duì)食物加熱的
(D)
G)電磁爐跟電爐一樣是讓電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生熱量對(duì)食物加熱的
分析:由以上電磁爐的工作原理可知,(A)(D)錯(cuò)誤(B)正確,關(guān)于(C)是微波爐的加熱原理。
例2 彈簧上端固定,下端掛一只條形磁鐵,使磁鐵上下振動(dòng),磁鐵的振動(dòng)幅度不變。若在振動(dòng)過(guò)程中把線圈靠近磁鐵,如圖4所示,觀察磁鐵的振幅將會(huì)發(fā)現(xiàn):
(C)S閉合時(shí)振幅逐漸減小,S斷開(kāi)時(shí)振幅不變
(B)S閉合時(shí)振幅逐漸增大,S斷開(kāi)時(shí)振幅不變
(C)S閉合或斷開(kāi),振幅變化相同(D)S閉合或斷開(kāi),振幅都不發(fā)生變化
分析:S斷開(kāi)時(shí),磁鐵振動(dòng)穿過(guò)線圈的磁通量發(fā)生變化,線圈中無(wú)感應(yīng)電流,振幅不變;S閉合時(shí)有感應(yīng)電流,有電能產(chǎn)生;磁鐵的機(jī)械能越越少,振幅逐漸減少,A正確。
[針對(duì)訓(xùn)練]
1.在水平放置的光滑導(dǎo)軌上,沿導(dǎo)軌固定一個(gè)條形磁鐵,如圖5所示,F(xiàn)有銅、鋁和有機(jī)玻璃制成的滑塊甲、乙、丙,使它們從導(dǎo)軌上的A點(diǎn)以某一初速向磁鐵滑去。各物塊在向磁鐵運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中 :
(A)都做勻速運(yùn)動(dòng) (B)甲、乙做加速運(yùn)動(dòng)
(C)甲、乙做減速運(yùn)動(dòng) (D)乙、丙做勻速運(yùn)動(dòng)
2.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)椋?br />(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
3. 如圖6所示,在水平通電直導(dǎo)線的正下方,有一半圓形光滑弧形軌道,一導(dǎo)體圓環(huán)自軌道右側(cè)的P點(diǎn)無(wú)初速度滑下,下列判斷正確的是:
(A)圓環(huán)中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生
(B)圓環(huán)能滑到軌道左側(cè)與P點(diǎn)等高處
(C)圓環(huán)最終停到軌道最低點(diǎn) (D)圓環(huán)將會(huì)在軌道上永遠(yuǎn)滑動(dòng)下去
4.變壓器、電動(dòng)機(jī)的線圈都是繞在鐵芯上的,當(dāng)線圈中通過(guò)變化的電流時(shí),在鐵芯中會(huì)產(chǎn)生 使鐵芯發(fā)熱,造成能量的浪費(fèi)。
5.一些電風(fēng)扇的調(diào)速器、日光燈的鎮(zhèn)流器是把線圈繞在鐵芯上制成的,當(dāng)電風(fēng)扇、日光燈工作時(shí),線圈中通過(guò)交變電流,從而產(chǎn)生交變的磁場(chǎng),變化的磁場(chǎng)通過(guò)鐵芯;就在鐵芯中產(chǎn)生 ,使鐵芯的溫度升高。所以,電風(fēng)扇、日光燈工作一段時(shí)間后,調(diào)速器、鎮(zhèn)流器會(huì)發(fā)熱。
6.用冶煉合金鋼的真空冶煉爐,爐外繞有線圈,線圈中通有高頻電流,產(chǎn)生的變化磁場(chǎng)使?fàn)t內(nèi)的金屬中產(chǎn)生 ;從而使金屬的溫度升高冶煉高質(zhì)量的合金。
7.對(duì)于金屬殼地雷或有較大金屬零的地雷,可以使用一種探雷器探測(cè),這種探雷器有一個(gè)線圈,線圈中通過(guò)變化的電流會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng),使埋在地下的金屬殼地雷或金屬零產(chǎn)生 。
8.電動(dòng)機(jī)的線圈中通有電流時(shí),磁場(chǎng)對(duì)線圈有安培力的作用,線圈就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)起,即電動(dòng)機(jī)就會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),這種作用叫做 。
[學(xué)后反思]_______________________________________________________
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參考答案:
自主學(xué)習(xí) 1.渦流 2.電磁阻尼 3.電磁驅(qū)動(dòng)
針對(duì)訓(xùn)練 1.C 2.C 3.AC 4.渦流 5.渦流 6.渦流
7.渦流 8。電磁驅(qū)動(dòng)
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