《2018版高中物理 第1章 電磁感應(yīng) 1.3 電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用學(xué)案 魯科版選修3-2.docx》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018版高中物理 第1章 電磁感應(yīng) 1.3 電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用學(xué)案 魯科版選修3-2.docx（5頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第3講　電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用 [目標(biāo)定位]　1.了解渦流現(xiàn)象，知道渦流的產(chǎn)生原理.2.知道磁卡和動(dòng)圈式話筒的工作原理.3.知道渦流在日常生活中的應(yīng)用和危害，以及如何利用和防止渦流． 一、渦流及其應(yīng)用 1．定義：將整塊金屬放在變化的磁場(chǎng)中，穿過(guò)金屬塊的磁通量發(fā)生變化，金屬塊內(nèi)部就產(chǎn)生感應(yīng)電流．這種電流在金屬塊內(nèi)部形成閉合回路，就像旋渦一樣，我們把這種感應(yīng)電流叫做渦電流． 2．應(yīng)用：電磁爐、真空冶煉爐、渦流探測(cè)器等都是利用渦流原理工作的． 3．防止：電動(dòng)機(jī)、變壓器鐵芯是用外表涂有絕緣材料的薄硅鋼片疊成的，而不采用整塊硅鋼鐵芯，這樣有利于減少發(fā)熱，降低能耗． 二、磁卡和動(dòng)圈式話筒 1．磁卡工作原理：磁卡信息的錄入是利用了電流的磁效應(yīng)；信息的讀取與錄入過(guò)程相反，利用了電磁感應(yīng)原理． 2．動(dòng)圈式話筒：動(dòng)圈式話筒是把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置，由膜片、線圈、永磁體等構(gòu)成．其工作原理是電磁感應(yīng)原理. 一、渦流的利與弊 1．本質(zhì)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象． 2．條件：穿過(guò)金屬塊的磁通量發(fā)生變化，并且金屬塊本身可自行構(gòu)成閉合回路． 3．特點(diǎn)：整個(gè)導(dǎo)體回路的電阻一般很小，感應(yīng)電流很大． 4．產(chǎn)生渦流的兩種情況 (1)塊狀金屬放在變化的磁場(chǎng)中． (2)塊狀金屬進(jìn)出磁場(chǎng)或在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)． 5．能量變化 伴隨著渦流現(xiàn)象，其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能并最終在金屬塊中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．如果金屬塊放在了變化的磁場(chǎng)中，則磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；如果金屬塊進(jìn)出磁場(chǎng)或在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，則由于克服安培力做功，金屬塊的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能． 例1　對(duì)變壓器和電動(dòng)機(jī)等中的渦流的認(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 答案　AB 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. 例2　如圖1所示，在一個(gè)繞有線圈的可拆變壓器鐵芯上分別放一小鐵鍋水和一玻璃杯水．給線圈通入電流，一段時(shí)間后，一個(gè)容器中水溫升高，則通入的電流與水溫升高的是(　　) 圖1 A．恒定直流、小鐵鍋 B．恒定直流、玻璃杯 C．變化的電流、小鐵鍋 D．變化的電流、玻璃杯 答案　C 解析　通入恒定電流時(shí)，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)不變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，通入變化的電流，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生變化，在空間產(chǎn)生感生電場(chǎng)，鐵鍋是導(dǎo)體，感生電場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使水溫升高．渦流是由變化的磁場(chǎng)在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的，所以玻璃杯中的水不會(huì)升溫，故C正確． 二、磁卡和動(dòng)圈式話筒工作原理 1．磁卡的工作原理 (1)磁卡的錄入 電流磁效應(yīng)―→磁現(xiàn)象 (2)磁卡的讀取 磁現(xiàn)象―→電磁感應(yīng) 2．動(dòng)圈式話筒的工作原理 (1)構(gòu)造： (2)原理：話筒是把聲音轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置．如圖是動(dòng)圈式話筒構(gòu)造原理圖，它是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象工作的，當(dāng)聲波使金屬膜片振動(dòng)時(shí)，連接在膜片上的線圈(叫做音圈)隨著一起振動(dòng)，音圈在永久磁鐵的磁場(chǎng)里振動(dòng)，其中就產(chǎn)生感應(yīng)電流(電信號(hào))，感應(yīng)電流的大小和方向都變化，變化的振幅和頻率由聲波決定，這個(gè)信號(hào)電流經(jīng)擴(kuò)音器放大后傳給揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器中就發(fā)出放大的聲音． 例3　普通磁帶錄音機(jī)是用一磁頭來(lái)錄音和放音的．磁頭結(jié)構(gòu)如圖2(a)所示，在一個(gè)環(huán)形鐵芯上繞一個(gè)線圈，鐵芯有個(gè)縫隙，工作時(shí)磁帶就貼著這個(gè)縫隙移動(dòng)．錄音時(shí)，磁頭線圈跟話筒、放大電路相連，如圖(b)所示；放音時(shí)，磁頭線圈改為跟放大電路、揚(yáng)聲器相連，如圖(c)所示．磁帶上涂有一層磁粉，磁粉能被磁化且留下剩磁．話筒的作用是把聲音的變化轉(zhuǎn)化為電流的變化；揚(yáng)聲器的作用是把電流的變化轉(zhuǎn)化為聲音的變化．由此可知以下說(shuō)法中正確的是(　　) 圖2 A．錄音時(shí)線圈中變化的音頻電流在磁帶上產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) B．放音時(shí)線圈中變化的音頻電流在磁帶上產(chǎn)生變化的磁場(chǎng) C．錄音時(shí)磁帶上變化的磁場(chǎng)在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流 D．放音時(shí)磁帶上變化的磁場(chǎng)在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流 答案　AD 解析　根據(jù)普通磁帶錄音機(jī)的錄音、放音原理知：磁帶錄音機(jī)的錄音過(guò)程是電流的磁效應(yīng)，而磁帶錄音機(jī)的放音過(guò)程則是電磁感應(yīng)過(guò)程，所以錄音時(shí)線圈中變化的音頻電流在磁帶上產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)；放音時(shí)磁帶上變化的磁場(chǎng)在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流． 渦流的分析與判定 1．如圖3所示為高頻電磁爐的工作示意圖，它是采用電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生渦流加熱的，它利用變化的電流通過(guò)線圈產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，當(dāng)變化的磁場(chǎng)通過(guò)含鐵質(zhì)鍋的底部時(shí)，即會(huì)產(chǎn)生無(wú)數(shù)小渦流，使鍋體本身自行高速升溫，然后再加熱鍋內(nèi)食物．電磁爐工作時(shí)產(chǎn)生的電磁波，完全被線圈底部的屏蔽層和頂板上的含鐵質(zhì)鍋所吸收，不會(huì)泄漏，對(duì)人體健康無(wú)危害．關(guān)于電磁爐，以下說(shuō)法中正確的是(　　) 圖3 A．電磁爐是利用變化的磁場(chǎng)在食物中產(chǎn)生渦流對(duì)食物加熱的 B．電磁爐是利用變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生渦流，使含鐵鍋底迅速升溫，進(jìn)而對(duì)鍋內(nèi)食物加熱的 C．電磁爐是利用變化的磁場(chǎng)使食物中的極性水分子振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)來(lái)對(duì)食物加熱的 D．電磁爐跟電爐一樣是讓電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生熱量來(lái)對(duì)食物加熱的 答案　B 解析　電磁爐的工作原理是利用變化的電流通過(guò)線圈產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)通過(guò)含鐵質(zhì)鍋的底部產(chǎn)生無(wú)數(shù)小渦流，使鍋體溫度升高后加熱食物，A、D錯(cuò)誤，B正確；而C項(xiàng)是微波爐的加熱原理，C錯(cuò)誤． 2．高頻感應(yīng)爐是用來(lái)熔化金屬對(duì)其進(jìn)行冶煉的，如圖4所示為冶煉金屬的高頻感應(yīng)爐的示意圖，爐內(nèi)放入被冶煉的金屬，線圈通入高頻交變電流，這時(shí)被冶煉的金屬就能被熔化，這種冶煉方法速度快，溫度易控制，并能避免有害雜質(zhì)混入被煉金屬中，因此適于冶煉特種金屬．該爐的加熱原理是(　　) 圖4 A．利用線圈中電流產(chǎn)生的焦耳熱 B．利用線圈中電流產(chǎn)生的磁場(chǎng) C．利用交變電流的交變磁場(chǎng)在爐內(nèi)金屬中產(chǎn)生的渦流 D．給線圈通電的同時(shí)，給爐內(nèi)金屬也通了電 答案　C 解析　高頻感應(yīng)爐是利用交變電流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)引起爐內(nèi)金屬截面的磁通量變化時(shí)，在金屬中產(chǎn)生的感應(yīng)電流．因金屬的電阻相當(dāng)小，所以感應(yīng)電流很強(qiáng)，它在金屬內(nèi)自成回路流動(dòng)時(shí)，形成旋渦狀的電流，即渦流．渦流產(chǎn)生大量的焦耳熱使?fàn)t內(nèi)溫度升高，使金屬熔化，故選C. 磁卡和話筒工作原理分析 3．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．錄音機(jī)在磁帶上錄制聲音時(shí)，利用了電磁感應(yīng)原理 B．自感現(xiàn)象和互感現(xiàn)象說(shuō)明磁場(chǎng)具有能量 C．金屬中的渦流會(huì)產(chǎn)生熱量，生活中的電磁爐中利用這一原理而工作的 D．交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)是利用電磁驅(qū)動(dòng)原理工作的 答案　BCD