1、渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用復(fù)習(xí)復(fù)習(xí)回顧回顧：“自感自感”產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢是動生電動勢動生電動勢，還還 是是感生電動勢感生電動勢?BE金金屬屬片片自感是特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象自感是特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,現(xiàn)在學(xué)習(xí)另一種特殊的電現(xiàn)在學(xué)習(xí)另一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象磁感應(yīng)現(xiàn)象渦流渦流。渦流在實(shí)際生活中有許多應(yīng)用，。渦流在實(shí)際生活中有許多應(yīng)用，如：發(fā)電機(jī)、電動機(jī)和變壓器等。當(dāng)然渦流也有利和如：發(fā)電機(jī)、電動機(jī)和變壓器等。當(dāng)然渦流也有利和弊兩個(gè)方面，我們?nèi)绾稳ゼ右岳?？如何去防止呢弊兩個(gè)方面，我們?nèi)绾稳ゼ右岳茫咳绾稳シ乐鼓? ?導(dǎo)體導(dǎo)體外周長越長外周長越長, ,交變磁場交變磁場頻率頻率越越高

2、高, ,渦流就越大渦流就越大. .注意：注意：感應(yīng)電流感應(yīng)電流渦電流渦電流渦流渦流如圖1所示，當(dāng)磁場變化時(shí)，導(dǎo)體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，那么導(dǎo)體中的電荷為什么會定向移動而形成電流？BE答案根據(jù)麥克斯韋電磁場理論：變化的磁場會在其周圍空間產(chǎn)生感生電場，感生電場對導(dǎo)體中的自由電荷產(chǎn)生的電場力會使電荷定向移動，從而形成電流.1、定義、定義：用整塊金屬材料做鐵芯繞制的線圈，用整塊金屬材料做鐵芯繞制的線圈，當(dāng)線圈中通有變化的電流時(shí)，變化的電流當(dāng)線圈中通有變化的電流時(shí)，變化的電流會產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場穿過鐵芯，會產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場穿過鐵芯，整個(gè)鐵芯會自成回路，產(chǎn)生整個(gè)鐵芯會自成回路，產(chǎn)生 _ ，

3、這種電流看起來像水中的旋渦，我們就把這種電流看起來像水中的旋渦，我們就把這種電流這種電流叫做叫做_ ，簡稱，簡稱_ 。如果磁場是用變化的電流來獲取的，導(dǎo)體用整塊鐵代替，如圖所示.請問鐵塊中有感應(yīng)電流嗎？如果有，它的形狀像什么？答案有。變化的電流產(chǎn)生變化的磁場，變化的磁場產(chǎn)生感生電場，感生電場在鐵塊中產(chǎn)生感應(yīng)電流，它的形狀像水中的旋渦，所以把它叫做渦電流，簡稱渦流。2、決定因素：磁場變化越快( 越大)，導(dǎo)體的橫截面積S越 ，導(dǎo)體材料的電阻率越 ，形成的渦流就越大。大小思考：如何減少渦流的大?。克伎迹喝绾螠p少渦流的大??？二二、渦流的產(chǎn)生及能量渦流的產(chǎn)生及能量轉(zhuǎn)化：轉(zhuǎn)化： 1渦流產(chǎn)生的條件：渦流產(chǎn)生

4、的條件：渦流的本質(zhì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，渦渦流的本質(zhì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，渦流產(chǎn)生條件是穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變化并且金屬流產(chǎn)生條件是穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變化并且金屬塊本身可自行構(gòu)成閉合回路同時(shí)因?yàn)檎麄€(gè)導(dǎo)體回路的塊本身可自行構(gòu)成閉合回路同時(shí)因?yàn)檎麄€(gè)導(dǎo)體回路的電阻一般很小，所以感應(yīng)電流很大，就像水中的旋渦電阻一般很小，所以感應(yīng)電流很大，就像水中的旋渦 2可以產(chǎn)生渦流的兩種情況可以產(chǎn)生渦流的兩種情況把把塊狀金屬放在變化的磁場中塊狀金屬放在變化的磁場中讓讓塊狀金屬進(jìn)出磁場或在非勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動塊狀金屬進(jìn)出磁場或在非勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動 3能量轉(zhuǎn)化：能量轉(zhuǎn)化：伴隨著渦流現(xiàn)象，其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能，最終在金屬塊中轉(zhuǎn)化為

5、內(nèi)能如果金屬塊放在變化的磁場中，則磁場能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；如果是金屬塊進(jìn)出磁場或在非勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動，則由于克服安培力做功金屬塊的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能4、渦流渦流現(xiàn)象的物理現(xiàn)象的物理實(shí)質(zhì)：實(shí)質(zhì)：渦流渦流產(chǎn)生的過程：如圖產(chǎn)生的過程：如圖 所所示，在一示，在一根根導(dǎo)體外面繞導(dǎo)體外面繞上線圈，并讓線圈通入交變上線圈，并讓線圈通入交變電電流流，根據(jù)，根據(jù)麥克斯麥克斯韋韋理論，變化的磁場理論，變化的磁場激發(fā)激發(fā)出出感生電場感生電場導(dǎo)體導(dǎo)體可以看作是由許多可以看作是由許多閉合閉合線圈線圈組成的組成的，在，在感生電場作用下，這些感生電場作用下，這些線線圈圈中產(chǎn)生了中產(chǎn)生了感應(yīng)感應(yīng)電動勢，

6、從而產(chǎn)生渦旋電動勢，從而產(chǎn)生渦旋狀狀的的感應(yīng)電流感應(yīng)電流特別提醒特別提醒渦流的本質(zhì)渦流的本質(zhì)是是整塊金屬內(nèi)整塊金屬內(nèi)的的磁通量發(fā)生了變化磁通量發(fā)生了變化，它仍然是電磁感應(yīng)它仍然是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，與一般導(dǎo)體或線圈的最現(xiàn)象，與一般導(dǎo)體或線圈的最大區(qū)別是大區(qū)別是金屬塊本身構(gòu)成閉合回路金屬塊本身構(gòu)成閉合回路，它同樣遵守，它同樣遵守電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)定律。定律。 通過通過上面的學(xué)習(xí)我們認(rèn)識到，變壓器原上面的學(xué)習(xí)我們認(rèn)識到，變壓器原線圈中的電流不僅在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動線圈中的電流不僅在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，還會在原線圈自身產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。勢，還會在原線圈自身產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。其實(shí)，其實(shí)，變壓器鐵芯也是導(dǎo)體變

7、壓器鐵芯也是導(dǎo)體，變化的磁，變化的磁通量也會在鐵芯中產(chǎn)生感應(yīng)電流。通量也會在鐵芯中產(chǎn)生感應(yīng)電流。一般來說，只要空間有變化的磁通量，一般來說，只要空間有變化的磁通量，其中的導(dǎo)體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。一般我們其中的導(dǎo)體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流。一般我們把這種感應(yīng)電流叫做把這種感應(yīng)電流叫做渦流渦流。渦流渦流：當(dāng)線圈中的電流隨時(shí)間變化時(shí)：當(dāng)線圈中的電流隨時(shí)間變化時(shí), ,這個(gè)線圈附這個(gè)線圈附近的近的導(dǎo)體導(dǎo)體中都會產(chǎn)生感應(yīng)電流中都會產(chǎn)生感應(yīng)電流渦流渦流. .三、渦流的應(yīng)用：三、渦流的應(yīng)用：高頻感應(yīng)爐高頻感應(yīng)爐機(jī)場安檢用于安全檢查的用于安全檢查的“門門”。導(dǎo)線沿著。導(dǎo)線沿著“門框門框”繞城線圈，金屬物品通過繞城線圈

8、，金屬物品通過“門門”時(shí)產(chǎn)生渦流，時(shí)產(chǎn)生渦流，渦流的磁場又反過來影響線圈中的電流，引渦流的磁場又反過來影響線圈中的電流，引發(fā)報(bào)警。發(fā)報(bào)警。渦流渦流的的熱效應(yīng)熱效應(yīng)：金屬塊中的渦流也要產(chǎn)生金屬塊中的渦流也要產(chǎn)生熱量熱量,如果金屬的電阻率小，則渦流很強(qiáng)，產(chǎn)生的熱量如果金屬的電阻率小，則渦流很強(qiáng)，產(chǎn)生的熱量也很多。也很多。電磁爐電磁灶電磁灶是通過是通過鍋底渦流鍋底渦流加加熱熱的的, ,是一種是一種清潔、安全和高效節(jié)能的炊具清潔、安全和高效節(jié)能的炊具. .金屬探測儀金屬探測儀2、渦流、渦流的的機(jī)械效應(yīng)：機(jī)械效應(yīng)：磁電式電流表（）；三、渦流的危害：三、渦流的危害：渦流渦流的熱效應(yīng)在許多場合是有害的的熱效

9、應(yīng)在許多場合是有害的。如。如，在，在電動機(jī)電動機(jī)、變壓器變壓器中，為了增強(qiáng)磁場，它們的繞組都繞在鐵芯上。中，為了增強(qiáng)磁場，它們的繞組都繞在鐵芯上。當(dāng)繞組中通過當(dāng)繞組中通過交流電時(shí)交流電時(shí)，在鐵芯中產(chǎn)生渦流，這會使，在鐵芯中產(chǎn)生渦流，這會使鐵芯過熱，消耗電能，破壞絕緣。鐵芯過熱，消耗電能，破壞絕緣。防止防止：為了減少渦流，鐵芯為了減少渦流，鐵芯都都不是整塊金屬不是整塊金屬，而是用許多，而是用許多絕緣的絕緣的電阻率電阻率很大的很大的硅鋼片硅鋼片疊成。硅鋼片的表面要經(jīng)過疊成。硅鋼片的表面要經(jīng)過處理，生成不導(dǎo)電的處理，生成不導(dǎo)電的氧化層氧化層，可以進(jìn)一步減小渦流。，可以進(jìn)一步減小渦流。減少渦流的方法是

10、：增大減少渦流的方法是：增大回路的電阻回路的電阻1、下列做法中可能產(chǎn)生渦流的是 ()A.把金屬塊放在勻強(qiáng)磁場中B.讓金屬塊在勻強(qiáng)磁場中做勻速運(yùn)動C.讓金屬塊在勻強(qiáng)磁場中做變速運(yùn)動D.把金屬塊放在變化的磁場中解析渦流就是整個(gè)金屬塊中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，所以產(chǎn)生渦流的條件就是在金屬塊中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，即穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變化.而A、B、C中磁通量不變化，所以A、B、C錯(cuò)誤；把金屬塊放在變化的磁場中時(shí)，穿過金屬塊的磁通量發(fā)生了變化，有渦流產(chǎn)生，所以D正確.答案DD2、下列哪些措施是為了防止渦流的危害（）、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、電磁爐所用的鍋要用平

11、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、磁電式電表的線圈常常用鋁框做骨架，把線圈繞在在 鋁鋁框上框上C、變壓器的鐵芯不做成整塊，而是用許多電阻率、變壓器的鐵芯不做成整塊，而是用許多電阻率很大很大 的的硅鋼片疊合而成硅鋼片疊合而成D、變壓器的鐵芯每片硅鋼片表面有不導(dǎo)電的氧化層、變壓器的鐵芯每片硅鋼片表面有不導(dǎo)電的氧化層CD3、下面、下面說法正確的說法正確的是（是（ ）A電磁灶是在金屬鍋體中產(chǎn)生熱效應(yīng)，從而達(dá)到電磁灶是在金屬鍋體中產(chǎn)生熱效應(yīng)，從而達(dá)到加熱加熱 和烹飪和烹飪食物的目的食物的目的B高頻感應(yīng)爐是利用渦電流產(chǎn)生焦耳熱而制成的高頻感應(yīng)爐是利用渦電流產(chǎn)生焦耳熱而制成的感應(yīng)感應(yīng)

12、 加熱加熱設(shè)備設(shè)備C感應(yīng)加熱的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)自動控制，但熱輻射大感應(yīng)加熱的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)自動控制，但熱輻射大D電磁流量計(jì)用來測量高黏度但不能有腐蝕性流體電磁流量計(jì)用來測量高黏度但不能有腐蝕性流體的的 流流量量AB答案：AB解析：電磁灶是在金屬鍋體中產(chǎn)生的熱效應(yīng)，解析：電磁灶是在金屬鍋體中產(chǎn)生的熱效應(yīng)，是典型的渦流現(xiàn)象的應(yīng)用，通過這種加熱，是典型的渦流現(xiàn)象的應(yīng)用，通過這種加熱，可以達(dá)到加熱和烹飪食物的目的；高頻感應(yīng)可以達(dá)到加熱和烹飪食物的目的；高頻感應(yīng)爐也是利用渦流產(chǎn)生焦耳熱而制成的感應(yīng)加爐也是利用渦流產(chǎn)生焦耳熱而制成的感應(yīng)加熱設(shè)備；感應(yīng)加熱的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)自動控制，熱設(shè)備；感應(yīng)加熱的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)自動

13、控制，熱輻射小；電磁流量計(jì)不能用來測量高黏度熱輻射??；電磁流量計(jì)不能用來測量高黏度但不能有腐蝕性流體的流量但不能有腐蝕性流體的流量4、如圖、如圖 所所示是高頻焊接原理示意圖示是高頻焊接原理示意圖線圈中線圈中通以高頻通以高頻變化的電流時(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生變化的電流時(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流感應(yīng)電流，感應(yīng)電流通過焊縫產(chǎn)生大量熱量，將金屬熔化，把工件感應(yīng)電流通過焊縫產(chǎn)生大量熱量，將金屬熔化，把工件焊接焊接在一起，而工件其他部分發(fā)熱很少，以下說法正確在一起，而工件其他部分發(fā)熱很少，以下說法正確的是的是( )A電流變化的頻率越高，焊縫處的溫度升高的越快電流變化的頻率越高，焊縫處的溫度升

14、高的越快B電流變化的頻率越低，焊縫處的溫度升高的越快電流變化的頻率越低，焊縫處的溫度升高的越快C工件上只有焊縫處溫度升的很高是因?yàn)楹缚p處的工件上只有焊縫處溫度升的很高是因?yàn)楹缚p處的電電 阻阻小小D工件上只有焊縫處溫度升的很高是因?yàn)楹缚p處的工件上只有焊縫處溫度升的很高是因?yàn)楹缚p處的電電 阻阻大大AD解析：電流變化的頻率越高，磁通解析：電流變化的頻率越高，磁通量變量變 化化越快，感應(yīng)電動勢越大，越快，感應(yīng)電動勢越大，感應(yīng)感應(yīng) 電流電流越大由焦耳定律可知，越大由焦耳定律可知，電電 阻阻越大，產(chǎn)生的熱量越多越大，產(chǎn)生的熱量越多答案：答案：AD5 5、安檢安檢門是一個(gè)用于安全檢查的門是一個(gè)用于安全檢查的

15、“門門”，“門框門框”內(nèi)有線圈，線內(nèi)有線圈，線圈里通有交變電流，交變電流在圈里通有交變電流，交變電流在“門門”內(nèi)產(chǎn)生交變磁場，金屬物內(nèi)產(chǎn)生交變磁場，金屬物品通過品通過“門門”時(shí)能產(chǎn)生渦流，渦流的磁場又反過來影響線圈中的時(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)警電流，從而引起報(bào)警. .以下關(guān)于這個(gè)安檢門的說法正確的是以下關(guān)于這個(gè)安檢門的說法正確的是( () )A.A.這個(gè)安檢門也能檢查出毒品攜帶者這個(gè)安檢門也能檢查出毒品攜帶者B.B.這個(gè)安檢門只能檢查出金屬物品攜帶者這個(gè)安檢門只能檢查出金屬物品攜帶者C.C.如果這個(gè)如果這個(gè)“門框門框”的線圈中通上恒定電流，也能的線圈中通上恒

16、定電流，也能檢查檢查 出金屬物品攜帶者出金屬物品攜帶者D 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，又利用了了電流的 磁效應(yīng)。BD解析:這個(gè)安檢門是利用渦流工作的，因而只能檢查出金屬物品攜帶者，A錯(cuò)，B對.若“門框”的線圈中通上恒定電流，只能產(chǎn)生恒定磁場，它不能使塊狀金屬產(chǎn)生渦流，因而不能檢查出金屬物品攜帶者，C錯(cuò).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)，D對.答案BD6 6、（、（雙選）如圖所示，閉合金屬環(huán)從曲面上雙選）如圖所示，閉合金屬環(huán)從曲面上 h h高處滾高處滾下，又沿曲面的另一側(cè)上升，設(shè)環(huán)的初速為零，摩擦不下，又沿

17、曲面的另一側(cè)上升，設(shè)環(huán)的初速為零，摩擦不計(jì)，曲面處在圖示磁場中，則（計(jì)，曲面處在圖示磁場中，則（ ）A A若是勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度小于若是勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度小于 h hB B若是勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度等于若是勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度等于h hC C若是非勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度等于若是非勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度等于h hD D若是非勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度小于若是非勻強(qiáng)磁場，環(huán)滾上的高度小于h h7 7、如、如圖所示，在圖所示，在O O點(diǎn)正下方有一個(gè)具有理想邊界的勻強(qiáng)點(diǎn)正下方有一個(gè)具有理想邊界的勻強(qiáng)磁場，銅環(huán)在磁場，銅環(huán)在A A點(diǎn)由靜止釋放向右擺至最高點(diǎn)點(diǎn)由靜止釋放向右擺至最高點(diǎn)B B不考慮不考

18、慮空氣阻力，則下列說法正確的是（空氣阻力，則下列說法正確的是（ ）A AA A、B B兩點(diǎn)在同一水平線兩點(diǎn)在同一水平線B BA A點(diǎn)高于點(diǎn)高于B B點(diǎn)點(diǎn)C CA A點(diǎn)低于點(diǎn)低于B B點(diǎn)點(diǎn)D D銅環(huán)將做等幅擺動銅環(huán)將做等幅擺動解析：解析：主要是為了依靠電磁阻尼快速穩(wěn)定主要是為了依靠電磁阻尼快速穩(wěn)定8、磁電式儀表的線圈常常用鋁框做骨架，把線圈繞在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，是鋁框上，而不用塑料做骨架，是因?yàn)橐驗(yàn)?( ) A塑料材料的堅(jiān)硬程度達(dá)不到塑料材料的堅(jiān)硬程度達(dá)不到要求要求B塑料是絕緣的，對線圈的絕緣產(chǎn)生不良塑料是絕緣的，對線圈的絕緣產(chǎn)生不良影響影響C

19、鋁框是導(dǎo)體，在鋁框和指針一塊擺動過程中會鋁框是導(dǎo)體，在鋁框和指針一塊擺動過程中會產(chǎn)生產(chǎn)生 渦流渦流，使指針很快停止，使指針很快停止擺動擺動D鋁框的質(zhì)量比塑料框的質(zhì)量大鋁框的質(zhì)量比塑料框的質(zhì)量大C圖 1729、如圖如圖 172 所示，兩個(gè)相等的輕質(zhì)鋁環(huán)套在一根所示，兩個(gè)相等的輕質(zhì)鋁環(huán)套在一根水平光滑絕緣桿上，當(dāng)一條形磁鐵向左運(yùn)動靠近兩環(huán)水平光滑絕緣桿上，當(dāng)一條形磁鐵向左運(yùn)動靠近兩環(huán)時(shí)，兩環(huán)的運(yùn)動情況是（時(shí)，兩環(huán)的運(yùn)動情況是（ ）A同時(shí)向左運(yùn)動，間距變同時(shí)向左運(yùn)動，間距變大大B同時(shí)向左運(yùn)動，間距變同時(shí)向左運(yùn)動，間距變小小C同時(shí)向右運(yùn)動，間距變同時(shí)向右運(yùn)動，間距變小小D同時(shí)向右運(yùn)動，間距變小同時(shí)向右運(yùn)動，間距變小B答案：B規(guī)律總結(jié)：規(guī)律總結(jié)：本題中要抓住兩點(diǎn)，一是金屬能夠自身形成閉本題中要抓住兩點(diǎn)，一是金屬能夠自身形成閉合回路，形成渦流，二是磁通量要發(fā)生變化，形成渦流，阻礙合回路，形成渦流，二是磁通量要發(fā)生變化，形成渦流，阻礙相對運(yùn)動相對運(yùn)動.解析：解析：當(dāng)條形磁鐵向左運(yùn)動靠近兩環(huán)時(shí)，將使當(dāng)條形磁鐵向左運(yùn)動靠近兩環(huán)時(shí)，將使穿過兩環(huán)中的磁通量都增加，根據(jù)楞次定律，穿過兩環(huán)中的磁通量都增加，根據(jù)楞次定律，兩環(huán)的運(yùn)動都阻礙磁鐵相對環(huán)的運(yùn)動，即阻礙兩環(huán)的運(yùn)動都阻礙磁鐵相對環(huán)的運(yùn)動，即阻礙“靠近靠近”，那么兩環(huán)都向左運(yùn)動又由于兩環(huán)，那么兩環(huán)都向左運(yùn)動又由于兩環(huán)中的感應(yīng)電流方向相同，兩平行的同