魯科版選修32 電磁感應定律的應用 第1課時 學案.docx

第3講電磁感應定律的應用目標定位1.了解渦流現象，知道渦流的產生原理.2.知道磁卡和動圈式話筒的工作原理.3.知道渦流在日常生活中的應用和危害，以及如何利用和防止渦流一、渦流及其應用1定義：將整塊金屬放在變化的磁場中，穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變化，金屬塊內部就產生感應電流這種電流在金屬塊內部形成閉合回路，就像旋渦一樣，我們把這種感應電流叫做渦電流2應用：電磁爐、真空冶煉爐、渦流探測器等都是利用渦流原理工作的3防止：電動機、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；信息的讀取與錄入過程相反，利用了電磁感應原理2動圈式話筒：動圈式話筒是把聲音信號轉變?yōu)殡娦盘柕难b置，由膜片、線圈、永磁體等構成其工作原理是電磁感應原理.一、渦流的利與弊1本質：電磁感應現象2條件：穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變化，并且金屬塊本身可自行構成閉合回路3特點：整個導體回路的電阻一般很小，感應電流很大4產生渦流的兩種情況(1)塊狀金屬放在變化的磁場中(2)塊狀金屬進出磁場或在非勻強磁場中運動5能量變化伴隨著渦流現象，其他形式的能轉化成電能并最終在金屬塊中轉化為內能如果金屬塊放在了變化的磁場中，則磁場能轉化為電能最終轉化為內能；如果金屬塊進出磁場或在非勻強磁場中運動，則由于克服安培力做功，金屬塊的機械能轉化為電能最終轉化為內能例1對變壓器和電動機等中的渦流的認識，以下說法正確的是()a渦流會使鐵芯溫度升高，減少線圈絕緣的壽命b渦流發(fā)熱，要損耗額外的能量c為了不產生渦流，變壓器和電動機的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來代替整塊硅鋼鐵芯d渦流產生于線圈中，對原電流起阻礙作用答案ab解析變壓器和電動機中產生的渦流會使溫度升高消耗能量，同時會減少線圈絕緣的壽命，a，b正確；變壓器和電動機的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來代替整塊硅鋼鐵芯是為了增加電阻，減小電流，減少產生的熱量，c錯誤；渦流產生于鐵芯中，對原電流無阻礙作用，d錯誤故選a、b.例2如圖1所示，在一個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，一段時間后，一個容器中水溫升高，則通入的電流與水溫升高的是()圖1a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，所產生的磁場不變，不會產生感應電流，通入變化的電流，所產生的磁場發(fā)生變化，在空間產生感生電場，鐵鍋是導體，感生電場在導體內產生渦流，電能轉化為內能，使水溫升高渦流是由變化的磁場在導體內產生的，所以玻璃杯中的水不會升溫，故c正確二、磁卡和動圈式話筒工作原理1磁卡的工作原理(1)磁卡的錄入電流磁效應磁現象(2)磁卡的讀取磁現象電磁感應2動圈式話筒的工作原理(1)構造：(2)原理：話筒是把聲音轉變?yōu)殡娦盘柕难b置如圖是動圈式話筒構造原理圖，它是利用電磁感應現象工作的，當聲波使金屬膜片振動時，連接在膜片上的線圈(叫做音圈)隨著一起振動，音圈在永久磁鐵的磁場里振動，其中就產生感應電流(電信號)，感應電流的大小和方向都變化，變化的振幅和頻率由聲波決定，這個信號電流經擴音器放大后傳給揚聲器，揚聲器中就發(fā)出放大的聲音例3普通磁帶錄音機是用一磁頭來錄音和放音的磁頭結構如圖2(a)所示，在一個環(huán)形鐵芯上繞一個線圈，鐵芯有個縫隙，工作時磁帶就貼著這個縫隙移動錄音時，磁頭線圈跟話筒、放大電路相連，如圖(b)所示；放音時，磁頭線圈改為跟放大電路、揚聲器相連，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化為電流的變化；揚聲器的作用是把電流的變化轉化為聲音的變化由此可知以下說法中正確的是()圖2a錄音時線圈中變化的音頻電流在磁帶上產生變化的磁場b放音時線圈中變化的音頻電流在磁帶上產生變化的磁場c錄音時磁帶上變化的磁場在線圈中產生感應電流d放音時磁帶上變化的磁場在線圈中產生感應電流答案ad解析根據普通磁帶錄音機的錄音、放音原理知：磁帶錄音機的錄音過程是電流的磁效應，而磁帶錄音機的放音過程則是電磁感應過程，所以錄音時線圈中變化的音頻電流在磁帶上產生變化的磁場；放音時磁帶上變化的磁場在線圈中產生感應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，它是采用電磁感應原理產生渦流加熱的，它利用變化的電流通過線圈產生變化的磁場，當變化的磁場通過含鐵質鍋的底部時，即會產生無數小渦流，使鍋體本身自行高速升溫，然后再加熱鍋內食物電磁爐工作時產生的電磁波，完全被線圈底部的屏蔽層和頂板上的含鐵質鍋所吸收，不會泄漏，對人體健康無危害關于電磁爐，以下說法中正確的是()圖3a電磁爐是利用變化的磁場在食物中產生渦流對食物加熱的b電磁爐是利用變化的磁場產生渦流，使含鐵鍋底迅速升溫，進而對鍋內食物加熱的c電磁爐是利用變化的磁場使食物中的極性水分子振動和旋轉來對食物加熱的d電磁爐跟電爐一樣是讓電流通過電阻絲產生熱量來對食物加熱的答案b解析電磁爐的工作原理是利用變化的電流通過線圈產生變化的磁場，變化的磁場通過含鐵質鍋的底部產生無數小渦流，使鍋體溫度升高后加熱食物，a、d錯誤，b正確；而c項是微波爐的加熱原理，c錯誤2高頻感應爐是用來熔化金屬對其進行冶煉的，如圖4所示為冶煉金屬的高頻感應爐的示意圖，爐內放入被冶煉的金屬，線圈通入高頻交變電流，這時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4a利用線圈中電流產生的焦耳熱b利用線圈中電流產生的磁場c利用交變電流的交變磁場在爐內金屬中產生的渦流d給線圈通電的同時，給爐內金屬也通了電答案c解析高頻感應爐是利用交變電流產生的交變磁場引起爐內金屬截面的磁通量變化時，在金屬中產生的感應電流因金屬的電阻相當小，所以感應電流很強，它在金屬內自成回路流動時，形成旋渦狀的電流，即渦流渦流產生大量的焦耳熱使爐內溫度升高