6渦流(選學(xué)),第一章電磁感應(yīng),學(xué)習(xí)目標(biāo),知識(shí)探究,典例精析,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1.了解渦流是怎樣產(chǎn)生的，了解渦流現(xiàn)象在日常生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用和危害.2.了解高頻感應(yīng)爐與電磁灶的工作原理.3.了解什么是電磁阻尼，了解電磁阻尼在日常生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用.,一、渦流,答案,如圖1所示，線圈中的電流隨時(shí)間變化時(shí)，導(dǎo)體中有感應(yīng)電流嗎？如果有，它的形狀像什么？,答案有.變化的電流產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生感生電場(chǎng)，使導(dǎo)體中的自由電子發(fā)生定向移動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電流，它的形狀像水中的旋渦，所以把它叫做渦電流，簡(jiǎn)稱(chēng)渦流.,知識(shí)探究,導(dǎo)學(xué)探究,圖1,知識(shí)梳理,大,小,真空冶煉,探測(cè)地雷,答案,快,發(fā)熱,電阻率,互相絕緣的,硅鋼片,(多選)對(duì)變壓器和電動(dòng)機(jī)中的渦流的認(rèn)識(shí)，以下說(shuō)法正確的是()A.渦流會(huì)使鐵芯溫度升高，減少線圈絕緣的壽命B.渦流發(fā)熱，要損耗額外的能量C.為了不產(chǎn)生渦流，變壓器和電動(dòng)機(jī)的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來(lái)代替整塊硅鋼鐵芯D.渦流產(chǎn)生于線圈中，對(duì)原電流起阻礙作用,即學(xué)即用,解析答案,解析變壓器和電動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生的渦流會(huì)使溫度升高消耗能量，同時(shí)會(huì)減少線圈絕緣的壽命，A、B正確；變壓器和電動(dòng)機(jī)的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來(lái)代替整塊硅鋼鐵芯是為了增加電阻，減小電流，減少產(chǎn)生的熱量，C錯(cuò)誤；渦流產(chǎn)生于鐵芯中，對(duì)原電流無(wú)阻礙作用，D錯(cuò)誤.故選A、B.答案AB,二、高頻感應(yīng)爐與電磁灶,高頻感應(yīng)爐結(jié)構(gòu)如圖2所示，電磁灶的結(jié)構(gòu)如圖3所示.,導(dǎo)學(xué)探究,圖2圖3,結(jié)合電磁感應(yīng)的條件回答下列問(wèn)題：(1)高頻感應(yīng)爐冶煉金屬的原理是什么？有什么優(yōu)點(diǎn)？,答案,答案高頻感應(yīng)爐冶煉金屬是利用渦流熔化金屬.冶煉鍋內(nèi)裝入被冶煉的金屬，讓高頻交流電通過(guò)線圈，被冶煉的金屬內(nèi)部就產(chǎn)生很強(qiáng)的渦流，從而產(chǎn)生大量的熱使金屬熔化.優(yōu)點(diǎn)：速度快，溫度容易控制，能避免有害雜質(zhì)混入被冶煉的金屬中.,(2)電磁灶中的渦流是怎樣產(chǎn)生的？產(chǎn)生渦流的部分和引起渦流的部分是否接觸？電磁灶的表面在電磁灶工作時(shí)的熱量是怎么產(chǎn)生的？,答案渦流產(chǎn)生在鐵磁材料制成的鍋底部，引起渦流的部分是灶內(nèi)的勵(lì)磁線圈，它與鍋底不接觸.電磁灶工作時(shí)表面摸上去溫度也挺高，是因?yàn)槠浔砻媾c鐵鍋發(fā)生了熱傳遞.,答案,熔化金屬的一種方法是用“高頻爐”，它的主要部件是一個(gè)銅制線圈，線圈中有一坩堝，堝內(nèi)放待熔的金屬塊，當(dāng)線圈中通以高頻交流電時(shí)，堝中金屬就可以熔化，這是因?yàn)?)A.線圈中的高頻交流電通過(guò)線圈電阻，產(chǎn)生焦耳熱B.線圈中的高頻交流電產(chǎn)生高頻微波輻射，深入到金屬內(nèi)部，產(chǎn)生焦耳熱C.線圈中的高頻交流電在坩堝中產(chǎn)生感應(yīng)電流，通過(guò)坩堝電阻產(chǎn)生焦耳熱D.線圈中的高頻交流電在金屬塊中產(chǎn)生感應(yīng)電流，通過(guò)金屬塊電阻產(chǎn)生焦耳熱,解析答案,即學(xué)即用,解析高頻交流電通過(guò)線圈，從而產(chǎn)生變化的電磁場(chǎng)，使得處于電磁場(chǎng)的金屬塊產(chǎn)生渦流，進(jìn)而發(fā)熱，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確.答案D,三、電磁阻尼,彈簧上端固定，下端懸掛一根磁鐵.將磁鐵托起到某一高度后放開(kāi)，磁鐵能上下振動(dòng)較長(zhǎng)時(shí)間才停下來(lái).如果在磁鐵下端放一個(gè)固定的閉合線圈，使磁鐵上下振動(dòng)時(shí)穿過(guò)它(如圖4所示)，磁鐵就會(huì)很快停下來(lái)，解釋這個(gè)現(xiàn)象.,導(dǎo)學(xué)探究,答案,圖4,答案當(dāng)磁鐵穿過(guò)固定的閉合線圈時(shí)，在閉合線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)會(huì)阻礙磁鐵靠近或離開(kāi)線圈，也就使磁鐵振動(dòng)時(shí)除了受空氣阻力外，還有線圈的磁場(chǎng)力作為阻力，克服阻力需要做的功較多，彈簧振子的機(jī)械能損失較快，因而會(huì)很快停下來(lái).,電磁阻尼及特點(diǎn)：(1)電磁阻尼：當(dāng)導(dǎo)體在運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中產(chǎn)生的感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力，安培力總是導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電磁阻尼.(2)特點(diǎn)：電磁阻尼中克服做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.,知識(shí)梳理,磁場(chǎng)中,阻礙,答案,安培力,(多選)如圖5所示，磁電式儀表的線圈通常用鋁框做骨架，把線圈圍繞在鋁框上，這樣做的目的是(),解析答案,即學(xué)即用,解析線圈通電后，在安培力作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，鋁框隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，并切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，也就是渦流.渦流阻礙線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，使線圈偏轉(zhuǎn)后盡快停下來(lái).所以，這樣做的目的是利用渦流來(lái)起電磁阻尼的作用.,BC,返回,圖5,A.防止渦流而設(shè)計(jì)的B.利用渦流而設(shè)計(jì)的C.起電磁阻尼的作用D.起電磁驅(qū)動(dòng)的作用,例1下列關(guān)于渦流的說(shuō)法中正確的是()A.渦流跟平時(shí)常見(jiàn)的感應(yīng)電流一樣，都是因?yàn)榇┻^(guò)導(dǎo)體的磁通量變化而產(chǎn)生的B.渦流不是感應(yīng)電流，而是一種有別于感應(yīng)電流的特殊電流C.渦流有熱效應(yīng)，但沒(méi)有磁效應(yīng)D.在硅鋼中不能產(chǎn)生渦流,一、渦流的理解、利用和防止,典例精析,解析答案,解析渦流的本質(zhì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，只不過(guò)是由金屬塊自身構(gòu)成回路，它既有熱效應(yīng)，也有磁效應(yīng)，所以A正確，B、C錯(cuò)誤；硅鋼中產(chǎn)生的渦流較小，D錯(cuò)誤.,A,例2電磁爐采用感應(yīng)電流(渦流)的加熱原理，是通過(guò)電子線路產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，把鐵鍋放在爐面上時(shí)，在鐵鍋底部產(chǎn)生交變的電流，它具有升溫快、效率高、體積小、安全性好等優(yōu)點(diǎn)，下列關(guān)于電磁爐的說(shuō)法正確的是()A.電磁爐面板可采用陶瓷材料，發(fā)熱部分為鐵鍋底部B.電磁爐可以用陶瓷器皿作為鍋具對(duì)食品加熱C.可以通過(guò)改變電子線路的頻率來(lái)改變電磁爐的功率D.電磁爐面板可采用金屬材料，通過(guò)面板發(fā)熱加熱鍋內(nèi)食品,解析答案,解析電磁爐的上表面如果用金屬材料制成，使用電磁爐時(shí)，上表面材料發(fā)生電磁感應(yīng)要損失電能，電磁爐上表面要用絕緣材料制成，發(fā)熱部分為鐵鍋底部，故A正確，B錯(cuò)誤；鍋體中渦流的強(qiáng)弱與磁場(chǎng)變化的頻率有關(guān)，故C正確；電磁爐產(chǎn)生變化的電磁場(chǎng)，導(dǎo)致鍋底出現(xiàn)渦流，從而產(chǎn)生熱量，故D錯(cuò)誤；故選A、C.答案AC,例3變壓器的鐵芯是利用薄硅鋼片疊壓而成，而不采用整塊硅鋼，這是為了()A.增大渦流，提高變壓器的效率B.減小渦流，提高變壓器的效率C.增大渦流，減小鐵芯的發(fā)熱量D.減小渦流，減小鐵芯的發(fā)熱量,答案,BD,歸納總結(jié),歸納總結(jié),1.渦流的利用：真空冶煉爐、電磁灶、高頻焊接、安檢門(mén)、探雷器、金屬探測(cè)器等.2.渦流的防止：變壓器、電動(dòng)機(jī)中的鐵芯用薄硅鋼片疊壓而成.,例4在水平放置的光滑導(dǎo)軌上，沿導(dǎo)軌固定一個(gè)條形磁鐵，如圖6所示.現(xiàn)有銅、鋁和有機(jī)玻璃制成的滑塊甲、乙、丙，使它們從導(dǎo)軌上的A點(diǎn)以某一初速度向磁鐵滑去.各滑塊在向磁鐵運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中(),二、電磁阻尼的理解,圖6,A.都做勻速運(yùn)動(dòng)B.甲、乙做加速運(yùn)動(dòng)C.甲、乙做減速運(yùn)動(dòng)D.乙、丙做勻速運(yùn)動(dòng),解析甲、乙向磁鐵靠近時(shí)要產(chǎn)生渦流，受電磁阻尼作用，做減速運(yùn)動(dòng)，丙則不會(huì)產(chǎn)生渦流，只能勻速運(yùn)動(dòng).,C,解析答案,歸納總結(jié),返回,歸納總結(jié),1.閉合回路的部分導(dǎo)體在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流時(shí)，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中就要受到安培力的作用，根據(jù)楞次定律，磁場(chǎng)力總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)，于是產(chǎn)生電磁阻尼.2.電磁阻尼是一種十分普遍的物理現(xiàn)象，任何在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體，只要給感應(yīng)電流提供回路，就會(huì)存在電磁阻尼作用.,返回,1.下列做法中可能產(chǎn)生渦流的是()A.把金屬塊放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中B.讓金屬塊在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速運(yùn)動(dòng)C.讓金屬塊在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做變速運(yùn)動(dòng)D.把金屬塊放在變化的磁場(chǎng)中,達(dá)標(biāo)檢測(cè),1,2,3,4,解析答案,解析渦流就是整個(gè)金屬塊中產(chǎn)生的感應(yīng)電流，所以產(chǎn)生渦流的條件就是在金屬塊中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件，即穿過(guò)金屬塊的磁通量發(fā)生變化.而A、B、C中磁通量不變化，所以A、B、C錯(cuò)誤；把金屬塊放在變化的磁場(chǎng)中時(shí)，穿過(guò)金屬塊的磁通量發(fā)生了變化，有渦流產(chǎn)生，所以D正確.,D,解析答案,2.(多選)安檢門(mén)是一個(gè)用于安全檢查的“門(mén)”，“門(mén)框”內(nèi)有線圈，線圈里通有交變電流，交變電流在“門(mén)”內(nèi)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，金屬物品通過(guò)“門(mén)”時(shí)能產(chǎn)生渦流，渦流的磁場(chǎng)又反過(guò)來(lái)影響線圈中的電流，從而引起報(bào)警.以下關(guān)于這個(gè)安檢門(mén)的說(shuō)法正確的是()A.這個(gè)安檢門(mén)也能檢查出毒品攜帶者B.這個(gè)安檢門(mén)只能檢查出金屬物品攜帶者C.如果這個(gè)“門(mén)框”的線圈中通上恒定電流，也能檢查出金屬物品攜帶者D.這個(gè)安檢門(mén)工作時(shí)，既利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，又利用了電流的磁效應(yīng),1,2,3,4,解析這個(gè)安檢門(mén)是利用渦流工作的，因而只能檢查出金屬物品攜帶者，A錯(cuò)，B對(duì).若“門(mén)框”的線圈中通上恒定電流，只能產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)，它不能使塊狀金屬產(chǎn)生渦流，因而不能檢查出金屬物品攜帶者，C錯(cuò).安檢門(mén)工作時(shí)，既利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，又利用了電流的磁效應(yīng)，D對(duì).答案BD,1,2,3,4,解析開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，線圈中無(wú)感應(yīng)電流，對(duì)磁鐵無(wú)阻礙作用，故磁鐵自由下落，ag；當(dāng)S閉合時(shí)，線圈中有感應(yīng)電流，對(duì)磁鐵有阻礙作用，故ag.所以t1t2，v1v2.,3.如圖7所示，條形磁鐵從高h(yuǎn)處自由下落，中途穿過(guò)一個(gè)固定的空心線圈，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，至落地用時(shí)t1，落地時(shí)速度為v1；開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，至落地用時(shí)t2，落地時(shí)速度為v2.則它們的大小關(guān)系正確的是(),1,2,3,4,圖7,D,解析答案,A.t1t2，v1v2B.t1t2，v1v2C.t1t2，v1v2D.t1t2，v1v2,4.(多選)如圖8所示是高頻焊接原理示意圖.線圈中通以高頻變化的電流時(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流通過(guò)焊縫產(chǎn)生很多熱量，將金屬熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分發(fā)熱很少，以下說(shuō)法正確的是(),1,2,3,4,返回,圖8,解析答案,A.電流變化的頻率越高，焊縫處的溫度升高的越快B.電流變化的頻率越低，焊縫處的溫度升高的越快C.工件上只有焊縫處溫度升的很高是因?yàn)楹缚p處的電阻小D.工件上只有焊縫處溫度升的很高是因?yàn)楹缚p處的電阻大,解析交流電頻率越高，則產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大，升溫越快，故A項(xiàng)對(duì).工件上各處電流相同，電阻大處產(chǎn)生的熱量多，故D項(xiàng)對(duì).答案AD,1,2,3,4,返回,