高頻焊接是一種常用的焊接方法,其焊接的原理如圖所示,將半徑為10cm的待焊接的圓形金屬工件放在導(dǎo)線做成的1 000匝線圈中,然后在線圈中通以高頻的交變電流,線圈產(chǎn)生垂直于金屬工件所在平面的變化磁場,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率為.焊縫處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的99倍.工件非焊接部分每單位長度上的電阻為,焊接的縫寬非常小,求焊接過程中焊接處產(chǎn)生的熱功率.(取,不計溫度變化對電阻的影響)

答案:略
解析:

解:工件產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢

,

代入數(shù)據(jù)得,

故有效值E=100V

工件非焊接部分電阻

焊接部分電阻,

工件總電阻

工件總電流

焊縫處產(chǎn)生的熱功率

點評:本題將交變電流與實際應(yīng)用問題有機(jī)結(jié)合起來.其中理解磁場最大變化率為是解答的關(guān)鍵.通過本題計算使我們明白了焊接過程中,接口處被熔化而零件其他部分并不很熱的道理.另外磁場的變化率與匝數(shù)無關(guān),也是在解答中值得注意的問題.


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

高頻焊接是一種常用的焊接方法,圖1是焊接的原理示意圖.將半徑為r=10cm的待焊接的環(huán)形金屬工件放在線圈中,然后在線圈中通以高頻變化電流,線圈產(chǎn)生垂直于工件所在平面的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化規(guī)律如圖2所示,t=0時刻磁場方向垂直線圈所在平面向外.工件非焊接部分單位長度上的電阻R0=1.0×10-3Ω?m-1,焊縫處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的9倍,焊接的縫寬非常小,不計溫度變化對電阻的影響.

(1)求環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電流的大小,在圖3中畫出感應(yīng)電流隨時間變化的i-t圖象(以逆時針方向電流為正);
1000
6
3
=2.449
(2)求環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電流的有效值;
(3)求t=0.30s內(nèi)電流通過焊接處所產(chǎn)生的焦耳熱.

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科目:高中物理 來源: 題型:

高頻焊接是一種常用的焊接方法,其焊接的原理如圖11所示.將半徑為10 cm的待焊接的圓形金屬工件放在導(dǎo)線做成的1 000匝線圈中,然后在線圈中通以高頻的交變電流,線圈產(chǎn)生垂直于金屬工件所在平面的變化磁場,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率為焊縫處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的99倍.工件非焊接部分每單位長度(m)上的電阻為R0=10-3π Ω,焊接的縫寬非常小,求焊接過程中焊接產(chǎn)生的熱功率.(取π2=10,不計溫度變化對電阻的影響)

圖11

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科目:高中物理 來源: 題型:

高頻焊接是一種常用的焊接方法,其焊接的原理如圖所示.將半徑為10 cm的待焊接的圓形金屬工件放在導(dǎo)線做成的1 000匝線圈中,然后在線圈中通以高頻的交變電流,線圈產(chǎn)生垂直于金屬工件所在平面的變化磁場,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率為πsinωt T/s.焊縫處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的99倍.工件非焊接部分每單位長度上的電阻為R0=10-3π Ω·m-1,焊接的縫寬非常小,求焊接過程中焊接處產(chǎn)生的熱功率.(取π2=10,不計溫度變化對電阻的影響).

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科目:高中物理 來源: 題型:

高頻焊接是一種常用的焊接方法,其焊接的原理如圖所示.將半徑為10 cm的待焊接的圓形金屬工件放在導(dǎo)線做成的100匝線圈中,然后在線圈中通以高頻的交變電流,線圈產(chǎn)生垂直于金屬工件所在平面的變化磁場,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化率為1 000πsinωt T/s.焊縫處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的99倍,工件非焊接部分每單位長度上的電阻為R0=0.001π Ω·m-1,焊接的縫寬非常小.求焊接過程中焊接處產(chǎn)生的熱功率.(取π2=10,不計溫度變化對電阻的影響)

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科目:高中物理 來源:2012屆四川省金堂中學(xué)高二下學(xué)期期中考試物理試卷(帶解析) 題型:計算題

高頻焊接是一種常用的焊接方法,如圖12(a)所示是焊接的原理示意圖.將半徑r=0.10 m的待焊接的環(huán)形金屬工件放在線圈中,然后在線圈中通以高頻變化電流,線圈產(chǎn)生垂直于工件所在平面勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直線圈所在平面向里,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間t的變化規(guī)律如圖(b)所示.工件非焊接部分單位長度上的電阻R0=1.0×10-3 Ω·m-1,焊縫處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的9倍.焊接的縫寬非常小,不計溫度變化對電阻的影響.求:
(1)0~2.0×10-2 s和2.0×10-2 s~3.0×10-2 s時間內(nèi)環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電動勢各是多大?
(2)0~2.0×10-2 s和2.0×10-2 s~3.0×10-2 s時間內(nèi)環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電流的大小,并在圖(c)中定量畫出感應(yīng)電流隨時間變化的i—t圖象(以逆時針方向電流為正).
(3)在t=0.30 s內(nèi)電流通過焊接處所產(chǎn)生的焦耳熱.

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