2012高二物理课件：第一章 第七节 涡流现象及其应用 （粤教版选修3-2）

(共13张PPT)
第七节 涡流现象及其应用
知识点1 涡流现象
1．涡流现象：整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流
的现象．
外周长越长
频率越高
越大
2．涡流现象的规律：导体的_____________，交变磁场的
____________，涡流______．
3．涡流现象的应用
(1)在生活中的应用：电磁灶与涡流加热．
(2)在生产中的应用：高频感应炉、涡流闸、金属探测器等．
知识点2 涡流现象的物理实质
1．涡流产生的过程：如图 1－7－1 所示，在一根导体外面
绕上线圈，并让线圈通入交变电流，根据麦
克斯韦理论，变化的磁场激发出感生电场．
导体可以看作是由许多闭合线圈组成的，
在感生电场作用下，这些线圈中产生了感
生电动势，从而产生涡旋状的感应电流．
图 1－7－1
2．在应用和防止涡流时应注意：
(1)在应用涡流时要尽可能使回路电阻小一些．
(2)在防止涡流时要尽可能使回路电阻大一些．
【例题】(双选)下面说法正确的是(
)
A．电磁灶是在金属锅体中产生热效应，从而达到加热和
烹饪食物的目的
B．高频感应炉是利用涡电流产生焦耳热而制成的感应加
热设备
C．感应加热的优点是可实现自动控制，但热辐射大
D．电磁流量计用来测量高黏度但不能有腐蚀性流体的流
量
解析：电磁灶是在金属锅体中产生的热效应，是典型的涡
流现象的应用，通过这种加热，可以达到加热和烹饪食物的目
的；高频感应炉也是利用涡流产生焦耳热而制成的感应加热设
备；感应加热的优点是可实现自动控制，热辐射小；电磁流量
计不能用来测量高黏度但不能有腐蚀性流体的流量．
答案：AB
1．磁电式仪表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框
上，而不用塑料做骨架，是因为(
)
C
A．塑料材料的坚硬程度达不到要求
B．塑料是绝缘的，对线圈的绝缘产生不良影响
C．铝框是导体，在铝框和指针一块摆动过程中会产生涡
流，使指针很快停止摆动
D．铝框的质量比塑料框的质量大
解析：主要是为了依靠电磁阻尼快速稳定．
题型1
涡流的产生与判断
【例题】如图 1－7－2 所示，两个相等的轻质铝环套在一
根水平光滑绝缘杆上，当一条形磁铁向左运动靠近两环时，两
环的运动情况是(
)
图 1－7－2
A．同时向左运动，间距变大
B．同时向左运动，间距变小
C．同时向右运动，间距变小
D．同时向右运动，间距变小
解析：当条形磁铁向左运动靠近两环时，将使穿过两环中
的磁通量都增加，根据楞次定律，两环的运动都阻碍磁铁相对
环的运动，即阻碍“靠近”，那么两环都向左运动．又由于两
环中的感应电流方向相同，两平行的同向电流间有相互吸引的
磁场力，因而两环间的距离要减小，故 B 项选项正确．
答案：B
规律总结：本题中要抓住两点，一是金属能够自身形成闭
合回路，形成涡流，二是磁通量要发生变化，形成涡流，阻碍
相对运动.
1．某磁场磁感线如图 1－7－3 所示，有铜线圈自图示 A
位置落至 B 位置，在下落过程中，自上向下看，线圈中的感应
电流方向为(
)
图 1－7－3
C
A．始终顺时针
B．始终逆时针
C．先顺时针，再逆时针
D．先逆时针，再顺时针
题型2
涡流现象的理解应用
【例题】光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图 1－7－
4 所示，抛物的方程是 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(图中虚线所示)，一个小金属
块从抛物线上 y＝b(b够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是(
)
图 1-7-4
解析：小金属块进入或离开磁场时，由于涡流现象产生焦
耳热，损失机械能而使金属块所能达到的最高位置越来越低；
当金属块所能达到的最高位置为 y＝a 时，金属块不再进出磁
场，不再产生焦耳热，金属块机械能不再损失，在磁场中往复
运动．由于金属块减少的动能和重力势能全部转化为内能，所
答案：D
2．(双选)如图 1－7－5 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，将金属熔化，把工件焊
接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是( )
图 1－7－5
A．电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快
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
解析：电流变化的频率越高，磁通量变化越快，感应电动
势越大，感应电流越大．由焦耳定律可知，电阻越大，产生的
热量越多．
答案：AD