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内蒙古乌拉特中旗一中高中物理《第七节1涡流学案》导学案 新人教版选修3-2

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内蒙古乌拉特中旗一中高中物理选修《第七节 1 涡流学案》导学案一、知能准备1.涡流概念: 2.涡流产生原因: 3.涡流的利用与控制(1)利用—— (2)控制—— 4.电磁驱动原理: 二、疑难分析:(一)涡流定义 块状金属放在变化的磁场中,或让它在磁场中运动,金属块内有感应电场产生,从而形成闭合回路,这时感生电场力可以在整块金属内部引起闭合涡旋状的感应电流,所以叫做涡电流。“涡电流”简称涡流。(二)涡流的热效应 当变压器的线圈中通过交变电流时,在铁芯内部有变化的磁场,因而产生感生电场,引起涡流。涡流在通过电阻时也要放出焦耳热。1.应用:利用的热效应进行加热的方法称为感应加热。而涡流的大小和磁通量变化率成正比,磁场变化的频率越高,导体里的涡流也越大。实际上,一般使用高频交流电激发涡流。如:A.高频焊接: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流(涡电流)。由于焊缝处的接触电阻很大,放出的焦耳热很多,致使温度升得很高,将金属熔化,焊接在一起。我国产生的自行车架就是用这种方法焊接的。B.高频感应炉 高频感应炉利用涡流来熔化金属 。图是冶炼金属的感应炉的示意图.冶炼锅内装入被冶炼的金属,线圈通上高频交变电流,这时被冶炼的金属中就产生很强的涡流,从而产生大量的热使金属熔化.这种冶炼方法速度快,温度容易控制,并能避免有害杂质混入被冶1炼的金属中,因此适于冶炼特种合金和特种钢. C.电磁炉电磁炉的工作原理是采用磁场感应涡加流加热原理,利用电流通过线圈产生磁场,当磁场内的磁力线通过铁质锅底时会产生无数的涡流是锅的本身自行高速发热,然后再作用于锅内食物。这种最新的加热方式,能减少热量传递的中间环节,可大大提升制热效率,比传统炉具(电炉、气炉)节省能源一半以上。 2.控制:导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时,因涡流而导致能量损耗称为涡流损耗。涡流损耗的大小与磁场的变化方式、导体的运动、导体的几何形状、导体的磁导率和电导率等因素有关。变压器、电机铁芯中的涡流热效应不仅损耗能量,严重时还会使设备烧毁.为减少涡流,变压器、电机中的铁芯都是用很薄的硅钢片叠压而成。因为在导体中涡流的大小和电阻有关,电阻越大涡流越小。为了减小涡流造成的热损耗,电机和变压器的铁芯常采用多层彼此绝缘的硅钢片迭加而成(材料采用硅钢以增加电阻)。这些薄片表面涂有薄层绝缘漆或绝缘的氧化物。磁通穿过薄片的狭窄截面时,涡流被...

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