2016-2017学年高中物理 第1章 电磁感应 第7节 涡流现象及其应用课件 粤教版选修3-2

第七 节 涡 流 现 象及其 应 用 1一个 线 圈的 电 流在均匀增大， 则这 个 线 圈的 ( ) A自感系数也将均匀增大 B自感 电动势 也将均匀增大 C磁通量的 变 化率也将均匀增大 D自感系数、自感 电动势 都不 变 【 答案 】 D 课 前 自主学 习 2.(2016盐 城模 拟 )小明用如 图 所示 电 路做断 电 自感 实验 他 先 闭 合开关 K，灯泡 发 光，再断开开关 K， 观 察到灯泡突然 变 亮后熄 灭 据此，他作出如下判断，正确的是 ( ) A 线 圈的直流 电 阻 为 零 B断开开关瞬 间线 圈中 电 流 变 大 C开关断开前后 线 圈中 电 流方向相反 D开关断开前后灯泡中 电 流方向相反 【 答案 】 D 【 解析 】 线 圈的直流 电 阻 为 零， 则闭 合开关， 稳 定后 电 路中的 电 流 值 特 别 大，再断开开关 K，根据楞次定律，流 过 灯泡的 电 流 从 线 圈原来的 电 流逐 渐 减小，所以 电 流 过 大，灯泡可能将被 瞬 间烧 坏，不符合 实验 的要求，故 A错误 ；断开开关 时 ，根 据楞次定律，流 过线 圈的 电 流从 线 圈原来的 电 流逐 渐 减小， 线 圈中的 电 流不能 变 大，故 B错误 ；断开开关 时 ，根据楞次 定律，流 过线 圈的 电 流从 线 圈原来的 电 流逐 渐 减小，方向不 会 变 化，故 C错误 ；断开开关 时 ，根据楞次定律，流 过线 圈 的 电 流从 线 圈原来的 电 流逐 渐 减小，方向不 变 ，所以流 过 灯 泡的 电 流方向与开始 时 是相反的，故 D正确故 选 D. 3 (多 选 )日光灯 电 路主要由 镇 流器、启 动 器和灯管 组 成，在 日光灯正常工作的情况下 ( ) A灯管点亮 发 光后，启 动 器中的触片是 闭 合的 B灯管点亮 发 光后， 镇 流器起降 压 限流作用 C 镇 流器起限流作用 D 镇 流器 给 日光灯的开始点亮提供瞬 时 高 压 【 答案 】 BD 【 解析 】 启 动 器正常 发 光后触片断开， 镇 流器开始提供瞬 时 高 压 ，点亮后降 压 限流 一、涡流现象 1 涡 流 现 象：在 _内部 发 生 电 磁感 应 而 产 生 _的 现 象 整 块导 体 感 应电 流 外周 长 频 率 二、涡流的应用 1 电 磁灶 (1)加 热 原理：磁 场 感 应 _加 热 (2)优 点 _加 热 ， 热 效率高 无 _和 _，清 洁 、安全 功能全 涡 流 直接 明火 炊烟 2高 频 感 应 炉 (1)原理： 涡 流感 应 加 热 (2)优 点： _加 热 ， 热 源和受 热 物体可以不直 接接触； 加 热 _， _，可以减小表面 氧化 现 象； 容易控制 _，提高加工精度； 可 实现 _加 热 ； 可 实现 自 动 化控制； 可减小占地、 热辐 射 、噪声和灰 尘 非接触式 效率高 速度快 温度 局部 3 涡 流制 动 与探 测 (1)涡 流制 动 原理： _相 对 于 _运 动 ， 产 生的感 应电 流会使 导 体受到安培力， _总 是阻碍 导 体的运 动 应 用： 电 表的阻尼制 动 、高速机 车 制 动 的 _、脱水 机的制 动 (2)涡 流探 测 原理： _与互感 应 用：探 测 行李包中的 枪 支、掩埋的地雷、金属覆盖膜厚 度 导 体 磁 场 安培力的方向 涡 流 闸 涡 流 三、涡流的防止 1原理： 缩 小 导 体的 _，增大材料的 _ 2事例： 电 机和 变压 器的 铁 芯用 _叠 压 而成 3目的：减少 _损 失，提高机械效率 外周 长 电 阻率 硅 钢 片 发热 安全 检查报 警器的原理 【 答案 】 在 报 警器内有一 线 圈， 线 圈中通有高 频电 流，因此 线 圈 周 围 有着高 频 的 变 化磁 场 当 报 警器靠近金属体 时 ， 线 圈的 磁 场 在金属体中感 应 出 涡电 流， 涡电 流 产 生的磁 场 又会穿 过 线 圈，改 变线 圈中的原磁 场 ，使相关的 电 子 线 路 产 生 报 警声 . 1本 质 ： 电 磁感 应现 象 2条件：穿 过 金属 块 的磁通量 发 生 变 化，并且金属 块 本身可 自行构成 闭 合回路 3特点：整个 导 体回路的 电 阻一般很小，感 应电 流很大 4 产 生 涡 流的两种情况： (1)块 状金属放在 变 化的磁 场 中； (2)块 状金属 进 出磁 场 或在非匀 强 磁 场 中运 动 课 堂 优 化整合 5能量 变 化 伴随着 涡 流 现 象，其他形式的能 转 化成 电 能并最 终 在金属 块 中 转 化 为 内能如果金属 块 放在了 变 化的磁 场 中， 则 磁 场 能 转 化 为电 能最 终转 化 为 内能；如果金属 块进 出磁 场 或在非匀 强 磁 场 中运 动 ， 则 由于克服安培力做功，金属 块 的机械能 转 化 为电 能最 终转 化 为 内能 如下 图 所示，是高 频焊 接原理示意 图 ， 线 圈中 通以高 频 交流 电时 ，待 焊 接的金属工件中就 产 生感 应电 流， 感 应电 流通 过焊缝产 生大量 热 量，将金属熔化，把工件 焊 接 在一起，而工件其他的部分 发热 很少，以下 说 法中正确的是 ( ) 例 1 A交流 电 的 频 率越高， 焊缝处 的温度升高得越快 B交流 电 的 频 率越低， 焊缝处 的温度升高得越快 C工件上只有 焊缝处 温度升得很高是因 为焊缝处 的 电 阻小 D工件上只有 焊缝处 温度升得很高是因 为焊缝处 的 电 阻大 解析： 线 圈中通以高 频变 化的 电 流 时 ，待 焊 接的金属工件中 就 产 生感 应电 流，感 应电 流的大小与感 应电动势 有关， 电 流 变 化的 频 率越高， 电 流 变 化得越快，感 应电动势 就越大， A 选项 正确；工件上 焊缝处 的 电 阻大， 电 流在此 处产 生的 热 量 就多， D正确 答案： AD 题后反思 高 频焊 接利用了 涡 流的 热 效 应 ，而 涡 流的本 质 就是 电 磁感 应 现 象，可用法拉第 电 磁感 应 定律和欧姆定律分析 1 (多 选 )机 场 的安 检门 可以利用 涡 流探 测 人身上携 带 的金属 物品，安 检门 中接有 线 圈， 线 圈中通以交 变电 流，关于其工 作原理，以下 说 法正确的是 ( ) A人身上携 带 的金属物品会被地磁 场 磁化，在 线 圈中 产 生感 应电 流 B人体在 线 圈交 变电 流 产 生的磁 场 中运 动 ， 产 生感 应电动 势 并在金属物品中 产 生感 应电 流 C 线 圈 产 生的交 变 磁 场 会在金属物品中 产 生交 变 的感 应电 流 D金属物品中感 应电 流 产 生的交 变 磁 场 会在 线 圈中 产 生感 应电 流 【 答案 】 CD 【 解析 】 一般金属物品不一定能被磁化，且地磁 场 很弱，即使金属 被磁化磁性也很弱，作 为导 体的人体 电 阻很大，且一般不会 与金属物品构成回路，故 A、 B错误 ；安 检门 利用 涡 流探 测 金 属物品的工作原理是： 线 圈中交 变电 流 产 生交 变 磁 场 ，使金 属物品中 产 生 涡 流，故 C正确； 该涡 流 产 生的磁 场 又会在 线 圈中 产 生感 应电 流，而 线 圈中交 变电 流的 变 化可以被 检测 ， 故 D项 正确 电磁阻尼与电磁驱动的比较 比 较 电 磁阻尼 电 磁 驱动 不 同 点 成因 由于 导 体在磁 场 中运 动 而 产 生感 应电 流 由于磁 场 的运 动 引起磁通 量的 变 化而 产 生感 应电 流 效果 安培力的方向与 导 体 运 动 方向相反，阻 碍物体运 动 导 体受安培力的方向与 导 体运 动 方向相同，推 动 导 体运 动 能量 转 化 导 体克服安培力做功 ，其他形式的能 转 化 为电 能，再 转 化 为 内能 由于 电 磁感 应 ，磁 场 能 转 化 为电 能，通 过 安培力 做功， 电 能 转 化 为 机械 能，而 对 外做功 相同点 两者都是 电 磁感 应现 象 【 特别提醒 】 电 磁阻尼、 电 磁 驱动 都是 电 磁感 应现 象，都遵循楞次 定律，安培力 总 是阻碍引起感 应电 流的 导 体与磁 场间 的相 对 运 动 位于光滑水平面的小 车 上放置一螺 线 管，一个比 螺 线 管 长 的条形磁 铁 沿着螺 线 管的 轴线 以初速度 v水平穿 过 ，如下 图 所示，在此 过 程中 ( ) A磁 铁 做匀速直 线 运 动 B磁 铁 做减速运 动 C小 车 向右做加速运 动 D小 车 先加速后减速 例 2 解析： 磁 铁 水平穿入螺 线 管 时 ，管中将 产 生感 应电 流，由楞次定 律的 扩 展知 产 生的相互作用力阻碍磁 铁 的运 动 同理，磁 铁 穿出 时产 生的相互作用力也阻碍磁 铁 的运 动 ，故整个 过 程中 ，磁 铁 做减速运 动 ， 选项 B是正确的而 对 于小 车 上螺 线 管 来 说 ，在此 过 程中，螺 线 管受到的安培力都是水平向右， 这 个安培力使小 车 向右运 动 ，且一直做加速运 动 ， C项对 答案： BC 2如 图 所示，蹄形磁 铁 的两极之 间 放置一个 线 圈 abcd，磁 铁 和 线 圈都可以 绕 OO轴转动 ，当磁 铁 按 图 示方向 绕 OO轴 转动 ， 线 圈的运 动 情况是 ( ) A俯 视 ， 线 圈 顺时针转动 ， 转 速与磁 铁 相同 B俯 视 ， 线 圈逆 时针转动 ， 转 速与磁