第七节 涡流现象及其应用
[学科素养与目标要求]
物理观念：1.了解涡流现象；知道涡流的产生原理.2.了解感应加热和电磁炉的工作原理.3.了解涡流制动、涡流探测及涡流的防止．
科学思维：尝试从楞次定律中“阻碍”的角度去分析涡流制动．
一、涡流现象及应用
1．涡流现象
在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象．
2．影响涡流大小的因素
(1)导体的外周长．
(2)交变磁场的频率．
3．电磁灶
(1)加热原理：磁场感应涡流加热．
(2)优点
①直接加热，热效率高．
②无明火和炊烟，清洁、安全．
③功能全．
4．高频感应炉
(1)原理：涡流感应加热．
(2)优点
①非接触式加热，热源和受热物件可以不直接接触；
②加热效率高，速度快，可以减小表面氧化现象；
③容易控制温度，提高加工精度；
④可实现局部加热；
⑤可实现自动化控制；
⑥可减少占地、热辐射、噪声和灰尘．
二、涡流制动与探测
1．涡流制动
(1)原理：导体相对于磁场运动，产生的感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动．
(2)应用：电表的阻尼制动、高速机车制动的涡流闸、脱水机的制动．
2．涡流探测
(1)原理：涡流与互感．
(2)应用：探测行李包中的枪支、埋于地表的地雷、金属覆盖膜的厚度．
3．涡流的防止
(1)原理：缩小导体的外周长，增大材料的电阻率．
(2)实例：电机和变压器的铁芯用硅钢片叠压而成．
(3)目的：减少发热损失，提高效率．
1．判断下列说法的正误．
(1)涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因穿过导体的磁通量变化而产生的．( √ )
(2)涡流有热效应，但没有磁效应．( × )
(3)电磁炉是在金属锅体中产生热效应，从而达到加热和烹饪食物的目的．( √ )
(4)涡流制动时存在机械能向内能的转化( √ )
(5)利用涡流金属探测器，可以探测出违法分子携带的毒品．( × )
2．光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图1所示，抛物线的方程为y＝x2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a的直线(如图中的虚线所示)．一个质量为m的小金属块从抛物线上y＝b(b>a)处以速度v沿抛物线下滑，假设曲面足够长，重力加速度为g，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量为________________．
图1
答案 mg(b－a)＋mv2
