高中物理 第1章 電磁感應(yīng)與現(xiàn)代生活 1_6 渦流現(xiàn)象與電磁灶教師用書(shū) 滬科版選修3-2

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1.6　渦流現(xiàn)象與電磁灶 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 知 識(shí) 脈 絡(luò) 1.了解渦流現(xiàn)象，知道渦流是如何產(chǎn)生的. 2.知道電磁驅(qū)動(dòng)和電磁阻尼現(xiàn)象.(難點(diǎn)) 3.知道渦流的危害以及如何利用和防止渦流.(難點(diǎn)) 4.掌握電磁灶的結(jié)構(gòu)及工作原理.(重點(diǎn)) 探 究 渦 電 流 現(xiàn) 象 1.整塊金屬放在變化的磁場(chǎng)中或者線圈中用整塊軟鐵割成的鐵心在通有交變電流時(shí)，金屬內(nèi)的磁通量就會(huì)發(fā)生變化，從而在金屬內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這種感應(yīng)電流呈渦旋狀，叫做渦電流，簡(jiǎn)稱渦流. 2.導(dǎo)體的外周長(zhǎng)越長(zhǎng)、交變磁場(chǎng)的頻率越高，渦流就越大. 圖161 1.渦流有熱效應(yīng)，但沒(méi)有磁效應(yīng).() 2.把金屬塊放在變化的磁場(chǎng)中可產(chǎn)生渦流.(√) 3.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.() 1.渦流是否遵守楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律？ 【提示】　渦流是電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的，遵守楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律. 2.為什么變壓器和鎮(zhèn)流器的鐵心用一片片的硅鋼片疊壓而成？ 【提示】　為了防止在鐵心中形成渦流，從而減小電能損失，并防止變壓器和鎮(zhèn)流器被燒壞. 在可拆變壓器的一字鐵下面加一塊厚約2 mm的鐵板，鐵板垂直于鐵芯里磁感線的方向，給原線圈接交流電. 探討1：通電幾分鐘以后，會(huì)發(fā)現(xiàn)鐵芯和鐵板的溫度會(huì)升高，那么，它們溫度升高的原因是什么？ 【提示】　在鐵芯和鐵板中有渦流產(chǎn)生，使鐵芯和鐵板發(fā)熱. 探討2：通電幾分鐘以后，鐵芯和鐵板哪個(gè)溫度更高些？ 【提示】　鐵板的溫度比鐵芯的溫度高. 1.對(duì)渦流的正確理解 (1)成因：塊狀金屬在變化的磁場(chǎng)中或在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)金屬塊的磁通量發(fā)生變化，在金屬塊自身構(gòu)成的閉合回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流. (2)特點(diǎn)：金屬塊本身自行構(gòu)成閉合回路，如果整塊金屬的電阻很小，渦流往往很強(qiáng)，金屬塊會(huì)產(chǎn)生大量的熱量. 2.渦流的利用和防止 (1)渦流的利用：利用高頻真空冶煉爐冶煉高純度的金屬；用探測(cè)器探測(cè)地雷、探測(cè)地下電纜；利用渦流可以治療疾??；利用渦流探傷技術(shù)可以檢測(cè)導(dǎo)電物體的表面和近表面缺陷、涂鍍層厚度，還有磁懸浮列車是利用渦電流減速的. (2)渦流的防止：減小渦流的主要途徑是增大在變化的磁場(chǎng)中使用金屬導(dǎo)體的電阻：一是選用電阻率大的材料，如常用的鐵芯材料是電阻率較大的硅鋼；二是把導(dǎo)體制作成薄片，薄片與薄片之間用絕緣材料相隔，這樣增大電阻來(lái)減小因渦流損失的能量. 1.下列關(guān)于渦流的說(shuō)法中正確的是 (　　) A.渦流跟平時(shí)常見(jiàn)的感應(yīng)電流一樣，都是因?yàn)榇┻^(guò)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(méi)有磁效應(yīng) D.在硅鋼中不能產(chǎn)生渦流 【解析】　渦流是由于穿過(guò)整塊導(dǎo)體的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，具有熱效應(yīng)、磁效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)等.故選項(xiàng)A正確. 【答案】　A 2.在水平放置的光滑導(dǎo)軌上，沿導(dǎo)軌固定一個(gè)條形磁鐵，如圖162所示，現(xiàn)有銅、鋁和有機(jī)玻璃制成的滑塊甲、乙、丙，使它們從導(dǎo)軌上的A點(diǎn)以某一初速度向磁鐵滑去.各滑塊在未接觸磁鐵前的運(yùn)動(dòng)情況是(　　) 圖162 A.都做勻速運(yùn)動(dòng) B.甲、乙做加速運(yùn)動(dòng) C.甲、乙做減速運(yùn)動(dòng) D.乙、丙做勻速運(yùn)動(dòng) 【解析】　銅塊、鋁塊向磁鐵靠近時(shí)，穿過(guò)它們的磁通量發(fā)生變化，因此在其內(nèi)部產(chǎn)生渦流，反過(guò)來(lái)渦流產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)對(duì)原磁場(chǎng)的變化起阻礙作用，所以銅塊和鋁塊向磁鐵運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)受到阻礙而減速，有機(jī)玻璃為非金屬，不產(chǎn)生渦流現(xiàn)象.故C正確. 【答案】　C 3.光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如圖163所示，拋物線的方程為y＝x2，其下半部處在一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的上邊界是y＝a的直線(如圖中的虛線所示)，一個(gè)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)拋物線足夠長(zhǎng).求金屬塊在曲面上滑動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生的總熱量為多少？ 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：72000046】 圖163 【解析】　金屬塊在進(jìn)入磁場(chǎng)或離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中，穿過(guò)金屬塊的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生渦流，進(jìn)而產(chǎn)生熱.最后，金屬塊在高為a的曲面上做往復(fù)運(yùn)動(dòng).減少的機(jī)械能為mg(b－a)＋mv2，這些機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故產(chǎn)生的總熱量為mg(b－a)＋mv2. 【答案】　mg(b－a)＋mv2 渦流現(xiàn)象中的能量轉(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.如果金屬塊放在了變化的磁場(chǎng)中，則磁場(chǎng)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(chǎng)或在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，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. 無(wú) 火 之 灶——電 磁 灶 1.工頻電磁灶 (1)構(gòu)造：勵(lì)磁線圈和勵(lì)磁鐵心構(gòu)成了工頻勵(lì)磁器. (2)原理：在兩組線圈中通過(guò)50 Hz的電流iA和iB，從而在鍋體中產(chǎn)生渦流，渦流的電能在鍋體的材料電阻上轉(zhuǎn)化為熱能以加熱食品. 2.高頻電磁灶 (1)構(gòu)造：由加熱線圈、灶面板、控制保護(hù)電路三部分組成. (2)原理：接通電源后，50 Hz的交變電流經(jīng)過(guò)整流和濾波變?yōu)橹绷鳎缓笸ㄟ^(guò)電子開(kāi)關(guān)的迅速導(dǎo)通和截止，使加熱線圈中產(chǎn)生頻率為20～50 kHz的高頻振蕩電流.高頻振蕩電流產(chǎn)生高頻磁場(chǎng)，從而在鍋體內(nèi)產(chǎn)生渦流. 3.渦流的其他應(yīng)用 (1)利用渦流轉(zhuǎn)化的熱能，可以提煉金屬. (2)利用渦流在磁場(chǎng)中受到的電磁力，可制成電磁驅(qū)動(dòng)和電磁阻尼設(shè)備. 1.提煉金屬是利用了渦流產(chǎn)生的熱量.(√) 2.電磁灶是利用變化的磁場(chǎng)在食物中產(chǎn)生渦流從而對(duì)食物進(jìn)行加熱的.() 3.電磁灶是利用變化的磁場(chǎng)在鐵質(zhì)鍋底中產(chǎn)生渦流，使鐵質(zhì)鍋底迅速升溫，而對(duì)鍋內(nèi)食物加熱的.(√) 1.電磁灶在工作時(shí)能不能用陶瓷鍋、耐熱玻璃鍋來(lái)加熱食物呢？ 【提示】　不能，因?yàn)椴荒茉阱伒桩a(chǎn)生渦流，也就無(wú)法利用渦流的熱效應(yīng)來(lái)加熱食物. 2.利用渦流制成的電磁驅(qū)動(dòng)和電磁阻尼設(shè)備符合能量守恒定律嗎？ 【提示】　電磁驅(qū)動(dòng)和電磁阻尼都有能量的轉(zhuǎn)化，都遵守能量守恒定律. 高頻焊接原理示意圖如圖164所示，線圈通以高頻交流電，金屬工件的焊縫中就產(chǎn)生大量焦耳熱，將焊縫處金屬熔化. 圖164 探討1：高頻焊接是利用了渦流的哪個(gè)效應(yīng)？ 【提示】　高頻焊接是利用了電磁感應(yīng)，渦流的熱效應(yīng). 探討2：　要使焊接處產(chǎn)生的熱量較大，高頻交流電的頻率越高越好，還是越低越好？ 【提示】　越高越好. 1.電磁灶采用了電磁感應(yīng)、 渦流加熱原理，它利用交變電流通過(guò)線圈產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，在鐵質(zhì)鍋的底部即會(huì)產(chǎn)生無(wú)數(shù)強(qiáng)大的小渦流，使鍋本身自行迅速發(fā)熱，然后再加熱鍋內(nèi)的食物. 2.渦流有以下幾方面的應(yīng)用 (1)利用渦流的熱效應(yīng)：應(yīng)用渦流在回路中產(chǎn)生的熱量冶煉金屬，如高頻感應(yīng)爐、電磁灶. (2)利用渦流的磁效應(yīng)：電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng). (3)利用渦流現(xiàn)象的小型裝置：在車站、機(jī)場(chǎng)進(jìn)行安檢的探測(cè)器，用來(lái)探測(cè)旅客是否帶有金屬制品，像刀、槍之類的危險(xiǎn)物品等. 4.渦電流會(huì)使金屬發(fā)熱，人們利用這個(gè)原理制成了電磁灶.關(guān)于電磁灶，下列說(shuō)法正確的是(　　) A.電磁灶都是用高頻交流電工作的 B.高頻電磁灶有加熱線圈，可以通過(guò)熱傳導(dǎo)將熱能傳導(dǎo)給鍋體及鍋內(nèi)食物 C.電磁灶和微波爐是一個(gè)道理，工作原理是一樣的 D.無(wú)論哪種電磁灶，都是利用渦流原理工作的 【解析】　電磁灶都是用家用交流電工作的，工頻電磁灶就是直接用50 Hz的電流工作，而不是用高頻交變電流工作的，故A錯(cuò)；高頻電磁灶由加熱線圈、灶面板、控制保護(hù)電路組成.通過(guò)電子開(kāi)關(guān)，可以使加熱線圈中產(chǎn)生高頻率振蕩電流，從而再使鍋體內(nèi)產(chǎn)生渦電流，用以加熱食物，而不是直接用加熱線圈去加熱鍋體內(nèi)食物，故B錯(cuò)；電磁灶是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生渦流，而微波爐是利用電磁場(chǎng)產(chǎn)生電磁波，故C錯(cuò)；電磁灶都是利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生的渦流電的熱效應(yīng)工作的，故D正確. 【答案】　D 5.如圖165所示，金屬球(銅球)下端有通電的線圈，現(xiàn)把小球拉離平衡位置后釋放，此后關(guān)于小球的運(yùn)動(dòng)情況是(不計(jì)空氣阻力)(　　) 圖165 A.做等幅振動(dòng) B.做阻尼振動(dòng) C.振幅不斷增大 D.無(wú)法判定 【解析】　小球在通電線圈磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，小球中產(chǎn)生渦流，故小球要受到安培力作用阻礙它的相對(duì)運(yùn)動(dòng)做阻尼振動(dòng)，故B正確. 【答案】　B 6.(多選)(2015全國(guó)卷Ⅰ)1824年，法國(guó)科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實(shí)驗(yàn)”.實(shí)驗(yàn)中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖166所示.實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓盤在磁針的磁場(chǎng)中繞過(guò)圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，但略有滯后.下列說(shuō)法正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：72000047】 圖166 A.圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) B.圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng) C.在圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，磁針的磁場(chǎng)穿過(guò)整個(gè)圓盤的磁通量發(fā)生了變化 D.圓盤中的自由電子隨圓盤一起運(yùn)動(dòng)形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動(dòng) 【解析】　A.當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圓盤的半徑切割磁針產(chǎn)生的磁場(chǎng)的磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，選項(xiàng)A正確； B.如圖所示，銅圓盤上存在許多小的閉合回路，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)小的閉合回路的磁通量發(fā)生變化，回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流阻礙其相對(duì)運(yùn)動(dòng)，但抗拒不了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，故磁針會(huì)隨圓盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，但略有滯后，選項(xiàng)B正確；C.在圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，磁針的磁場(chǎng)穿過(guò)整個(gè)圓盤的磁通量始終為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D.圓盤中的自由電子隨圓盤一起運(yùn)動(dòng)形成的電流的磁場(chǎng)方向沿圓盤軸線方向，會(huì)使磁針沿軸線方向偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 【答案】　AB 電磁灶的分類及優(yōu)點(diǎn) (1)電磁灶的分類：常用的電磁灶有工頻電磁灶和高頻電磁灶.工頻電磁灶的主體部件是由勵(lì)磁線圈和勵(lì)磁鐵心組成的工頻勵(lì)磁器.高頻電磁灶的主體部件是由加熱線圈、控制保護(hù)電路和灶面板組成. (2)電磁灶的優(yōu)點(diǎn)：與一般灶具相比，電磁灶具有熱效率高、環(huán)保性好、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn). 學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(六) (建議用時(shí)：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1.電磁灶的加熱原理是渦流現(xiàn)象，下列哪種鍋體適用于電磁灶加熱(　　) A.不銹鋼鍋體　 B.玻璃鍋體 C.塑料鍋體 D.陶瓷鍋體 【解析】　因?yàn)榧訜嵩硎菧u流，首先考慮鍋體應(yīng)該是導(dǎo)體，只有導(dǎo)體才能產(chǎn)生較強(qiáng)的渦流，這里不考慮食物本身產(chǎn)生渦流，因?yàn)槭澄锏膶?dǎo)電性能太差了. 【答案】　A 2.如圖167所示，教室正南面的鋼窗原來(lái)是關(guān)著的，現(xiàn)在將其中一扇鋼窗迅速朝外推開(kāi)，從室內(nèi)觀察則鋼窗中(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：72000048】 圖167 A.不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 B.會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较? C.會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较? D.會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，但是電流方向無(wú)法判定 【解析】　地理南極為地磁場(chǎng)的N極，磁感線分布如圖所示，打開(kāi)窗子的過(guò)程中，通過(guò)窗子的磁通量減小，由楞次定律可知產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较? 【答案】　C 3.(多選)磁電式儀表的線圈通常用鋁框作為骨架，把線圈繞在鋁框上，這樣做的目的是(　　) A.防止渦流 B.利用渦流 C.起電磁阻尼的作用 D.起電磁驅(qū)動(dòng)的作用 【解析】　線圈通電后，在安培力作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，鋁框隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，并切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流即渦流，渦流阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，使線圈偏轉(zhuǎn)后盡快停下來(lái).所以，這樣做的目的是利用渦流來(lái)起到電磁阻尼的作用. 【答案】　BC 4.在一個(gè)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(shí)間后，一個(gè)容器中水溫升高很明顯，而另一個(gè)容器中的水溫升高不明顯，則通入的電流與水溫升高明顯的是(　　) A.恒定直流、小鐵鍋 B.恒定直流、玻璃杯 C.變化的電流、小鐵鍋 D.變化的電流、玻璃杯 【解析】　通入恒定直流時(shí)，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)不變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，通入變化的電流，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生變化.在空間產(chǎn)生感生電場(chǎng)，小鐵鍋是導(dǎo)體，感生電場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使水溫升高明顯；渦流是由變化的磁場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的，所以玻璃杯中的水溫升高不明顯. 【答案】　C 5.(多選)變壓器的鐵心是利用薄硅鋼片疊壓而成的.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.增大鐵心中的電阻，以產(chǎn)生更多的熱量 D.增大鐵心中的電阻，以減小發(fā)熱量 【解析】　不使用整塊硅鋼而是采用很薄的硅鋼片，這樣做的目的是增大鐵心中的電阻，減小渦流；減少電能轉(zhuǎn)化成鐵心的內(nèi)能，提高效率，是為了防止渦流而采取的措施，故選B、D. 【答案】　BD 6.如圖168所示，光滑水平絕緣面上有兩個(gè)金屬環(huán)靜止在平面上，環(huán)1豎直、環(huán)2水平放置，均處于中間分割線上，在平面中間分割線正上方有一條形磁鐵，當(dāng)磁鐵沿中間分割線向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖168 A.兩環(huán)都向右運(yùn)動(dòng) B.兩環(huán)都向左運(yùn)動(dòng) C.環(huán)1靜止，環(huán)2向右運(yùn)動(dòng) D.兩環(huán)都靜止 【解析】　條形磁鐵向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，環(huán)1中磁通量保持為零不變，無(wú)感應(yīng)電流，仍靜止.環(huán)2中磁通量變化，根據(jù)楞次定律，為阻礙磁通量的變化，感應(yīng)電流的效果使環(huán)2向右運(yùn)動(dòng). 【答案】　C 7.如圖169所示，在光滑絕緣水平面上，有一鋁質(zhì)圓形金屬球以一定的初速度通過(guò)有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則從球開(kāi)始進(jìn)入磁場(chǎng)到完全穿出磁場(chǎng)過(guò)程中(磁場(chǎng)寬度大于金屬球的直徑)，小球(　　) 圖169 A.整個(gè)過(guò)程做勻速運(yùn)動(dòng) B.進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中做減速運(yùn)動(dòng)，穿出過(guò)程中做加速運(yùn)動(dòng) C.整個(gè)過(guò)程都做勻減速運(yùn)動(dòng) D.穿出時(shí)的速度一定小于初速度 【解析】　小球的運(yùn)動(dòng)主要有兩個(gè)階段.一是球進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程，由于穿過(guò)小球的磁通量增加，在球內(nèi)垂直于磁場(chǎng)的平面上產(chǎn)生渦流，有電能產(chǎn)生，而小球在水平方向上又不受其他外力，所以產(chǎn)生的電能只能是由球的機(jī)械能轉(zhuǎn)化而來(lái)，由能的轉(zhuǎn)化與守恒可知，其速度減??；二是穿出磁場(chǎng)的過(guò)程，同理可得速度進(jìn)一步減小，故D正確. 【答案】　D 8.(多選)如圖1610所示是電表中的指針和電磁阻尼器，下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖1610 A.2是磁鐵，在1中會(huì)產(chǎn)生渦流 B.1是磁鐵，在2中會(huì)產(chǎn)生渦流 C.電磁阻尼器的作用是使指針能夠轉(zhuǎn)動(dòng) D.電磁阻尼器的作用是使指針能很快地穩(wěn)定 【解析】　電磁阻尼在實(shí)際中有很多用處，電學(xué)儀表的指針能很快停下來(lái)就是利用了電磁阻尼，故題圖中2是磁鐵，線圈1在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，閉合線圈中形成電流，獲得電磁阻尼力矩. 【答案】　AD [能力提升] 9. (多選)如圖1611所示，蹄形磁鐵和矩形線圈均可繞豎直軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng).從上向下看，當(dāng)磁鐵逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，則(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：72000049】 圖1611 A.線圈將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同 B.線圈將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速比磁鐵小 C.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將產(chǎn)生感應(yīng)電流 D.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)感應(yīng)電流的方向始終是abcda 【解析】　當(dāng)磁鐵逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于磁鐵不動(dòng)而線圈順時(shí)針旋轉(zhuǎn)切割磁感線，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，故C對(duì)；當(dāng)線圈相對(duì)磁鐵轉(zhuǎn)過(guò)90時(shí)電流方向不再是abcda，D錯(cuò)；由楞次定律的推廣含義可知，線圈將與磁極同向轉(zhuǎn)動(dòng)，但轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度一定小于磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度.若兩者的角速度相同，磁感線與線圈處于相對(duì)靜止，線圈不切割磁感線，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A錯(cuò)、B對(duì). 【答案】　BC 10.如圖1612所示為高頻電磁爐的工作示意圖，它是采用電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生渦流加熱的，它利用變化的電流通過(guò)線圈產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，當(dāng)變化的磁場(chǎng)通過(guò)含鐵質(zhì)鍋的底部時(shí)，即會(huì)產(chǎn)生無(wú)數(shù)小渦流，使鍋體本身自行高速升溫，然后再加熱鍋內(nèi)食物.電磁爐工作時(shí)產(chǎn)生的電磁波，完全被線圈底部的屏蔽層和頂板上的含鐵質(zhì)鍋所吸收，不會(huì)泄漏，對(duì)人體健康無(wú)危害.關(guān)于電磁爐，以下說(shuō)法中正確的是(　　) 圖1612 A.電磁爐是利用變化的磁場(chǎng)在食物中產(chǎn)生渦流對(duì)食物加熱的 B.電磁爐是利用變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生渦流，使含鐵質(zhì)鍋底迅速升溫，進(jìn)而對(duì)鍋內(nèi)食物加熱的 C.電磁爐是利用變化的磁場(chǎng)使食物中的極性水分子振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)來(lái)對(duì)食物加熱的 D.電磁爐跟電爐一樣是讓電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生熱量來(lái)對(duì)食物加熱的 【解析】　電磁爐的工作原理是利用變化的電流通過(guò)線圈產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)通過(guò)含鐵質(zhì)鍋的底部產(chǎn)生無(wú)數(shù)小渦流，使鍋體溫度升高后加熱食物，故選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤、B正確；而選項(xiàng)C是微波爐的加熱原理，C錯(cuò)誤. 【答案】　B 11.把一個(gè)用絲線懸掛的銅球放在通電螺線管上方，如圖1613所示，在下列三種情況下，懸掛銅球的絲線所受的拉力怎樣變化： 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：72000050】 圖1613 (1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，拉力 (填“變大”不變”或“變小”)； (2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，拉力 (填“變大”“不變”或“變小”)； (3)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片不動(dòng)時(shí)，拉力 (填“變大”“不變”或“變小”). 【解析】　(1)銅球可看成由許多水平銅片疊加而成，每一銅片又可看成由許多同心圓環(huán)疊加而成.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移動(dòng)時(shí)，螺線管中的電流增大，穿過(guò)銅球的磁通量增大，銅球中產(chǎn)生感應(yīng)電流(渦流)，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙其磁通量增大，故有遠(yuǎn)離螺線管運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，因此絲線的拉力變小. (2)同理可分析，當(dāng)滑片向左移動(dòng)時(shí)，螺線管中的電流減小，使銅球中產(chǎn)生渦流，阻礙磁通量的減小，因此銅球有靠近螺線管運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，使絲線的拉力變大. (3)滑片不動(dòng)，銅球中不產(chǎn)生渦流，因此絲線拉力不變. 【答案】　(1)變小　(2)變大　(3)不變 12.如圖1614所示是描述電磁爐工作原理的示意圖.爐子的內(nèi)部有一個(gè)金屬線圈，當(dāng)交變電流通過(guò)線圈時(shí)，會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，這個(gè)磁場(chǎng)的大小和方向是不斷變化的，這個(gè)變化的磁場(chǎng)又會(huì)引起放在電磁爐上面的鐵質(zhì)(或鋼質(zhì))鍋底內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于鍋底有電阻，所以感應(yīng)電流又會(huì)在鍋底產(chǎn)生熱效應(yīng)，這些內(nèi)能便能起到加熱物體的作用從而煮熟食物.電磁爐的特點(diǎn)：電磁爐的效率比一般的爐子都高，熱效率高達(dá)90%，爐面無(wú)明火、無(wú)煙、無(wú)廢氣，電磁爐火力強(qiáng)勁，安全可靠.因?yàn)殡姶艩t是以電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流，利用電流的熱效應(yīng)產(chǎn)生熱量，所以不是所有的鍋或器具都適用.對(duì)于鍋的選擇，方法很簡(jiǎn)單，只要鍋底能被磁鐵吸住的就能用.適合放在電磁爐上的烹飪器具有不銹鋼鍋、不銹鋼壺、平底鐵鍋；不適用的有陶瓷鍋、圓底鐵鍋、耐熱玻璃鍋、鋁鍋、銅鍋等. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：72000051】 圖1614 (1)在電磁爐加熱食物的過(guò)程中涉及的物理原理有(回答三個(gè)即可)： ① ② ③ (2)電磁爐所用的鍋不能是陶瓷鍋、耐熱玻璃鍋的原因是 ；電磁爐所用的鍋不能用鋁鍋、銅鍋的原因是 . (3)在鍋和電磁爐中間放置一紙板，則電磁爐還能起到加熱作用嗎？為什么？ 【解析】　(1)因?yàn)殡姶艩t是以電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流，利用電流的熱效應(yīng)產(chǎn)生熱量，所以包含了電流的熱效應(yīng)、電磁感應(yīng)現(xiàn)象；對(duì)于鍋的選擇，方法很簡(jiǎn)單，只要鍋底能被磁鐵吸住的就能用，其中包含了電流的磁效應(yīng). (2)陶瓷鍋、耐熱玻璃鍋不能產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，在鍋內(nèi)也就不能產(chǎn)生電流；鋁鍋、銅鍋導(dǎo)磁性太差，效率低. (3)能起到加熱作用，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)能穿透紙板到達(dá)鍋底，在鍋底產(chǎn)生感應(yīng)電流，利用電流的熱效應(yīng)起到加熱作用. 【答案】　(1)①電流的磁效應(yīng)(或電生磁)②電磁感應(yīng)現(xiàn)象(或磁生電)?、垭娏鞯臒嵝?yīng)(或焦耳定律) (2)不能產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象　鋁、銅的導(dǎo)磁性太差，效率低 (3)見(jiàn)解析