2.5渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用

2.5渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用知識點(diǎn)一渦流現(xiàn)象1．渦流：整塊導(dǎo)體內(nèi)部因發(fā)生電磁感應(yīng)而產(chǎn)生旋渦狀的感應(yīng)電流。2．影響渦流大小的因素：導(dǎo)體的外周長越長，交變磁場的頻率越高，渦流就越大。知識點(diǎn)二渦流現(xiàn)象的應(yīng)用1．渦流的熱效應(yīng)(1)電磁爐：電磁爐是渦流現(xiàn)象在生活中的應(yīng)用，采用了磁場感應(yīng)渦流的加熱原理。(2)高頻感應(yīng)爐：在感應(yīng)爐中，有產(chǎn)生高頻交變電流的大功率電源和產(chǎn)生交變磁場的線圈，其工作原理也是渦流加熱。2．渦流的機(jī)械效應(yīng)(1)電磁驅(qū)動(dòng)：當(dāng)磁場相對導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中產(chǎn)生的渦流使導(dǎo)體受到安培力，安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來的現(xiàn)象。(2)電磁阻尼：當(dāng)導(dǎo)體相對磁場運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中產(chǎn)生的渦流使導(dǎo)體受到安培力，并且安培力總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)。(3)電磁阻尼與電磁驅(qū)動(dòng)的比較比較項(xiàng)電磁阻尼電磁驅(qū)動(dòng)不同點(diǎn)成因由于導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流由于磁場運(yùn)動(dòng)引起磁通量的變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流效果安培力的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相反，阻礙導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體受安培力的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相同，推動(dòng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)能量轉(zhuǎn)化導(dǎo)體克服安培力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能由于電磁感應(yīng)，磁場能轉(zhuǎn)化為電能，通過安培力做功，電能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體的機(jī)械能，從而對外做功相同點(diǎn)兩者都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象3．渦流的磁效應(yīng)渦流探測：通有交變電流的探測線圈，產(chǎn)生交變磁場，當(dāng)靠近金屬物時(shí)，在金屬物中激起渦流，隱蔽金屬物的等效電阻、電感也會反射到探測線圈中，改變通過探測線圈電流的大小和相位，從而探知金屬物。課堂練習(xí)【典例1】如圖所示，金屬球(銅球)下端有通電的線圈，今把小球拉離平衡位置后釋放，此后關(guān)于小球的運(yùn)動(dòng)情況是(不計(jì)空氣阻力)()A．做等幅振動(dòng)B．做阻尼振動(dòng)C．振幅不斷增大D．無法判定【典例2】(多選)如圖所示為用來冶煉合金鋼的真空冶煉爐，爐外有線圈，將金屬材料置于冶煉爐中，當(dāng)線圈中通以電流時(shí)用感應(yīng)加熱的方法使?fàn)t內(nèi)金屬發(fā)熱。下列說法中正確的是()A．線圈中通以恒定電流，金屬材料中也能產(chǎn)生感應(yīng)電流B．線圈中通以隨時(shí)間變化的電流，在金屬材料中會產(chǎn)生感應(yīng)電流C．感應(yīng)加熱是利用金屬材料中的渦流冶煉金屬的D．感應(yīng)加熱是利用線圈電阻產(chǎn)生的焦耳熱冶煉金屬的1、電磁爐是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的渦流，使鍋體發(fā)熱從而加熱食物。下列相關(guān)的說法中正確的是()A．鍋體中渦流的強(qiáng)弱與磁場變化的頻率有關(guān)B．電磁爐中通入電壓足夠高的直流電也能正常工作C．金屬或環(huán)保絕緣材料制成的鍋體都可以利用電磁爐來烹飪食物D．電磁爐的上表面一般都是用金屬材料制成，以加快熱傳遞減少熱損耗2、如圖所示，在一個(gè)繞有線圈的可拆變壓器鐵芯上分別放一小鐵鍋水和一玻璃杯水。給線圈通入電流，一段時(shí)間后，一個(gè)容器中水溫升高，則通入的電流與水溫升高的是()A．恒定直流、小鐵鍋B．恒定直流、玻璃杯C．變化的電流、小鐵鍋D．變化的電流、玻璃杯3、(多選)如圖所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通交流電流，過了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來。若要縮短上述加熱時(shí)間，下列措施可行的有()A．增加線圈的匝數(shù)B．提高交流電源的頻率C．將金屬杯換為瓷杯D．取走線圈中的鐵芯4、如圖所示，在一蹄形磁鐵下面放一個(gè)銅盤，銅盤和磁鐵均可以自由繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)，兩磁極靠近銅盤，但不接觸，當(dāng)磁鐵繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，銅盤將()A．以相同的轉(zhuǎn)速與磁鐵同向轉(zhuǎn)動(dòng)B．以較小的轉(zhuǎn)速與磁鐵同向轉(zhuǎn)動(dòng)C．以相同的轉(zhuǎn)速與磁鐵反向轉(zhuǎn)動(dòng)D．靜止不動(dòng)5、如圖所示，在O點(diǎn)正下方有一個(gè)具有理想邊界的勻強(qiáng)磁場，銅環(huán)在A點(diǎn)由靜止釋放向右擺至最高B。不考慮空氣阻力，則下列說法正確的是（）

A．A、B兩點(diǎn)在同一水平線

B．A點(diǎn)高于B點(diǎn)

C．A點(diǎn)低于B點(diǎn)

D．銅環(huán)將做等幅擺動(dòng)6、如圖所示，用絲線懸掛閉合金屬環(huán)，懸于O點(diǎn)，第一種情況是虛線左邊有勻強(qiáng)磁場，右邊沒有磁場。第二種情況是整個(gè)空間都有向外的勻強(qiáng)磁場，金屬環(huán)的擺動(dòng)情況是()A．兩種情況都經(jīng)過相同的時(shí)間停下來B．第一種情況先停下來C．第二種情況先停下來D．無法確定7、(多選)如圖所示是用渦流金屬探測器探測地下金屬物的示意圖，下列說法中正確的是()A．探測器內(nèi)的探測線圈會產(chǎn)生變化磁場B．只有有磁性的金屬物才會被探測器探測到C．探測到地下的金屬物是因?yàn)樘筋^中產(chǎn)生了渦流D．探測到地下的金屬物是因?yàn)榻饘傥镏挟a(chǎn)生了渦流8.(多選)下列哪些措施是為了防止渦流的危害（）A、電磁爐所用的鍋要用平厚底金屬鍋B、磁電式電表的線圈常常用鋁框做骨架，把線圈繞在鋁框上C、變壓器的鐵芯不做成整塊，而是用許多電阻率很大的硅鋼片疊合而成D、變壓器的鐵芯每片硅鋼片表面有不導(dǎo)電的氧化層課后練習(xí)1．下列關(guān)于渦流的說法中正確的是()A．渦流跟平時(shí)常見的感應(yīng)電流一樣，都是因?yàn)榇┻^導(dǎo)體的磁通量變化而產(chǎn)生的B．渦流不是感應(yīng)電流，而是一種有別于感應(yīng)電流的特殊電流C．渦流有熱效應(yīng)，但沒有磁效應(yīng)D．在硅鋼中不能產(chǎn)生渦流2．關(guān)于渦流，下列說法中錯(cuò)誤的是()A．真空冶煉爐是利用渦流來熔化金屬的裝置B．家用電磁爐鍋體中的渦流是由恒定磁場產(chǎn)生的C．阻尼擺擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運(yùn)動(dòng)D．變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成能減小渦流3．安檢門是一個(gè)用于安全檢查的“門”，“門框”內(nèi)有線圈，線圈里通有交變電流，交變電流在“門”內(nèi)產(chǎn)生交變磁場，金屬物品通過“門”時(shí)能產(chǎn)生渦流，渦流的磁場又反過來影響線圈中的電流，從而引起報(bào)警。關(guān)于這個(gè)安檢門的以下說法不正確的是()A．這個(gè)安檢門也能檢查出毒品攜帶者B．這個(gè)安檢門只能檢查出金屬物品攜帶者C．如果這個(gè)“門框”的線圈中通上恒定電流，則不能檢查出金屬物品攜帶者D．這個(gè)安檢門工作時(shí)，既利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，又利用了電流的磁效應(yīng)4．渦流探傷是工業(yè)上常用的技術(shù)之一，該技術(shù)通過勵(lì)磁線圈使構(gòu)件中產(chǎn)生渦電流，再借助探測線圈測定渦電流的變化量，從而獲得構(gòu)件缺陷的有關(guān)信息。則()A．工作時(shí)勵(lì)磁線圈必須要與被測構(gòu)件接觸B．渦流探傷也適用于檢測橡膠構(gòu)件的缺陷C．勵(lì)磁線圈中應(yīng)該通入恒定電流完成檢測D．探測線圈是根據(jù)接收到的渦流磁場工作的5．(多選)“電磁感應(yīng)鋁箔封口機(jī)”被廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥、食品、化工等生產(chǎn)行業(yè)的產(chǎn)品封口環(huán)節(jié)中，如圖所示為一手持式封口機(jī)，它的工作原理是：當(dāng)接通電源時(shí)，內(nèi)置線圈產(chǎn)生磁場，當(dāng)磁感線穿過封口鋁箔材料時(shí)，瞬間產(chǎn)生大量小渦流，致使鋁箔自行快速發(fā)熱，熔化復(fù)合在鋁箔上的溶膠，從而粘貼在承封容器的封口處，達(dá)到迅速封口的目的。下列有關(guān)說法正確的是()A．封口材料可用普通塑料來代替鋁箔B．該封口機(jī)可直接用干電池作為電源以方便攜帶C．封口過程中溫度過高，可適當(dāng)減小所通電流的頻率來解決D．該封口機(jī)適用于玻璃、塑料等材質(zhì)的容器封口，但不宜用于金屬容器6．如圖所示，在光滑絕緣水平面上，有一鋁質(zhì)金屬球以一定的初速度通過有界勻強(qiáng)磁場，則從球開始進(jìn)入磁場到完全穿出磁場過程中(磁場寬度大于金屬球的直徑)，金屬球()A．整個(gè)過程勻速運(yùn)動(dòng)B．進(jìn)入磁場過程中金屬球做減速運(yùn)動(dòng)，穿出過程做加速運(yùn)動(dòng)C．整個(gè)過程都做勻減速運(yùn)動(dòng)D．穿出時(shí)的速度一定小于初速度7．可調(diào)磁控阻力健身車原理如圖所示，通過拉桿可以控制磁鐵與鋁制飛輪之間的距離，健身時(shí)帶動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)，可感受到車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的阻尼感。則()A．阻尼感是磁鐵與車輪間摩擦所致B．若拉桿位置不動(dòng)，轉(zhuǎn)速越小阻尼感越強(qiáng)C．若飛輪轉(zhuǎn)速不變，磁鐵與飛輪距離越遠(yuǎn)阻尼感越強(qiáng)D．若其他條件相同情況下，銅制的飛輪阻尼感更強(qiáng)8．(多選)如圖所示，在蹄形磁鐵的兩極間有一可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)的銅盤(不計(jì)各種摩擦)，現(xiàn)讓銅盤轉(zhuǎn)動(dòng)。下面對觀察到的現(xiàn)象描述及解釋錯(cuò)誤的是()A．銅盤中沒有感應(yīng)電動(dòng)勢、沒有感應(yīng)電流，銅盤將一直轉(zhuǎn)動(dòng)下去B．銅盤中有感應(yīng)電動(dòng)勢、沒有感應(yīng)電流，銅盤將一直轉(zhuǎn)動(dòng)下去C．銅盤中既有感應(yīng)電動(dòng)勢又有感應(yīng)電流，銅盤將很快停下D．銅盤中既有感應(yīng)電