涡流现象及其应用学习教案

1、会计学1涡流涡流(wli)现象及其应用现象及其应用第一页，共28页。第2页/共28页第二页，共28页。第3页/共28页第三页，共28页。1以下关于涡流的说法中，正确的是以下关于涡流的说法中，正确的是 ()A涡流跟平时常见感应电流一样，都是因为穿过导体涡流跟平时常见感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化的磁通量变化(binhu)而产生的而产生的B涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流殊电流C涡流有热效应，但没有磁效应涡流有热效应，但没有磁效应D在硅钢中不能产生涡流在硅钢中不能产生涡流第4页/共28页第四页，共28页。解析：根据涡流的产生

2、原因解析：根据涡流的产生原因(变化的磁场中的金属块、电流变化变化的磁场中的金属块、电流变化的线圈附近的导体中都产生涡流的线圈附近的导体中都产生涡流)知，涡流就是平时知，涡流就是平时(pngsh)常常见的感应电流，是因为穿过导体的磁通量发生变化而产生的，见的感应电流，是因为穿过导体的磁通量发生变化而产生的，符合感应电流产生的原因，所以符合感应电流产生的原因，所以A正确，正确，B错误；涡流和其他电错误；涡流和其他电流一样，也有热效应和磁效应，流一样，也有热效应和磁效应，C错误；硅钢的电阻率大，产生错误；硅钢的电阻率大，产生的感应电流的感应电流涡流较小，不是不能产生涡流，涡流较小，不是不能产生涡流，

3、D错误。错误。答案：答案：A第5页/共28页第五页，共28页。二、涡流二、涡流(wli)(wli)的应用的应用电磁炉（炉盘下的线圈中通入交流电，使炉盘上电磁炉（炉盘下的线圈中通入交流电，使炉盘上 的的金属中产生涡流金属中产生涡流(wli)，从而生热。），从而生热。）感应加热感应加热(ji r)：高频感：高频感应炉应炉第6页/共28页第六页，共28页。电磁炉的工作电磁炉的工作(gngzu)原理：原理：电磁炉的台面下布满了金属导线缠绕的线圈，当通上交替变化极快的交流电时，在台板与铁锅底之间产生强大的交变的磁场(cchng)，磁感线穿过锅体，使锅底产生强涡流，当涡流受材料电阻的阻碍时，就放出大量的热

4、量，将饭菜煮熟。第7页/共28页第七页，共28页。高频高频(o pn)感应炉原理：感应炉原理：炉外有线圈，线圈接入高频交流电源使其产生炉外有线圈，线圈接入高频交流电源使其产生反复变化的电流，使炉内的金属产生涡流现象反复变化的电流，使炉内的金属产生涡流现象(xinxing)，涡流产生的热量是金属熔化并达，涡流产生的热量是金属熔化并达到很高的温度，以此来冶炼金属。到很高的温度，以此来冶炼金属。第8页/共28页第八页，共28页。2高频感应炉是用来熔化金属对其进高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的，如图行冶炼的，如图173所示为冶炼金所示为冶炼金属的高频感应炉的示意图，炉内放入属的高频感应炉的示意图

5、，炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，这时被冶炼的金属就能被熔化，这种冶炼方法速度快电流，这时被冶炼的金属就能被熔化，这种冶炼方法速度快，温度易控制，并能避免有害杂质混入，温度易控制，并能避免有害杂质混入(hn r)被炼金属中被炼金属中，因此适于冶炼特种金属。该炉的加热原理是，因此适于冶炼特种金属。该炉的加热原理是 ()图图173第9页/共28页第九页，共28页。A利用线圈中电流产生的焦耳利用线圈中电流产生的焦耳(jio r)热热B利用线圈中电流产生的磁场利用线圈中电流产生的磁场C利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流利用交变电流的交变磁场在炉内

6、金属中产生的涡流D给线圈通电的同时，给炉内金属也通了电给线圈通电的同时，给炉内金属也通了电解析：高频感应炉的原理是：给线圈通以高频交变电流后，线圈产生解析：高频感应炉的原理是：给线圈通以高频交变电流后，线圈产生高频变化的磁场，磁场穿过金属，在金属内产生强涡流，由于电流的高频变化的磁场，磁场穿过金属，在金属内产生强涡流，由于电流的热效应，可使金属熔化。故只有热效应，可使金属熔化。故只有C正确。正确。答案：答案：C第10页/共28页第十页，共28页。 例例2(双选双选)如图如图176所示，是高频焊接原理示意图，所示，是高频焊接原理示意图，线圈中通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就产生感应电线圈中

7、通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就产生感应电流流(gnyng din li)，感应电流，感应电流(gnyng din li)通过焊缝产生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，以下说法中正确的是发热很少，以下说法中正确的是 ()图图176第11页/共28页第十一页，共28页。A交流电的频率越高，焊缝交流电的频率越高，焊缝(hn fn)处的温度升高得越快处的温度升高得越快B交流电的频率越低，焊缝交流电的频率越低，焊缝(hn fn)处的温度升高得越快处的温度升高得越快C工件上只有焊缝工件上只有焊缝(hn

8、fn)处温度升得很高是因为焊缝处温度升得很高是因为焊缝(hn fn)处的电阻小处的电阻小D工件上只有焊缝工件上只有焊缝(hn fn)处温度升得很高是因为焊缝处温度升得很高是因为焊缝(hn fn)处的电阻大处的电阻大第12页/共28页第十二页，共28页。 解析解析线圈中通以高频变化线圈中通以高频变化(binhu)的电流时，待的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流的大小与感焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流的大小与感应电动势有关，电流变化应电动势有关，电流变化(binhu)的频率越高，电流变化的频率越高，电流变化(binhu)得越快，感应电动势就越大，得越快，感应电动势就越大，

9、A选项正确。工件上选项正确。工件上焊缝处的电阻大，电流产生的热量就多，焊缝处的电阻大，电流产生的热量就多，D选项正确。选项正确。 答案答案AD第13页/共28页第十三页，共28页。机械机械(jxi)效应效应涡流涡流(wli)制动：制动：导体在磁场中运动时，感应电流使导体受到安培力而总是导体在磁场中运动时，感应电流使导体受到安培力而总是要阻碍导体的相对运动的现象称之为电磁阻尼要阻碍导体的相对运动的现象称之为电磁阻尼(zn)。应用：电表阻尼应用：电表阻尼(zn)制动、电气机车的电磁制动、阻尼制动、电气机车的电磁制动、阻尼(zn)摆等摆等当磁场相对于导体转动时，在导体中会产生感应电流，感应电流当磁场

10、相对于导体转动时，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而运动起来的现象。使导体受到安培力的作用而运动起来的现象。应用：感应电动机、电能表、汽车上用的电磁式速度表等。应用：感应电动机、电能表、汽车上用的电磁式速度表等。电磁驱动：电磁驱动：第14页/共28页第十四页，共28页。 原理原理:当金属盘转动时，有部分导体切割磁感线当金属盘转动时，有部分导体切割磁感线(主要考虑磁极间的圆盘主要考虑磁极间的圆盘部分部分)，产生感应电动势，在金属盘内形成感应电流，产生感应电动势，在金属盘内形成感应电流(gnyng din li)（涡流），沿半径向外的感应电流涡流），沿半径向外的感应电流(gn

11、yng din li)受到磁铁磁场对它的受到磁铁磁场对它的安培力，此安培力方向与金属盘转动的方向相反，阻碍盘的转动其转速安培力，此安培力方向与金属盘转动的方向相反，阻碍盘的转动其转速越来越慢，直至停止。越来越慢，直至停止。涡流涡流(wli)制动制动圆盘圆盘制动制动第15页/共28页第十五页，共28页。涡流制动涡流制动(zh dn)电磁阻电磁阻尼摆尼摆原理：条形磁铁在空间中激发磁场，当导体在原理：条形磁铁在空间中激发磁场，当导体在磁场中运动时，导体中出现磁场中运动时，导体中出现(chxin)感应电流感应电流（涡流）而受到安培力阻碍导体运动。（涡流）而受到安培力阻碍导体运动。第16页/共28页第十

12、六页，共28页。 例例1如图如图174所示，一金属球用绝所示，一金属球用绝缘细线悬挂于缘细线悬挂于O点，将金属球拉离平衡位点，将金属球拉离平衡位置并释放置并释放(shfng)，金属球摆动过程中经过有界的，金属球摆动过程中经过有界的水平匀强磁场区域，水平匀强磁场区域，A、B为该磁场的竖直为该磁场的竖直边界。若不计空气阻力，则边界。若不计空气阻力，则 ()图图174A金属球向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度金属球向右穿过磁场后，还能摆至原来的高度B在进入和离开在进入和离开(l ki)磁场时，金属球中均有感应电流磁场时，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，感应电流金属球进入

13、磁场后离平衡位置越近速度越大，感应电流也越大也越大D金属球最终将静止在平衡位置金属球最终将静止在平衡位置第17页/共28页第十七页，共28页。 思路点拨思路点拨金属球内部形成金属球内部形成(xngchng)一个个闭合回路，一个个闭合回路，在金属球入磁场和出磁场过程中，磁通量发生变化，产生涡流，在金属球入磁场和出磁场过程中，磁通量发生变化，产生涡流，能量发生转化。能量发生转化。 解析解析金属球在进入磁场和离开磁场的过程中，内部产生金属球在进入磁场和离开磁场的过程中，内部产生涡流，阻碍金属球摆动，从而有机械能转化为内能，小球摆动的涡流，阻碍金属球摆动，从而有机械能转化为内能，小球摆动的幅度减小，但

14、当金属球不能再摆出磁场区域时，将不再产生涡流幅度减小，但当金属球不能再摆出磁场区域时，将不再产生涡流，机械能不再减少，金属球将在磁场内部永远摆动，不会停止，机械能不再减少，金属球将在磁场内部永远摆动，不会停止，故只有故只有B正确。正确。 答案答案B第18页/共28页第十八页，共28页。1如图如图175所示，金属球所示，金属球(铜球铜球)下端下端有通电的线圈，今把小球拉离平衡位置有通电的线圈，今把小球拉离平衡位置后释放，此后小球的运动情况是后释放，此后小球的运动情况是(不计不计空气阻力空气阻力) ()A做等幅振动做等幅振动B做阻尼振动做阻尼振动C振幅不断增大振幅不断增大 D无法判定无法判定解析：

15、小球在通电线圈磁场中运动，小球中产生解析：小球在通电线圈磁场中运动，小球中产生(chnshng)涡涡流，故小球要受到安培力作用，安培力阻碍它的相对运动而使流，故小球要受到安培力作用，安培力阻碍它的相对运动而使它做阻尼振动。它做阻尼振动。答案：答案：B图图175第19页/共28页第十九页，共28页。2(双选双选)如图如图177所示，是电表中所示，是电表中的指针和电磁阻器，下列说法中的指针和电磁阻器，下列说法中正确的是正确的是 ()A2是磁铁，在是磁铁，在1中产生涡流中产生涡流B1是磁铁，在是磁铁，在2中产生涡流中产生涡流C该装置的作用是使指针能够转动该装置的作用是使指针能够转动D该装置的作用是使

16、指针能很快地稳定该装置的作用是使指针能很快地稳定(wndng)解析：解析：1在在2中转动产生感应电流，感应电流受到安培力作用中转动产生感应电流，感应电流受到安培力作用阻碍阻碍1的转动，的转动，A、D对。对。答案：答案：AD图图177第20页/共28页第二十页，共28页。电磁电磁(dinc)驱动驱动同向异步电动机同向异步电动机第21页/共28页第二十一页，共28页。 原理：如图所示，当蹄形磁铁转动时，穿过线圈的磁通量就原理：如图所示，当蹄形磁铁转动时，穿过线圈的磁通量就发生变化。例如，线圈处于图中所示的初始状态时，穿过线圈发生变化。例如，线圈处于图中所示的初始状态时，穿过线圈的磁通量为零，蹄形磁

17、铁一转动，穿过线圈的磁通量就增加了的磁通量为零，蹄形磁铁一转动，穿过线圈的磁通量就增加了。根据楞次定律，此时。根据楞次定律，此时(c sh)线圈中就有感应电流产生，以阻线圈中就有感应电流产生，以阻碍磁通量的增加，因而线圈会跟着一起转动起来。碍磁通量的增加，因而线圈会跟着一起转动起来。第22页/共28页第二十二页，共28页。 特别提醒特别提醒(1)在电磁驱动在电磁驱动(q dn)中，线圈转动方向和磁铁中，线圈转动方向和磁铁转动方向相同，但转速小于磁铁的转速，即同向异步。转动方向相同，但转速小于磁铁的转速，即同向异步。 (2)感应电动机，家庭中用的电能表，汽车上用的电磁式速度表感应电动机，家庭中用

18、的电能表，汽车上用的电磁式速度表，都是利用电磁驱动，都是利用电磁驱动(q dn)。 第23页/共28页第二十三页，共28页。第24页/共28页第二十四页，共28页。涡流涡流(wli)探测：探测：金属金属(jnsh)探测器（探雷器、机场安检探测器（探雷器、机场安检门等）门等） 。原理：探测原理：探测(tnc)线圈产生的交变磁场在金属中激起线圈产生的交变磁场在金属中激起 涡流涡流，隐蔽金属物的等效电阻、电感反射到探测，隐蔽金属物的等效电阻、电感反射到探测(tnc)线圈中线圈中，改变通过探测，改变通过探测(tnc)线圈电流的大小和相位，从而探知线圈电流的大小和相位，从而探知金属物金属物第25页/共28页第二十五页，共28页。 线圈中流过变化的电流线圈中流过变化的电流, ,在铁芯中产生的涡流使铁在铁芯中产生的涡流使铁芯发热芯发热, ,浪费了能量浪费了能量(nngling),(n