第 2 章 第 3 节 自感现象与涡流

节练习

1.如图所示,用导线制造精密电阻时,往往采用双线绕法。用这种绕法制造的线圈能使自感现象减弱到可忽略不计的程度。请解释这是为什么。

参考解答:采用双线绕法,当电流通过线圈时,使两股导线中的电流方向相反,这两根导线产生的磁场相互抵消。因此,电流通过该线圈时几乎不产生磁场,从而也就没有自感现象产生。

 

2.利用高频交变电流焊接自行车零件的原理如图所示。图中 M 是高频交流线圈,N 是自行车零件,a 是待焊接口。当线圈 M 中通入高频电流时,把 a 的两端相接触,接口便会被自动焊接起来。这是为什么?

参考解答:在线圈 M 中通入高频交变电流时,会产生变化的磁场,整个自行车零件中都有感应电流流过,整个零件各处均有电阻,但 a 处只是接触在一起,电阻较大,故 a 处较其余部分发热功率大、温度较高,只有 a 处在电流的热效应作用下熔化,冷却后即焊接在一起。

 

3.如图所示,LA、LB 是两个电阻值都为 r 的完全相同的小灯泡,小灯泡的电阻值大于定值电阻 R 的电阻值。L 是一个自感很大的线圈,它的电阻值与定值电阻的电阻值相等。由于自感现象,当开关 S 接通或断开时,下列说法正确的是

A.S 接通时,灯泡 LA 先亮,LB 后亮

B.S 接通时,IA = IB

C.S 断开时,LB 立即灭,LA 先闪亮一下再灭

D.S 断开时,IA = IB

参考解答:C

开关接通时,线圈 L 由于产生相反的自感电动势,阻碍 L 上面的电流变大,相当于断路,LA 相当于在干路上,因此 IA > IB,所以 B 灯要比 A 灯暗一些,但它们是同时亮,选项 AB 错误;稳定后,L 电阻较小,相当于短路,A 灯几乎不亮。开关断开瞬间,电路中电流要立即减小到零,但线圈 L 会产生自感电动势,L 与灯泡 LA 构成闭合回路,LA 灯中的电流瞬间变为电感中的大电流通过,故 LA 灯先闪亮一下再逐渐变暗,而 LB 灯立即熄灭,也就是电流为零,选项 C 正确,D 错误。

 

4.如图所示,有一个铜盘,轻轻拨动它,能长时间地绕轴自由转动。如果在转动时把 U 形磁铁放在铜盘边缘,但并不与铜盘接触,则铜盘

A.不受影响,和原先一样转动

B.很快停下来

C.比原先需要更长时间停下来

D.比原先更快地转动

参考解答:B

铜盘转动时切割磁感线,会产生感应电动势,铜盘可以看成许多闭合电路,产生感应电流,同时铜盘处于磁场中受到安培力作用,会阻碍铜盘转动,选项 B 正确,ACD 错误。

 

5.如图所示,电磁炉是利用感应电流(涡流)的加热原理工作的。下列关于电磁炉的说法,正确的是

A.电磁炉面板采用陶瓷材料,发热部分为铁锅底部

B.电磁炉面板采用金属材料,通过面板发热加热锅内食品

C.电磁炉可用陶瓷器皿作为锅具对食品加热

D.可通过改变电子线路的频率来改变电磁炉的功率

参考解答:A

电磁炉的上表面如果用金属材料制成,使用电磁炉时,上表面材料发生电磁感应要损失电能,因此电磁炉上表面要用绝缘材料制作,发热部分为铁锅底部,选项 A 正确,C 错误;因此电磁炉产生变化的电磁场,导致加热锅底出现涡流,从而产生热量,选项 B 错误;锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关,选项 D 正确。

 

6.人造卫星绕地球运行时,轨道各处地磁场的强弱并不相同。因此,金属外壳的人造地球卫星运行时,外壳中总有微弱的感应电流。查找资料,了解这一现象产生的原因和能量转化情况,以及对卫星的运行可能会产生怎样的影响。

参考解答:D

当穿过人造卫星金属外壳的磁通量发生变化时,外壳中会有涡流产生,金属外壳会发熟,此时,机械能转化为电能,所以外壳总有微弱的感应电流。这一现象会导致卫星机械能减少,会使轨道半径减小,造成卫星离地高度下降。


发布时间:2022/9/25 20:24:41  阅读次数:537

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