一、渦流真空冶煉爐的工作原理是什么?金屬探測器為什么能探測金屬物?
1.產(chǎn)生:在變化的磁場中的導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的_________,就像水中的漩渦。所以把它叫作渦電流,簡稱渦流。2.特點(diǎn):若金屬的電阻率小,渦流往往很強(qiáng),產(chǎn)生的_____很多。3.應(yīng)用:(1)渦流_______的應(yīng)用:如真空冶煉爐。(2)渦流_______的應(yīng)用:如探雷器、安檢門。
4.防止:電動(dòng)機(jī)、變壓器等設(shè)備中為防止鐵芯中_________而導(dǎo)致浪費(fèi)能量,損壞電器。(1)途徑一:增大鐵芯材料的_______。(2)途徑二:用相互絕緣的_______疊成的鐵芯代替整塊硅鋼鐵芯。
二、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)1.電磁阻尼:(1)產(chǎn)生:當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力,安培力的方向總是_____導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象。(2)應(yīng)用:電學(xué)儀表中利用_________使指針很快地停下來,便于讀數(shù)。2.電磁驅(qū)動(dòng):(1)產(chǎn)生:如果磁場相對(duì)于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng),在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用,_______使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來。(2)應(yīng)用: 交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。
一　對(duì)渦流的理解1.渦流的本質(zhì):電磁感應(yīng)現(xiàn)象。2.產(chǎn)生渦流的兩種情況:(1)塊狀金屬放在變化的磁場中。(2)塊狀金屬進(jìn)出磁場或在非勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)。
3.產(chǎn)生渦流時(shí)的能量轉(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)化為內(nèi)能。(1)金屬塊放在變化的磁場中,磁場能轉(zhuǎn)化為電能,最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。(2)如果是金屬塊進(jìn)出磁場或在非勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng),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。
【思考·討論】線圈中的電流變化時(shí),導(dǎo)體中為什么會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流?(物理觀念)提示:電磁感應(yīng)。
【典例示范】電磁爐熱效率高達(dá)90%,爐面無明火,無煙無廢氣,“火力”強(qiáng)勁,安全可靠,如圖所示是描述電磁爐工作原理的示意圖,下列說法正確的是(　　)
A.當(dāng)恒定電流通過線圈時(shí),會(huì)產(chǎn)生恒定磁場,恒定磁場越強(qiáng),電磁爐加熱效果越好B.在鍋和電磁爐中間放一紙板,則電磁爐不能起到加熱作用C.電磁爐的鍋不能用陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋,主要原因是這些材料的導(dǎo)熱性能較差D.電磁爐通電線圈加交流電后,在鍋底產(chǎn)生渦流,進(jìn)而發(fā)熱工作
【解析】選D。鍋體中的渦流是由變化的磁場產(chǎn)生的,所加的電流是交流,不是直流,故A錯(cuò)誤,D正確;在鍋和電磁爐中間放一紙板,不會(huì)影響電磁爐的加熱作用,故B錯(cuò)誤;金屬鍋?zhàn)陨懋a(chǎn)生無數(shù)小渦流而直接加熱鍋,陶瓷鍋或耐熱玻璃鍋屬于絕緣材料,里面不會(huì)產(chǎn)生渦流,故C錯(cuò)誤。
【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.如圖所示,在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯,現(xiàn)接通交流電源,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.減少線圈的匝數(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
【解析】選B。由題意可知,本題中是渦流現(xiàn)象的應(yīng)用,即采用線圈產(chǎn)生的磁場使金屬杯產(chǎn)生感應(yīng)電流從而進(jìn)行加熱的,則由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,增加線圈的匝數(shù)、提高交流電的頻率均可以提高發(fā)熱功率,則可以縮短加熱時(shí)間,故A錯(cuò)誤,B正確;將杯子換為瓷杯不會(huì)產(chǎn)生渦流,則無法加熱水,故C錯(cuò)誤;取走鐵芯磁場減弱,則加熱時(shí)間變長,故D錯(cuò)誤。
2.通電線圈繞在四種不同的材料上,材料中能產(chǎn)生渦流的是(　　)【解析】選B。要想產(chǎn)生渦流,應(yīng)該是在金屬塊外通以交流電流,故只有B正確,A、C、D錯(cuò)誤。
【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.(多選)變壓器的鐵芯是利用薄硅鋼片疊壓而成,而不是采用一整塊硅鋼,這是為了(　　)A.增大渦流,提高變壓器的效率B.減小渦流,提高變壓器的效率C.增大渦流,減小鐵芯的發(fā)熱量D.減小渦流,減小鐵芯的發(fā)熱量
【解析】選B、D。渦流的主要效應(yīng)之一就是發(fā)熱,而變壓器的鐵芯發(fā)熱,是我們不希望出現(xiàn)的,所以不采用整塊硅鋼,而采用薄硅鋼片疊壓在一起,目的是減小渦流,減小鐵芯的發(fā)熱量,進(jìn)而提高變壓器的效率,故選項(xiàng)B、D正確。
2.(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
【解析】選C、D。電磁爐是采用電磁感應(yīng)原理,在金屬鍋上產(chǎn)生渦流,使鍋體發(fā)熱從而加熱食物的,屬于渦流的應(yīng)用,故A不符合題意;磁電式電表的線圈常常用鋁框做骨架,起到電磁阻尼作用,是為了利用電磁感應(yīng),故B不符合題意;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,是為了減小變壓器鐵芯內(nèi)產(chǎn)生的渦流,屬于渦流的防止,故C正確;變壓器的鐵芯每片硅鋼片表面有不導(dǎo)電的氧化層,是為了減小變壓器鐵芯內(nèi)產(chǎn)生的渦流,屬于渦流的防止,故D正確;故選C、D。
二　電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)的比較
【思考·討論】靈敏電流表運(yùn)輸中,為什么常用導(dǎo)體把兩個(gè)接線柱連在一起?(科學(xué)思維)提示:連接接線柱后,晃動(dòng)表,由于電磁阻尼,表針晃動(dòng)幅度會(huì)變小,并能較快停下,起到保護(hù)表針的作用。
【典例示范】空間有豎直邊界為AB、CD且垂直紙面向里的有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域。一閉合金屬圓環(huán)用絕緣細(xì)線掛于O點(diǎn),將圓環(huán)拉至如圖所示位置靜止釋放,圓環(huán)在擺動(dòng)過程中環(huán)面始終與磁場垂直,若不計(jì)空氣阻力,則下列說法中正確的是(　　)A.圓環(huán)完全進(jìn)入磁場后離最低點(diǎn)越近,感應(yīng)電流越大B.圓環(huán)在進(jìn)入和穿出磁場時(shí),圓環(huán)中均有感應(yīng)電流C.圓環(huán)向左穿過磁場后再返回,還能擺到原來的釋放位置D.圓環(huán)最終將靜止在最低點(diǎn)
【解析】選B。整個(gè)圓環(huán)進(jìn)入磁場后,磁通量不發(fā)生變化,不產(chǎn)生感應(yīng)電流,故A錯(cuò)誤;只有當(dāng)圓環(huán)進(jìn)入或離開磁場區(qū)域時(shí)磁通量發(fā)生變化,會(huì)產(chǎn)生電流,故B正確;當(dāng)圓環(huán)向左穿過磁場區(qū)域時(shí)磁通量發(fā)生變化,會(huì)產(chǎn)生電流,機(jī)械能向電能轉(zhuǎn)化,所以機(jī)械能不守恒,當(dāng)再返回,不能擺到原來的釋放位置,故C錯(cuò)誤;在圓環(huán)不斷經(jīng)過磁場,機(jī)械能不斷損耗過程中圓環(huán)越擺越低,最后整個(gè)圓環(huán)只會(huì)在磁場區(qū)域來回?cái)[動(dòng),因?yàn)樵诖藚^(qū)域內(nèi)沒有磁通量的變化(一直是最大值),所以機(jī)械能守恒,即圓環(huán)最后的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為在磁場區(qū)域來回?cái)[動(dòng),而不是靜止在平衡位置,故D錯(cuò)誤。
【素養(yǎng)訓(xùn)練】1.如圖甲所示,把一個(gè)閉合線圈放在蹄形磁鐵的兩磁極間,蹄形磁鐵和閉合線圈都可以繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng),不計(jì)摩擦;如圖乙所示,閉合金屬環(huán)從曲面上h高處滾下,又沿曲面的另一側(cè)上升,設(shè)環(huán)的初速度為零,不計(jì)摩擦,整個(gè)曲面處在垂直紙面的磁場中(圖中未畫出),下列說法正確的是(　　)
A.當(dāng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)蹄形磁鐵時(shí),磁鐵的磁極未知,故線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向未知B.當(dāng)蹄形磁鐵不動(dòng)時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)閉合線圈,由于不計(jì)摩擦,線圈將勻速轉(zhuǎn)動(dòng)C.若磁場為非勻強(qiáng)磁場,因圓環(huán)面積不變,可知圓環(huán)磁通量不變,故圓環(huán)機(jī)械能守恒,滾上的高度仍為hD.若磁場為非勻強(qiáng)磁場,圓環(huán)滾下過程中,圓環(huán)內(nèi)有感應(yīng)電流
【解析】選D。當(dāng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)蹄形磁鐵時(shí),根據(jù)楞次定律可知,為阻礙磁通量變化,則導(dǎo)致線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同,但快慢不一,故A錯(cuò)誤;當(dāng)蹄形磁鐵不動(dòng)時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)閉合線圈,切割磁感線,產(chǎn)生感應(yīng)電流,根據(jù)楞次定律可知,安培力阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng),則線圈做減速轉(zhuǎn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;若是非勻強(qiáng)磁場,閉合圓環(huán)滾動(dòng)過程中,磁通量變化,由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電流,機(jī)械能減小轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,高度減小,故C錯(cuò)誤,D正確。
2.如圖所示,上下開口、內(nèi)壁光滑的銅管P和塑料管Q豎直放置,小磁塊先后在兩管中從相同高度處由靜止釋放,并落至底部,則小磁塊(　　)A.在Q和P中都做自由落體運(yùn)動(dòng)B.在兩個(gè)下落過程中的機(jī)械能都守恒C.在P中的下落時(shí)間比在Q中的長D.落至底部時(shí)在P中的速度比在Q中的大
【解析】選C。當(dāng)小磁塊在光滑的銅管P下落時(shí),由于穿過銅管的磁通量變化,導(dǎo)致銅管產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而產(chǎn)生安培阻力,所以P中小磁塊做的運(yùn)動(dòng)不是自由落體運(yùn)動(dòng);而對(duì)于塑料管內(nèi)小磁塊沒有任何阻力,在做自由落體運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;由A選項(xiàng)分析可知,在銅管的小磁塊機(jī)械能不守恒,而在塑料管的小磁塊機(jī)械能守恒,故B錯(cuò)誤;在銅管中小磁塊受到安培阻力,則在P中的下落時(shí)間比在Q中的長,故C正確;根據(jù)動(dòng)能定理可知,因安培阻力,導(dǎo)致產(chǎn)生熱能,則至底部時(shí)在P中的速度比在Q中的小,故D錯(cuò)誤。
【補(bǔ)償訓(xùn)練】磁力剎車是游樂場中過山車采用的一種新型剎車裝置,工作效應(yīng)比靠摩擦力剎車更穩(wěn)定,如圖為該新型裝置的原理圖(從后面朝前看):過山車的兩側(cè)裝有銅片,停車區(qū)的軌道兩側(cè)裝有強(qiáng)力磁鐵,當(dāng)過山車進(jìn)入停車區(qū)時(shí)銅片與磁鐵的相互作用能使過山車很快停下來,關(guān)于該裝置的下列說法正確的是(　　)A.剎車原理是利用了電流的磁效應(yīng)B.過山車從進(jìn)入停車區(qū)到停止的過程,動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電能C.過山車進(jìn)入停車區(qū)的速度越大,剎車的阻力越大D.若將銅片換成有機(jī)玻璃片,也能達(dá)到相同的剎車效果
【解析】選C。當(dāng)過山車進(jìn)入停車區(qū)時(shí),會(huì)導(dǎo)致銅片的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電流,從而銅片出現(xiàn)感應(yīng)磁場,與強(qiáng)力磁鐵產(chǎn)生相互作用,利用了電磁感應(yīng)的原理。剎車過程中過山車運(yùn)動(dòng)減慢,過山車減少的動(dòng)能,先轉(zhuǎn)化為電能,最終會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,故A、B錯(cuò)誤;過山車的速度越大,磁通量變化越快,產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大,從而導(dǎo)致感應(yīng)磁場越大,與強(qiáng)力磁鐵的作用力越大,故剎車的阻力越大,故C正確;把銅片換成有機(jī)玻璃片,而有機(jī)玻璃不導(dǎo)電,因此不形成感應(yīng)磁場,從而不會(huì)對(duì)強(qiáng)力磁鐵有阻礙作用,所以不能達(dá)到相同的剎車效果,故D錯(cuò)誤。
【拓展例題】考查內(nèi)容:渦流現(xiàn)象在日常生活中的應(yīng)用【典例】如圖為電磁灶,是采用磁場感應(yīng)渦流原理,它利用高頻的交流電通過環(huán)形線圈,從而產(chǎn)生無數(shù)封閉磁感線,當(dāng)磁感線通過導(dǎo)磁(如:鐵質(zhì)鍋)的底部,而底部可看作由無數(shù)個(gè)導(dǎo)體圓環(huán)構(gòu)成,當(dāng)穿過圓環(huán)的磁通量發(fā)生變化時(shí),圓環(huán)上就產(chǎn)生感應(yīng)電流,即小渦流(一種交變電流,家用電磁爐使用的是15～30 kHz的高頻電流)。它和普通電流一樣要放出焦耳熱,會(huì)使鍋體本身自行高速發(fā)熱,然后再加熱鍋內(nèi)食物。
(1)為什么鍋體必須是導(dǎo)磁性材料?(2)如圖所示為電磁灶的結(jié)構(gòu)示意圖。電磁灶是根據(jù)渦流原理給鍋加熱的,調(diào)查研究電磁灶與一般烹飪?cè)罹弑容^具有哪些優(yōu)點(diǎn)?(寫出兩條即可)
【解析】(1)由于非導(dǎo)磁性材料不能有效匯聚磁感線,幾乎不能形成渦流,所以基本上不加熱;另外,導(dǎo)電能力特別差的磁性材料由于其電阻率太高,產(chǎn)生的渦流電流也很小,也不能很好地產(chǎn)生熱量。所以,電磁灶使用的鍋體材料導(dǎo)電性能相對(duì)較好,一般采用鐵磁性材料的金屬或者合金以及它們的復(fù)合體,一般采用的鍋有:鑄造鐵鍋、生鐵鍋、不銹鐵鍋。純不銹鐵鍋材料由于其導(dǎo)磁性能非常低,所以在電磁灶上并不能正常工作。
(2)①熱效率高。由于電磁灶是通過渦流而使磁性鍋體發(fā)熱的,它不存在熱量再傳導(dǎo)或輻射的過程,也就減少了傳導(dǎo)和輻射過程中的熱量損耗,熱效率較高。一般電爐的熱效率為50%,煤氣灶的熱效率為40%,而電磁灶的熱效率可達(dá)80%。②控溫準(zhǔn)確。電磁灶能方便而準(zhǔn)確地根據(jù)用戶的要求控制發(fā)熱功率及烹調(diào)溫度,熱慣性小,斷電即斷磁,也就不再發(fā)熱,而且使鍋內(nèi)溫度分布均勻,烹調(diào)效果好。
③安全可靠。由于電磁灶使用時(shí)不產(chǎn)生明火,再加上灶臺(tái)本身不發(fā)熱,并且又附有多種自動(dòng)保護(hù)功能,因此使用時(shí),不會(huì)發(fā)生燙傷事故,也不會(huì)引起火災(zāi)、爆炸、中毒等事故。④清潔衛(wèi)生。由于電磁灶無明火,無煙,不會(huì)產(chǎn)生有害氣體污染空氣,還能保持鍋體和灶臺(tái)清潔,由于灶臺(tái)面板為結(jié)晶陶瓷玻璃制成,即使食物溢出也不會(huì)焦糊,如有污物很容易擦凈。⑤使用方便。電磁灶體積小,重量輕,操作簡單,一目了然,可隨意搬動(dòng),便于攜帶,可以作為外出旅游之用,也可以放在餐桌上使用。答案:見解析
1.如圖所示是一種焊接方法的原理示意圖。將圓形待焊接金屬工件放在線圈中,然后在線圈中通以某種電流,待焊接工件中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,感應(yīng)電流在焊縫處產(chǎn)生大量的熱量將焊縫兩邊的金屬熔化,待焊接工件就焊接在一起了。我國生產(chǎn)的自行車車輪圈就是用這種辦法焊接的。下列說法中正確的是(　　)A.這種焊接方法的原理是電流的磁效應(yīng)B.線圈中通入的交流電頻率越高,焊縫處溫度升高得越快C.線圈中的電流是很強(qiáng)的恒定電流D.待焊接工件中的感應(yīng)電流方向與線圈中的電流方向總是相反
【解析】選B。這種焊接方法的原理是交流電產(chǎn)生的渦流,待焊接工件焊縫處的接觸電阻比非焊接部分電阻大,產(chǎn)生的熱量多,故A錯(cuò)誤;線圈中的電流是交變電流,且頻率很高,磁通量變化快,產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢較大,焊縫處溫度升高得越快,故B正確;待焊接工件中的電流是很強(qiáng)的交流電,故C錯(cuò)誤;若磁通量減少時(shí),焊接工件中的感應(yīng)電流方向與線圈中的電流方向相同,故D錯(cuò)誤。
2.如圖所示,蹄形磁鐵和矩形線圈均可繞豎直軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)從上往下看磁鐵做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)后,則(　　)A.線圈將逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速與磁鐵相同B.線圈將逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速比磁鐵小C.線圈將逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速比磁鐵大D.線圈仍將靜止【解析】選B。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)磁鐵時(shí),導(dǎo)致線圈的磁通量發(fā)生變化,從而產(chǎn)生感應(yīng)電流,產(chǎn)生安培力,導(dǎo)致線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同,線圈的轉(zhuǎn)速一定比磁鐵轉(zhuǎn)速小,B正確、A、C、D錯(cuò)誤。
3.如圖是機(jī)場的安檢人員用手持金屬探測器檢查乘客的情景,探測線圈內(nèi)通有交變電流,能產(chǎn)生迅速變化的磁場,當(dāng)探測線圈靠近金屬物體時(shí),這個(gè)磁場能在金屬物體內(nèi)部產(chǎn)生渦電流,渦電流又會(huì)產(chǎn)生磁場,倒過來影響原來的磁場,如果能檢測出這種變化,就可以判定探測線圈下面有金屬物體了。以下用電器與金屬探測器工作原理相似——利用渦流的是(　　)
【解析】選C。當(dāng)探測器中通以交變電流的線圈靠近金屬物時(shí),線圈在空間產(chǎn)生交變的磁場,金屬物品橫截面的磁通量發(fā)生變化,會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,故探測器采用了電磁感應(yīng)原理中的渦流的原理;變壓器采用了電磁互感原理,要防止渦流,故A錯(cuò)誤;日光燈的鎮(zhèn)流器采用的是線圈的自感現(xiàn)象,與渦流無關(guān),故B錯(cuò)誤;電磁爐中,將爐子中的線圈通以交變電流,線圈將產(chǎn)生變化的磁場,該磁場穿過鐵質(zhì)鍋時(shí),在鍋底的部分將產(chǎn)生渦流,所以電磁爐的原理與金屬探測器工作原理相似,故C正確;直流電動(dòng)機(jī)是通電導(dǎo)體在磁場中受力,與渦流無關(guān),故D錯(cuò)誤。
4.電磁爐(圖甲)的使用讓生活便利,環(huán)保低碳,它是利用電磁感應(yīng)原理將電能轉(zhuǎn)換為熱能的。某位同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)?zāi)M電磁爐的工作原理,如圖乙,在插入鐵芯的線圈上端放置一盛有冷水的鐵質(zhì)杯,現(xiàn)接通電源,過了幾分鐘,杯內(nèi)的水沸騰起來。關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是(　　)
A.該同學(xué)使用的電源既可以是交流電源,也可以是直流電源B.高頻電磁爐有加熱線圈,通過熱傳導(dǎo)將熱能傳導(dǎo)給鍋體及鍋內(nèi)食物C.提高交流電源的頻率,同一杯水重復(fù)實(shí)驗(yàn),水加熱到沸騰時(shí)間縮短D.將鐵質(zhì)杯換成電阻率更小的鋁質(zhì)或銅質(zhì)杯,同一杯水重復(fù)實(shí)驗(yàn),水加熱到沸騰時(shí)間縮短
【解析】選C。由于采用的是電磁感應(yīng)原理,要使線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,需要變化的磁場,所以只能采用交流電源,故A錯(cuò)誤;本實(shí)驗(yàn)采用的是電磁感應(yīng)原理,即線圈中產(chǎn)生的磁場在鍋體中產(chǎn)生渦流而產(chǎn)生熱量,不是利用熱傳導(dǎo)原理加熱食物的,故B錯(cuò)誤;根據(jù)電磁感應(yīng)規(guī)律可知,提高交流電源的頻率,同一杯水重復(fù)實(shí)驗(yàn),水加熱到沸騰時(shí)間縮短,故C正確;由于采用電磁感應(yīng)原理,鐵質(zhì)材料可以磁化,故可以加強(qiáng)電磁感應(yīng)現(xiàn)象,所以采用鐵質(zhì)鍋體比鋁質(zhì)或銅質(zhì)杯效果更好,故D錯(cuò)誤。
5.(多選)渦流檢測是工業(yè)上無損檢測的方法之一。如圖所示,線圈中通以一定頻率的正弦交流電,靠近待測工件時(shí),工件內(nèi)會(huì)產(chǎn)生渦流,同時(shí)線圈中的電流受渦流影響也會(huì)發(fā)生變化。下列說法中正確的是(　　)A.渦流的磁場總是要阻礙穿過工件磁通量的變化B.渦流的頻率等于通入線圈的交流電頻率C.通電線圈和待測工件間存在周期性變化的作用力D.待測工件可以是塑料或橡膠制品
【解析】選A、B、C。根據(jù)楞次定律得知:感應(yīng)電流的磁場總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化,故渦流的磁場總是要阻礙穿過工件磁通量的變化,故A項(xiàng)正確;感應(yīng)電流的頻率與原電流的頻率是相同的,渦流的頻率等于通入線圈的交流電頻率,故B項(xiàng)正確;因?yàn)榫€圈交流電是周期變化的,故在工件中引起的交流電也是周期性變化的,可知通電線圈和待測工件間存在周期性變化的作用力,故C項(xiàng)正確;電磁感應(yīng)只能發(fā)生在金屬物體上,故待測工件只能是金屬制品,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。
【新思維·新考向】情境:電磁爐原理是這樣的:爐內(nèi)有一金屬線圈,當(dāng)電流通過線圈時(shí)產(chǎn)生磁場,該磁場又會(huì)引起電磁爐上面的鐵質(zhì)鍋底內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流(即渦流),渦流使鍋體鐵分子高速無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng),分子碰撞摩擦而產(chǎn)生熱能,從而使鍋體與食物溫度迅速升高。故電磁爐煮食的熱源來自于鍋具本身而不是電磁爐本身發(fā)熱傳導(dǎo)給鍋具,它是區(qū)別于靠熱傳導(dǎo)或微波來加熱食物的新廚具。
問題:基于以上信息(1)完成表格:(2)假如想在網(wǎng)上查閱相關(guān)資料,寫出一個(gè)你最關(guān)心的電磁爐問題:_______________________________________________________________________。?
【解析】(1)微波爐是利用微波使食物產(chǎn)生振蕩發(fā)熱而完成加熱過程的,故發(fā)熱部位為含水食物;電磁爐是利用鍋體發(fā)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象而發(fā)熱的,故鍋體必須用金屬材料制成;完成表格如下:

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高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第二冊(cè)電子課本

3 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)

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