《涡流的热效应》涡流的热效应 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《涡流的热效应》涡流的热效应

1多选题

(多选)如图所示是我国自行设计的自行车车架高频焊接原理示意图．给线圈中通以高频交变电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，由于焊缝处的电阻很大，放出的热量很多，致使温度升的很高，将金属熔化，焊接在一起．当高频交变电流的频率加倍时，下列说法中正确的是(　　)

A
工件中感应电流的有效值变为原来的2倍
B
工件中感应电流的有效值变为原来的4倍
C
焊缝处产生的热功率变为原来的2倍
D
焊缝处产生的热功率变为原来的4倍

题目答案

AD

答案解析

分析：

电流变化的频率越高，磁通量变化频率越高，产生的感应电动势越大，感应电流越大．由频率加倍则电流的变化率加倍，则其感应电动势、感应电流加倍．

解答：

解：因E=$\frac {△I}{△T}$，因频率加倍，则E加倍，电流加倍，则其有效值加倍．故A正确，B错误；

由P=I_R，因I加倍，则P为原来的4倍．故C错误，D正确

　故选：A　D

点评：

本题高频焊接是电磁感应原理的实际应用，根据电磁感应的普遍规律来分析、理解，并不难．

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2单选题

高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的，如图所示为冶炼金属的高频感应炉的示意图，炉内放入被冶炼的金属，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，温度易控制，并能避免有害杂质混入被炼金属中，因此适于冶炼特种金属．该炉的加热原理是(　　)

A
利用线圈中电流产生的焦耳热
B
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
D
给线圈通电的同时，给炉内金属也通了电

题目答案

C

答案解析

分析：

用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，线圈中通入反复变化的电流，炉内的金属中产生涡流．涡流产生的热量使金属熔化，高频交流电的频率越大，产生的热量越大．

解答：

解：线圈中的电流做周期性的变化，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，从而在导体中产生大量的热，而交流电的频率越大，产生的热量越多．故C正确，ABD错误；

故选：C．

点评：

本题主要考查了掌握涡流的原理及应用，注意涡流产生的条件，及掌握产生热量的原理．

纠错重做

3单选题

如图所示是冶炼金属的感应炉的示意图．高频感应炉中装有待冶炼的金属，当线圈中通有电流时，通过产生涡流来熔化金属．以下关于高频感应炉的说法中正确的是(　　)

A
高频感应炉的线圈中必须通有变化的电流，才会产生涡流
B
高频感应炉的线圈中通有恒定的电流，也可以产生涡流
C
高频感应炉是利用线圈中电流产生的焦耳热使金属熔化的
D
高频感应炉是利用线圈中电流产生的磁场使金属熔化的

题目答案

A

答案解析

分析：

用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，线圈中通入反复变化的电流，炉内的金属中产生涡流．涡流产生的热量使金属熔化，高频交流电的频率越大，产生的热量越大．

解答：

解：A、根据电磁感应的条件可知，高频感应炉的线圈中必须通有变化的电流，才会产生涡流．故A正确，B错误；

C、线圈中的电流做周期性的变化，线圈产生高频变化的磁场，变化的磁场穿过金属，在金属内产生强涡流，从而在导体中产生大量的热，而交流电的频率越大，产生的热量越多．故CD错误；

故选：A

点评：

本题主要考查了掌握涡流的原理及应用，注意涡流产生的条件，及掌握产生热量的原理．

纠错重做

4多选题

(多选)如图所示是高频焊接原理示意图．线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法错误的是(　　)

A
电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快
B
电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快
C
工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小
D
工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大

题目答案

BC

答案解析

分析：

高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律分析电流变化的频率与焊缝处的温度升高的关系．焊缝处横截面积小，电阻大，电流相同，焊缝处热功率大，温度升的很高．

解答：

解：A、B、高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律分析可知，电流变化的频率越高，磁通量变化频率越高，产生的感应电动势越大，感应电流越大，焊缝处的温度升高的越快．故A正确，B错误．

C、D、焊缝处横截面积小，电阻大，电流相同，焊缝处热功率大，温度升的很高．故C错误，D正确．

本题选择错误的，故选：BC

点评：

本题高频焊接是电磁感应原理的实际应用，根据电磁感应的普遍规律来分析、理解，并不难．

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5单选题

电磁炉热效率高达90%，炉面无明火，无烟无废气，“火力”强劲，安全可靠，如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图，下列说法正确的是(　　)

A
当恒定电流通过线圈时，会产生恒定磁场，恒定磁场越强，电磁炉加热效果越好
B
在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉不能起到加热作用
C
电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因是这些材料的导热性能较差
D
电磁炉通电线圈加交流电后，在锅底产生涡流，进而发热工作

题目答案

D

答案解析

分析：

电磁炉又被称为电磁灶，其原理是磁场感应涡流加热，即利用交变电流通过线圈产生交变磁场，从而使金属锅自身产生无数小涡流而直接加热于锅内的食物．

解答：

解：A、锅体中的涡流是由变化的磁场产生的，所加的电流是交流，不是直流．故A错误，D正确．

B、在锅和电磁炉中间放一纸板，不会影响电磁炉的加热作用．故B错误．

C、金属锅自身产生无数小涡流而直接加热于锅的，陶瓷锅或耐热玻璃锅属于绝缘材料，里面不会产生涡流．故C错误；

故选：D

点评：

本题要求学生根据题文的信息解答，考查了学生接受信息的能力，掌握电磁炉的应用及工作原理．

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6单选题

如图所示为中国制造的第一款防空能力卓越、反舰能力一流的世界级驱逐舰，因装备了类似于美国“宙斯盾”系统中的SPY-1型相控阵雷达，被外媒称为“中华神盾”．军舰上大量采用了高频焊接，其原理如下图所示，线圈通以高频交变电流，金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热，将焊缝熔化焊接．下列说法中正确的是(　　)

A
要使焊接处产生的热量较大，可采用增大交变电流的电压
B
要使焊接处产生的热量较大，可采用增大交变电流的频率
C
线圈中通以恒定电流时，也能在焊缝中产生电流
D
感应加热是利用线圈电阻产生的焦耳热直接焊接的

题目答案

B

答案解析

分析：

高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律分析电流变化的频率与焊缝处的温度升高的关系．焊缝处横截面积小，电阻大，电流相同，焊缝处热功率大，温度升的很高．

解答：

解：A、B高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中就产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律分析可知，电流变化的频率越高，磁通量变化频率越高，产生的感应电动势越大，感应电流越大，焊缝处的温度升高的越快．故A错误，B正确．

C、线圈中通以恒定电流时，不可能在焊缝中产生电流．故C错误；

D、感应加热是利用电磁感应现象，产生涡流而发热，不是利用线圈电阻产生的焦耳热直接焊接的，故D错误．

故选：B．

点评：

本题高频焊接是电磁感应原理的实际应用，要注意明确感应电流的大小与交变电流的电压无关，只与频率有关系．

纠错重做

7单选题

高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的，如图所示为冶炼金属的高频感应炉的示意图．炉内放入被冶炼的金属，线圈中通入高频交变电流，这时被冶炼的金属就能被熔化．这种冶炼方法速度快，温度易控制，并能避免有害杂质混入被冶炼金属中，因此适于冶炼特种金属．该炉的加热原理是(　　)

A
利用线圈中电流产生的焦耳热
B
利用线圈中电流产生的磁场对被冶炼金属产生磁化而加热
C
利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流
D
给线圈通电的同时，给炉内金属也通了电，从而产生焦耳热

题目答案

C

答案解析

分析：

用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，线圈中通入反复变化的电流，炉内的金属中产生涡流．涡流产生的热量使金属熔化，高频交流电的频率越大，产生的热量越大．

解答：

解：根据电磁感应的条件可知，高频感应炉的线圈中必须通有变化的电流，才会产生涡流；线圈中的电流做周期性的变化，线圈产生高频变化的磁场，变化的磁场穿过金属，在金属内产生强涡流，从而在导体中产生大量的热，而交流电的频率越大，产生的热量越多．故C正确，ABD错误；

故选：C

点评：

本题主要考查了掌握涡流的原理及应用，注意涡流产生的条件，及掌握产生热量的原理．

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