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涡流,电磁阻尼和电磁驱动

注意:涡流的本质是电磁感应现象,与一般导 体或线圈的最大区别是金属块本身构成闭合回路, 它同样遵守电磁感应定律.
5.应用与预防
A)应用:(1)涡流的热效应:高频真空冶炼炉 (2)涡流的磁效应:探雷器,安检门
B)预防方法: (1)增大铁心材料的电阻率 (2)用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来 代替整块硅钢铁芯
【答案】 B 【点评】 产生涡流的条件 是:金属球的磁通量变化.
2)如图所示,闭合金属环从曲面上h高处滚下,又沿
曲面的另一侧上升,设环的初速为零,摩擦不计,曲 面处在图示磁场中,则( BD) A.若是匀强磁场,环滚上的高度小于h B.若是匀强磁场,环滚上的高度等于h C.若是非匀强磁场,环滚上的高度等于h D.若是非匀强磁场,环滚上的高度小于h
B.电流变化的频率越低,焊缝处的温度升高的越快
C.工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的
电阻小
D.工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的
电阻大
3.可以产生涡流的两种情况
(1)把块状金属放在变化的磁场中.
(2)让块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动.
4.能量转化:
伴随着涡流现象,其他形式的能转化成电能,最终 在金属块中转化为内能.如果金属块放在变化的磁 场中,则磁场能转化为电能,最终转化为内能;如 果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动,则由 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.
二、电磁阻尼 1)定义:当导体在磁场中运动时,如导体中出现涡流, 即感应电流,感应电流会受到安培力作用,安培力的作用 总是_阻__碍___导体的运动,这种现象叫做 电磁阻尼.
V0
三、电磁驱动 1)定义:如果磁场相对于导体运动,在导体中会产 生感应电流,感应电流使导体受到 安培力的作用,安_培__力_ 使导体运动起来,这种作用就是 电磁驱动.
一、涡流
1)定义:用整块金属材料做铁芯绕制的线圈,当线圈中通 有变化的电流时,变化的电流会产生变化的磁场,变化的 磁场穿过铁芯,整个铁芯会自成回路,产生 感应电流 , 这种电流看起来像水中的旋涡,我们就把这种电流叫 做 涡电流 ,简称 涡流
2)涡流产生的条件:涡流的本质是电磁感应现象, 涡流产生条件是穿过金属块的磁通量发生变化.并且 金属块本身可自行构成闭合回路.同时因为整个导体 回路的电阻一般很小,所以感应电流很大,就像水中 的旋涡.
2.如图4-7-4所示,A、B为大小、形状均相同且 内壁光滑,但用不同材料制成的圆管,竖直固定在相同 高度.两个相同的磁性小球,同时从A、B管上端的管 口无初速度释放,穿过A管的小球比穿过B管的小球先 落到地面.下面对于两管的描述可能正确的是( AD. )
A.A管是用塑料制成的,B管是用铜制成的 B.A管是用铝制成的,B管是用胶木制成的 C.A管是用胶木制成的,B管是用塑料制成的 D.A管是用胶木制成的,B管是用铝制成的
A.mgb C.mg(b-a)
B.12mv2 D.mg(b-a)+12mv2
3.如图4-7-8所示,光滑弧形轨道和一足够长的 光滑水平轨道相连,水平轨道上方有一足够长的金属 杆,杆上挂有一光滑螺旋管A.在弧形轨道上高为h的地 方,无初速释放一磁铁B(可视为质点),B下滑至水平 轨道时恰好沿螺旋管A的中心轴运动,设A、B的质量 分别为M、m,若最终A、B速度分别为vA、vB.
(1)螺旋管A将向哪个方向运动? (2)全过程中整个电路所消耗的电能.
解析:(1)磁铁 B 向右运动时,螺旋 管中产生感应电流,感应电流产生电磁 驱动作用,使得螺旋管 A 向右运动.
(2)全过程中,磁铁减少的重力势能 转化为 A、B 的动能和螺旋管中的电能,
所以 mgh=12MvA2+12mvB2+E 电.
3)位于光滑水平面的小车上放置一螺线管,一个 比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线水平穿过, 如图4-7-5所示,在此过程中( BC)
A.磁铁做匀速直线运动 B.磁铁做减速运动 C.小车向右做加速运动 D.小车先加速后减速
4.如图4-7-6所示,把一个闭合线框放在蹄形磁体 的两磁极之间,蹄形磁体可以绕竖直轴转动,闭合线框 也可以绕竖直轴转动,当蹄形磁体逆时针(从上往下看) 转动时,有关线圈的运动下列说法正确的是( D )
1)如图4-7-2所示,一金属球用绝缘细线悬挂 于O点,将金属球拉离平衡位置并释放,金属球摆动 过程中经过有界的水平匀强磁场区域,A、B为该磁场 的竖直边界.若不计空气阻力,则( )
A.金属球向右穿过磁场后,还能摆至原来的高度 B.在进入和离开磁场时,金属球中均有感应电流 C.金属球进入磁场后离平衡位置越近速度越大, 感应电流也越大 D.金属球最终将静止在平衡位置
A.线圈将顺时针方向转动 B.线圈仍保持静止 C.线圈将逆时针方向转动,转速与磁铁相同 D.线圈将逆时针方向转动,转速比磁铁小
5.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线,如图4- 7-7所示,抛物线的方程是y=x2,下半部处在一个水 平方向的匀强磁场中,磁场的上边界是y=a的直线(图 中的虚线所示),一个小金属块从抛物面上y=b(b>a)处 以速度v沿抛物面下滑,假设抛物面足够长,小金属块 沿抛物面下滑后产生的焦耳热总量是( D )
即 E 电=mgh-12MvA2-12mvB2.
6)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,
感应电流通过焊缝产生大量热量,将金属融化,把工
件焊接在一起,而工件其他部分发热很少A.电流变化的频率越高,焊缝处的温度升高的越快
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