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下圖是高頻焊接的原理示意圖．將待焊接的金屬工件放在導線做成的線圈內(nèi)，線圈中通以高頻的交變電流．已知待焊接的圓形金屬工件半徑r＝10cm．焊接時，線圈通電后產(chǎn)生垂直與工件所在平面的變化磁場．磁場的磁感應強度的變化率為．焊接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．縫非常狹窄．求焊接過程中焊接處產(chǎn)生的熱功率．(取＝10，不計溫度變化對電阻的影響．)

答案：
解析：

解：對金屬工件，根據(jù)法拉第電磁感應定律

(2分)

(1分)

代入數(shù)據(jù)得(1分)

求出電動勢得有效值(1分)

工件非焊接部分的電阻(1分)

對金屬工件，根據(jù)歐姆定律(1分)

焊接處產(chǎn)生的熱功率(1分)

代入數(shù)據(jù)得(2分)

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下圖是高頻焊接的原理示意圖．將待焊接的金屬工件放在導線做成的線圈內(nèi)．線圈中通以高頻的交變電流．已知待焊接的圓形金屬工件半徑r=10cm．焊接時，線圈通電后產(chǎn)生垂直于工件所在平面的變化磁場．磁場的磁感應強度的變化率為1000

πsinωt（T/s）．焊接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R₀=10^-13π（Ω?m^-1）．縫非常狹窄．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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下圖是高頻焊接原理示意圖．線圈中通以高頻交流電時，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應電流，感應電流通過焊縫產(chǎn)生大量熱量，將金屬融化，把工件焊接在一起，而工件其他部分發(fā)熱很少．以下說法正確的是

①交流電的頻率越高，焊縫處的溫度升高得越快

②交流電的頻率越低，焊縫處的溫度升高得越快

③工件上只有焊縫處溫度升得很高是因為焊縫處的電阻小

④工件上只有焊縫處溫度升得很高是因為焊縫處的電阻大

A．

①③

B．

②③

C．

①④

D．

②④

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科目：高中物理 來源：2006-2007學年北京市西城區(qū)高三（上）期末抽樣測試物理試卷（解析版） 題型：解答題

πsinωt（T/s）．焊接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R=10^-13π．縫非常狹窄．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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高頻焊接是一種常用的焊接方法，下圖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磁場，磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖（a）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^-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。
（1）求環(huán)形金屬工件中感應電流的大小，在圖（b）中畫出感應電流隨時間變化的i-t圖象（以逆時針方向電流為正）；
（2）求環(huán)形金屬工件中感應電流的有效值；
（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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