2017-2018学年人教版高中物理选修3-2(课件+检测):4.7涡流、电磁阻尼和电磁驱动
2017-2018学年人教版高中物理选修3-2(课件+检测):4.7涡流、电磁阻尼和电磁驱动第5页

  家用电磁炉使用的是15~30 kHz的高频电流).它和普通电流一样要放出焦耳热,会使锅体本身自行高速发热,然后再加热锅内食物.

  (1)为什么锅体必须是导磁性材料?

  (2)如下图所示为小天鹅电磁炉的结构示意图.电磁灶是根据涡流原理给锅加热的,调查研究电磁灶与一般烹饪灶具比较具有哪些优点?(写出两条即可)

  

  【解析】 (1)由于非导磁性材料不能有效汇聚磁感线,几乎不能形成涡流,所以基本上不加热;另外,导电能力特别差的磁性材料由于其电阻率太高,产生的涡流电流也很小,也不能很好地产生热量.所以,电磁炉使用的锅体材料导电性能相对较好,一般采用铁磁性材料的金属或者合金以及它们的复合体,一般采用的锅有:铸造铁锅、生铁锅、不锈铁锅.纯不锈铁锅材料由于其导磁性能非常低,所以在电磁炉上并不能正常工作.

  (2)①热效率高.由于电磁灶是通过涡流而使磁性锅体发热的,它不存在热量再传导或辐射的过程,也就减少了传导和辐射过程中的热量损耗,热效率较高.一般电炉的热效率为50%,煤气灶的热效率为40%,而电磁灶的热效应可达80%.②控温准确.电磁灶能方便而准确地根据用户的要求控制发热功率及烹调温度,热惯性小,断电即断磁,也就不再发热,而且使锅内温度分布均匀,烹调效果好.③安全可靠.由于电磁灶使用时不产生明火,再加上灶台本身不发热,并且又附有多种自动保护功能,因此使用时,不会发生烫伤事故,也不会引起火灾、爆炸、中毒等事故.④清洁卫生.由于电磁灶无明火,无烟,不会产生有害气体污染空气,还能保持锅体和灶台清洁,由于灶台面板为结晶陶瓷玻璃制成,即使食物溢出也不会焦糊,如有污物很容易擦净.⑤使用方便.电磁灶体积小,重量轻,操作简单,一目了然,可随意搬动,便于携带,可以作为外出旅游之用,也可以放在餐桌上使用.

  【答案】 见解析

  6.如图所示,质量m=100 g的铝环,用细线悬挂起来,环中央距地面高度h=0.8 m,有一质量为M=200 g的小磁铁(长度可忽略),以10 m/s的水平速度射入并穿过铝环,落地点距铝环原来位置的水平距离为3.6 m,则磁铁与铝环发生相互作用时(小磁铁穿过铝环后的运动看做平抛运动).

  

  (1)铝环向哪边偏斜?

  (2)若铝环在磁铁穿过后速度为2 m/s,在磁铁穿过铝环的整个过程中,环中产生了多少电能?(g=10 m/s2)

  【解析】 (1)由楞次定律可知,当小磁铁向右运动时,铝环向右偏(阻碍相对运动).

  (2)由能量守恒定律可得,系统损失的机械能产生了电能.

  E电=Mv-mv2-Mv.

  其中v1为穿过铝环后小磁铁的水平速度,由平抛运动的知识,得

h=gt2,l=v1t.