高中物理人教版 (2019)選擇性必修第二冊3 渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動學(xué)案設(shè)計(jì)-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動 1．知道感生電動勢的產(chǎn)生以及與感生電場的聯(lián)系，會判斷感生電動勢的方向并計(jì)算其大小。 2．了解渦流的產(chǎn)生過程。 3．了解渦流現(xiàn)象的利用和危害。 4．通過對渦流實(shí)例的分析，了解渦流現(xiàn)象在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。 5．了解電磁阻尼和電磁驅(qū)動及應(yīng)用。知識點(diǎn)一　電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感生電場 [情境導(dǎo)學(xué)] 電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感生電場與電荷周圍的靜電場從產(chǎn)生機(jī)理上看有什么區(qū)別？提示：電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的感生電場是由變化的磁場激發(fā)產(chǎn)生的，靜電場是由電荷激發(fā)產(chǎn)生的。 [知識梳理] 1．感生電場麥克斯韋認(rèn)為，磁場變化時會在空間激發(fā)一種電場，它與靜電場不同，不是由電荷產(chǎn)生的，我們把它叫作感生電場。 2．感生電動勢由感生電場產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。 3．感生電動勢中的非靜電力就是感生電場對自由電荷的作用。 4．感生電場的方向判斷由磁場的方向和強(qiáng)弱變化，根據(jù)楞次定律判斷。 [初試小題] 1．判斷正誤。 (1)感生電場線是閉合的。(√) (2)磁場變化時，可以產(chǎn)生感生電場，并不需要電路閉合這一條件。(√) (3)感生電場是產(chǎn)生感生電動勢的原因。(√) (4)感生電動勢與動生電動勢一樣都是由于磁場變化產(chǎn)生的。(×) 2．某空間出現(xiàn)了如圖所示的一組閉合電場線，方向從上向下看是順時針的，這可能是(　　) A．沿AB方向磁場在迅速減弱 B．沿AB方向磁場在迅速增強(qiáng) C．沿BA方向磁場恒定不變 D．沿BA方向磁場在迅速減弱解析：選A　感生電場的方向從上向下看是順時針的，假設(shè)在平行感生電場的方向上有閉合回路，則回路中的感應(yīng)電流方向從上向下看也應(yīng)該是順時針的，由右手螺旋定則可知，感應(yīng)電流的磁場方向向下，根據(jù)楞次定律可知，原磁場有兩種可能：原磁場方向向下且沿AB方向減弱或原磁場方向向上且沿BA方向增強(qiáng)。所以A正確。知識點(diǎn)二　渦流 [情境導(dǎo)學(xué)] 在一鐵塊的外面繞有如圖所示的線圈，當(dāng)線圈通有如圖所示的交變電流時，請問鐵塊中有感應(yīng)電流嗎？如果有，它的形狀像什么？提示：鐵塊中有感應(yīng)電流，它的形狀像水中的旋渦。 [知識梳理] 1．定義由于電磁感應(yīng)，在導(dǎo)體中產(chǎn)生的像水中旋渦樣的感應(yīng)電流，把它叫作渦電流，簡稱渦流。 2．渦流的特點(diǎn)及產(chǎn)生 (1)特點(diǎn)：金屬塊中的渦流會產(chǎn)生熱量。 (2)產(chǎn)生：用來冶煉合金鋼的真空冶煉爐(如圖)，爐外有線圈，線圈中通入迅速變化的電流，爐內(nèi)的金屬中產(chǎn)生渦流。渦流產(chǎn)生的熱量使金屬熔化。 (3)利用渦流冶煉金屬的優(yōu)點(diǎn)是，整個過程可以在真空中進(jìn)行，能防止空氣中的雜質(zhì)進(jìn)入金屬，可以冶煉高質(zhì)量的合金。 3．應(yīng)用 (1)渦流熱效應(yīng)：如真空冶煉爐、電磁爐。 (2)渦流磁效應(yīng)：如探雷器、安檢門。 4．防止電動機(jī)、變壓器等設(shè)備中應(yīng)防止鐵芯中渦流過大而導(dǎo)致浪費(fèi)能量，損壞電器。 (1)途徑一：增大鐵芯材料的電阻率。 (2)途徑二：用相互絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯代替整個硅鋼鐵芯。 [初試小題] 1．判斷正誤。 (1)渦流也是一種感應(yīng)電流。(√) (2)導(dǎo)體中有渦流時，導(dǎo)體本身會產(chǎn)熱。(√) (3)利用渦流制成的探雷器可以探出“石雷”。(×) (4)真空冶煉爐是爐體發(fā)熱使金屬熔化。(×) 2．如圖所示，在一個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，一段時間后，一個容器中水溫升高，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、琉璃杯 C．變化的電流、小鐵鍋 D．變化的電流、玻璃杯解析：選C　通入恒定直流時，所產(chǎn)生的磁場不變，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流；通入變化的電流，所產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化，在空間產(chǎn)生感生電場。鐵鍋是導(dǎo)體，感生電場在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使水溫升高；渦流是變化的磁場在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流，所以玻璃杯中的水不會升溫。故C項(xiàng)正確。知識點(diǎn)三　電磁阻尼　電磁驅(qū)動 [情境導(dǎo)學(xué)] (1)如圖甲所示，將磁鐵在同一高度釋放，下端放有閉合線圈的那塊磁鐵很快停止振動，而另一個磁鐵能振動較長時間，如何解釋這個現(xiàn)象？ (2)如圖乙所示，當(dāng)順時針或逆時針轉(zhuǎn)動蹄形磁鐵時線圈怎樣轉(zhuǎn)動？使線圈轉(zhuǎn)動起來的動力是什么力？提示：(1)圖甲中下端放有閉合線圈的磁鐵振動時除了受空氣阻力外，還受到線圈的磁場阻力，所以很快停下來。 (2)當(dāng)蹄形磁鐵順時針轉(zhuǎn)動時，線圈也順時針轉(zhuǎn)動；當(dāng)蹄形磁鐵逆時針轉(zhuǎn)動時，線圈也逆時針轉(zhuǎn)動。線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，線圈受到安培力的作用，安培力作為動力使線圈轉(zhuǎn)動起來。 [知識梳理] 1．電磁阻尼 (1)概念：當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動時，感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體運(yùn)動的現(xiàn)象。 (2)應(yīng)用：磁電式儀表中利用電磁阻尼使指針迅速停止到某位置，便于讀數(shù)。 2．電磁驅(qū)動 (1)概念：磁場相對導(dǎo)體轉(zhuǎn)動時，導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用，安培力使導(dǎo)體運(yùn)動起來的現(xiàn)象。 (2)應(yīng)用：交流感應(yīng)電動機(jī)。 [初試小題] 1．判斷正誤。 (1)電磁阻尼和電磁驅(qū)動均遵循楞次定律。(√) (2)電磁阻尼發(fā)生的過程中，存在機(jī)械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化。(√) (3)磁電式儀表的線圈用鋁框做骨架的目的是利用電磁阻尼。(√) (4)靈敏電流計(jì)在運(yùn)輸時總要用導(dǎo)體把兩個接線柱連在一起。(√) 2．如圖所示，甲是閉合銅線框，乙是有缺口的銅線框，丙是閉合的塑料線框，它們的正下方都放置一薄強(qiáng)磁鐵，現(xiàn)將甲、乙、丙拿至相同高度H處同時釋放(各線框下落過程中不翻轉(zhuǎn))，則以下說法正確的是(　　) A．三者同時落地 B．甲、乙同時落地，丙后落地 C．甲、丙同時落地，乙后落地 D．乙、丙同時落地，甲后落地解析：選D　甲是銅線框，在下落過程中產(chǎn)生感應(yīng)電流，所受的安培力阻礙它的下落，故所需的時間長；乙沒有閉合回路，丙是塑料線框，都不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，它們做自由落體運(yùn)動，故D正確。 [問題探究]如圖，一個閉合電路靜止于磁場中，由于磁場強(qiáng)弱的變化，閉合電路內(nèi)產(chǎn)生了感生電動勢，產(chǎn)生了感生電流，你知道原理嗎？提示：導(dǎo)體中的自由電荷在感生電場作用下做定向運(yùn)動，產(chǎn)生感應(yīng)電流。 [要點(diǎn)歸納] 1．感生電場是一種渦旋電場，電場線是閉合的。 2．感生電場的方向可由楞次定律判斷。如圖所示，當(dāng)磁場增強(qiáng)時，產(chǎn)生的感生電場是與磁場方向垂直且阻礙磁場增強(qiáng)的電場。 3．感生電場的存在與是否存在閉合電路無關(guān)。 [例題1]　如圖所示，在一水平光滑絕緣塑料板上有一環(huán)形凹槽，有一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電小球，在槽內(nèi)沿順時針方向做勻速圓周運(yùn)動，現(xiàn)加一豎直向上且磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻減小的磁場，則(　　) A．小球速度變大 B．小球速度變小 C．小球速度不變 D．小球速度可能變大也可能變小 [解析]　磁場的變化使空間內(nèi)產(chǎn)生感生電場，由楞次定律知感生電場的方向?yàn)槟鏁r針，帶正電小球受到的電場力與運(yùn)動方向相反，故小球速度減小，B正確。 [答案]　B 　感生電場與靜電場的區(qū)別 [針對訓(xùn)練] 1．英國物理學(xué)家麥克斯韋認(rèn)為，磁場變化時會在空間激發(fā)感生電場。如圖所示，一個半徑為r的絕緣細(xì)圓環(huán)水平放置，環(huán)內(nèi)存在豎直向上的勻強(qiáng)磁場，環(huán)上套一帶電荷量為＋q的小球。已知磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間均勻增加，其變化率為k，若小球在環(huán)上運(yùn)動一周，則感生電場對小球的作用力所做功的大小是(　　) A．0　　　　　　　　　 B．eq \f(1,2)r2qk C．2πr2qk D．πr2qk 解析：選D　根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，磁場變化產(chǎn)生的感生電動勢E＝eq \f(ΔB,Δt)πr2＝kπr2，小球在環(huán)上運(yùn)動一周，則感生電場對小球的作用力所做功的大小W＝qE＝πr2qk，故選項(xiàng)D正確。 2．[多選]下列說法正確的是(　　) A．感生電場由變化的磁場產(chǎn)生 B．恒定的磁場也能在周圍空間產(chǎn)生感生電場 C．感生電場的方向也同樣可以用楞次定律和安培定則來判定 D．感生電場的電場線是閉合曲線，其方向一定是沿逆時針方向解析：選AC　磁場變化時在空間激發(fā)感生電場，其方向與所產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同，可由楞次定律和安培定則判斷，故A、C項(xiàng)正確，B、D項(xiàng)錯誤。 3．如圖所示，一個帶正電的粒子在垂直于勻強(qiáng)磁場的平面內(nèi)做圓周運(yùn)動。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均勻增大時，此粒子的動能將(　　) A．不變 B．增加 C．減少 D．以上情況都可能解析：選B　當(dāng)磁場增強(qiáng)時，將產(chǎn)生逆時針方向的電場，帶正電的粒子將受到這個電場對它的電場力作用，其運(yùn)動方向與電場力方向相同，則動能增大。故B正確。 [問題探究] 利用高頻交變電流焊接自行車零件的原理如圖所示。圖中M是高頻交流線圈，N是自行車零件，a是待焊接口。當(dāng)線圈M中通入高頻電流時，把a(bǔ)的兩端相接觸，接口便會被自動焊接起來。這是為什么？提示：線圈中通以高頻交變電流時，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于焊縫口的接觸電阻很大，放出的焦耳熱很多，致使溫度升的很高，將金屬熔化，焊接在一起。 [要點(diǎn)歸納] 1．渦流的特點(diǎn) 當(dāng)電流在金屬塊內(nèi)自成閉合回路(產(chǎn)生渦流)時，由于整塊金屬的電阻很小，渦流往往很強(qiáng)，根據(jù)公式P＝I2R知，熱功率的大小與電流的平方成正比，故金屬塊的發(fā)熱功率很大。 2．渦流中的能量轉(zhuǎn)化渦流現(xiàn)象中，其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能，并最終在金屬塊中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 [例題2]　光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如圖所示，拋物線的方程為y＝x2，其下半部處在一個水平方向的勻強(qiáng)磁場中，磁場的上邊界是y＝a的直線(如圖中的虛線所示)。一個小金屬塊從拋物線上y＝b(b>a)處以速度v沿拋物線下滑，假設(shè)曲面足夠長，則金屬塊在曲面上滑動的過程中產(chǎn)生的焦耳熱總量是(　　) A．mgb B．eq \f(1,2)mv2 C．mg(b－a) D．mg(b－a)＋eq \f(1,2)mv2 [解析]　由初狀態(tài)到末狀態(tài)(金屬塊在磁場區(qū)域內(nèi)往復(fù)運(yùn)動)能量守恒。初狀態(tài)機(jī)械能E1＝mgb＋eq \f(1,2)mv2，末狀態(tài)機(jī)械能E2＝mga，焦耳熱Q＝E1－E2＝mg(b－a)＋eq \f(1,2)mv2，D正確。 [答案]　D (1)金屬塊進(jìn)出勻強(qiáng)磁場時，產(chǎn)生焦耳熱，損失機(jī)械能。 (2)金屬塊整體在勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動時，其機(jī)械能不再損失，在磁場中做往復(fù)運(yùn)動。 (3)金屬塊整體在非勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動時，金屬塊內(nèi)部因有渦流產(chǎn)生，金屬塊的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能?！　　　? [針對訓(xùn)練] 1．下列關(guān)于渦流的說法正確的是(　　) A．渦流跟平時常見的感應(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．在硅鋼片中不能產(chǎn)生渦流解析：選A　渦流是整塊金屬導(dǎo)體發(fā)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，同樣遵守電磁感應(yīng)定律，故A選項(xiàng)正確；渦流也是感應(yīng)電流，不但有熱效應(yīng)，還有磁效應(yīng)；硅鋼片中能產(chǎn)生渦流，但感應(yīng)電流較小，故B、C、D錯誤。 2．[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BD　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，而采用相互絕緣的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。 3．[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．磁電式儀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CD　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；磁電式儀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符合題意；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符合題意。 [問題探究]如圖所示裝置，可以用來演示電磁阻尼現(xiàn)象。把銅片懸掛在電磁鐵的兩極間，形成一個擺。在電磁鐵線圈(圖中未畫出)未通電時，銅片可以自由擺動，要經(jīng)過較長時間才會停下來。而電磁鐵線圈通電后，銅片會很快穩(wěn)定并停下來。為什么？提示：當(dāng)電磁鐵被勵磁之后，由于穿過運(yùn)動的銅片的磁通量發(fā)生變化，銅片內(nèi)將產(chǎn)生感應(yīng)電流。根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的效果總是反抗引起感應(yīng)電流的原因。因此，銅片的擺動便因受到阻力而迅速停止，這就是電磁阻尼作用的結(jié)果。 [要點(diǎn)歸納] [例題3]　[多選]位于光滑水平面的小車上水平固定一螺線管，一個比螺線管長的條形磁鐵沿著螺線管的軸線以初速度v0水平穿入螺線管，并最終穿出，如圖所示，在此過程中(　　) A．磁鐵做勻速直線運(yùn)動 B．磁鐵做減速運(yùn)動 C．小車向右做加速運(yùn)動 D．小車先加速后減速 [思路點(diǎn)撥]　 (1)“光滑水平面”說明小車運(yùn)動中不受摩擦力作用。 (2)磁鐵穿過螺線管說明磁鐵相對螺線管運(yùn)動，屬于電磁驅(qū)動現(xiàn)象。 [解析]　磁鐵水平穿入螺線管時，螺線管中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電流將阻礙磁鐵的運(yùn)動；同理，磁鐵穿出時，由楞次定律可知，產(chǎn)生的感應(yīng)電流將阻礙磁鐵的運(yùn)動，故整個過程中，磁鐵做減速運(yùn)動，選項(xiàng)A錯誤，B正確。對于小車上的螺線管來說，螺線管受到的安培力方向始終為水平向右，這個安培力使螺線管和小車向右運(yùn)動，且一直做加速運(yùn)動，選項(xiàng)C正確，D錯誤。 [答案]　BC 電磁阻尼與電磁驅(qū)動的理解 (1)電磁阻尼、電磁驅(qū)動都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，都遵循楞次定律。 (2)在電磁阻尼、電磁驅(qū)動現(xiàn)象中，安培力的作用效果都是阻礙相對運(yùn)動，應(yīng)注意電磁驅(qū)動阻礙的結(jié)果中，導(dǎo)體的運(yùn)動速度仍要小于磁場的運(yùn)動速度。 (3)在實(shí)際生活中，電磁驅(qū)動的應(yīng)用很廣，家庭中用的電能表、汽車上用的電磁式速度表以及感應(yīng)電動機(jī)等，都是利用電磁驅(qū)動原理制成的?！　　　? [針對訓(xùn)練] 1．如圖所示，蹄形磁鐵和矩形線圈均可繞豎直軸OO′轉(zhuǎn)動。從上向下看，當(dāng)磁鐵逆時針轉(zhuǎn)動時，則(　　) A．線圈將逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同 B．線圈將逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速比磁鐵大 C．線圈轉(zhuǎn)動時將產(chǎn)生感應(yīng)電流 D．線圈轉(zhuǎn)動時感應(yīng)電流的方向始終是abcda 解析：選C　由楞次定律的推廣含義可知，線圈將與磁極同向轉(zhuǎn)動，但轉(zhuǎn)動的角速度一定小于磁鐵轉(zhuǎn)動的角速度。如兩者的角速度相同，磁感線與線圈處于相對靜止，線圈不切割磁感線，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A、B錯誤。當(dāng)磁鐵逆時針轉(zhuǎn)動時，相當(dāng)于磁鐵不動而線圈順時針旋轉(zhuǎn)切割磁感線，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C正確。當(dāng)線圈相對磁鐵轉(zhuǎn)過90°時電流方向不再是abcda，D錯誤。 2．掃描隧道顯微鏡(STM)可用來探測樣品表面原子尺度上的形貌。為了有效隔離外界振動對STM的擾動，在圓底盤周邊沿其徑向?qū)ΨQ地安裝若干對紫銅薄板，并施加磁場來快速衰減其微小振動，如圖所示。無擾動時，按下列四種方案對紫銅薄板施加恒磁場；出現(xiàn)擾動后，對于紫銅薄板上下及左右振動的衰減最有效的方案是(　　) 解析：選A　施加磁場來快速衰減STM的微小振動，其原理是電磁阻尼，在振動時通過紫銅薄板的磁通量發(fā)生變化，紫銅薄板中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，則其受到安培力作用，其受到的安培力阻礙紫銅薄板振動，即促使其振動衰減。方案A中，無論紫銅薄板上下振動還是左右振動，通過它的磁通量都發(fā)生變化。方案B中，當(dāng)紫銅薄板上下振動時，通過它的磁通量可能不變；當(dāng)紫銅薄板向右振動時，通過它的磁通量不變；方案C中，紫銅薄板上下振動、左右振動時，通過它的磁通量可能不變。方案D中，當(dāng)紫銅薄板上下振動時，紫銅薄板中磁通量可能不變。綜上可知，對于紫銅薄板上下及左右振動的衰減最有效的方案是A。 3．如圖所示，彈簧上端固定，下端掛一只條形磁鐵，使磁鐵上下振動，磁鐵的振幅不變。若在振動過程中把線圈靠近磁鐵，觀察磁鐵的振幅將會發(fā)現(xiàn)(　　) A．S閉合時振幅逐漸減小，S斷開時振幅不變 B．S閉合時振幅逐漸增大，S斷開時振幅不變 C．S閉合或斷開，振幅變化相同 D．S閉合或斷開，振幅都不發(fā)生變化解析：選A　S斷開時，磁鐵振動使穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，但線圈中無感應(yīng)電流，振幅不變；S閉合時，線圈中有感應(yīng)電流，電路要消耗電能，磁鐵的機(jī)械能越來越少，振幅逐漸減小。選項(xiàng)A正確。渦流在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用渦流加熱、無明火、無煙、無廢氣，但火力強(qiáng)勁，安全可靠，在生產(chǎn)生活中得到了廣泛的應(yīng)用。 [示例]　[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，一手持式封口機(jī)如圖所示，它的工作原理是：當(dāng)接通電源時，內(nèi)置線圈產(chǎn)生磁場，當(dāng)磁感線穿過封口鋁箔材料時，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，從而粘貼在待封容器的封口處，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、塑料等多種材質(zhì)的容器封口，但不適用于金屬容器 [解析]　由于封口機(jī)利用了電磁感應(yīng)原理，故封口材料必須是金屬類材料，而且電源必須是交流電源，A、B錯誤；減小內(nèi)置線圈中所通電流的頻率可降低封口過程中產(chǎn)生的熱量，即控制溫度，C正確；封口材料應(yīng)是金屬類材料，但對應(yīng)被封口的容器不能是金屬，否則同樣會被熔化，只能是玻璃、塑料等材質(zhì)，D正確。 [答案]　CD [拓展訓(xùn)練] [多選]高頻焊接原理示意圖如圖所示，線圈通以高頻交流電，金屬工件的焊縫中產(chǎn)生大量焦耳熱，將焊縫熔化焊接。下列情況能使焊接處消耗的電功率增大的是(　　) A．增大交變電流的電壓，其他條件不變 B．增大交變電流的頻率，其他條件不變 C．感應(yīng)電流相同條件下，增大焊接縫的接觸電阻 D．感應(yīng)電流相同條件下，減小焊接縫的接觸電阻解析：選ABC　增大交變電流的電壓，其他條件不變，則線圈中交變電流增大，磁通量變化率增大，因此產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢增大，感應(yīng)電流也增大，那么焊接處消耗的電功率增大，故A正確；高頻焊接利用高頻交變電流產(chǎn)生高頻交變磁場，在焊接的金屬工件中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律分析可知，電流變化的頻率越高，磁通量變化頻率越高，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，感應(yīng)電流越大，焊縫處消耗的電功率越大，故B正確；感應(yīng)電流相同條件下，增大焊接縫的接觸電阻，焊縫處消耗的電功率增大，故C正確，D錯誤。 1．如圖所示，內(nèi)壁光滑的塑料管彎成的圓環(huán)平放在水平桌面上，環(huán)內(nèi)有一帶負(fù)電的小球，整個裝置處于豎直向下的磁場中，當(dāng)磁場突然增強(qiáng)時，小球?qū)?　　) A．沿順時針方向運(yùn)動 B．沿逆時針方向運(yùn)動 C．在原位置附近往復(fù)運(yùn)動 D．仍然保持靜止?fàn)顟B(tài) 解析：選A　磁感應(yīng)強(qiáng)度豎直向下，當(dāng)磁場突然增強(qiáng)時，由楞次定律可知，感生電場沿逆時針方向，由于小球帶負(fù)電，所以小球?qū)⒀仨槙r針方向運(yùn)動，A正確。 2．[多選]關(guān)于渦流，下列說法正確的是(　　) A．真空冶煉爐是利用渦流來熔化金屬的裝置 B．家用電磁爐是利用渦流使鍋體發(fā)熱的 C．阻尼擺擺動時產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運(yùn)動 D．變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成能增大渦流解析：選ABC　真空冶煉爐是用渦流來熔化金屬對其進(jìn)行冶煉的，爐內(nèi)放入被冶煉的金屬，線圈內(nèi)通入高頻交變電流，這時被冶煉的金屬中產(chǎn)生渦流就能被熔化，故A正確；電磁爐利用高頻電流在電磁爐內(nèi)部線圈中產(chǎn)生磁場，當(dāng)含鐵質(zhì)鍋具放置爐面時，在鍋具底部產(chǎn)生渦流，故B正確；阻尼擺擺動時產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運(yùn)動，當(dāng)金屬擺從磁場中穿過時，金屬擺內(nèi)感應(yīng)出的渦流會對金屬擺的運(yùn)動產(chǎn)生阻礙作用，故C正確；渦流要損耗能量，變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成，其目的是為了減小渦流，故D錯誤。 3．如圖所示，條形磁鐵從高h(yuǎn)處自由下落，中途穿過一個固定的空心線圈。開關(guān)S斷開，條形磁鐵至落地用時t1，落地時速度為v1；S閉合，條形磁鐵至落地用時t2，落地時速度為v2。t1與t2、v1與v2大小關(guān)系正確的是(　　) A．t1>t2，v1>v2　　 B．t1＝t2，v1＝v2 C．t1

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