鲁科版选修32 第1章 第3节　电磁感应定律的应用 学案.doc

第3节电磁感应定律的应用学 习 目 标知 识 脉 络1.了解涡流现象，知道涡流是如何产生的(重点)2.知道涡流的利与弊，以及在生产、生活中的应用(重点)3.知道磁卡和动圈式话筒的工作原理.自 主 预 习探 新 知知识梳理一、涡流及其应用1定义将整块金属放在变化的磁场中，穿过金属块的磁通量发生变化，金属块内部所产生的旋涡状的感应电流2利用新型炉具电磁炉就是利用涡流原理制成的，其优点是热效率高；无烟火，无毒气、废气，被称为“绿色炉具”3防止为减小涡流，电动机、变压器铁芯是用外表涂有绝缘材料的薄硅钢片叠成的，而不采用整块硅钢铁芯，这样减少发热，降低能耗，提高了设备的工作效率二、磁卡和动圈式话筒1磁卡工作原理磁卡信息的录入是利用了电流的磁效应；信息的读取与录入过程相反，利用了电磁感应原理2动圈式话筒动圈式话筒是把声音信号转变为电信号的装置，由膜片、线圈、永磁体等构成其工作原理是利用了电磁感应原理基础自测思考判断1涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的()2涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流()3涡流有热效应，但没有磁效应()4磁卡读取信息时，利用了电磁感应原理()5录音机在磁带上录制声音时，利用了电磁感应原理()6动圈式话筒工作时利用了电磁感应现象把声音信号转变为电信号()合作探究1在使用电磁炉时，所有的锅具都能用吗？【提示】不是2动圈式话筒和动圈式扬声器，内部结构相似，它们的工作原理相同吗？【提示】不同话筒是利用电磁感应原理工作的扬声器则是利用电流的磁效应原理工作的合 作 探 究攻 重 难涡流及其应用1.涡流产生的条件涡流的本质是电磁感应现象，涡流产生的条件是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同时因为整个导体回路的电阻一般很小，所以感应电流很大，就像水中的旋涡2产生涡流的两种常见方式(1)利用变化磁场：把块状金属导体放在变化的磁场中(2)利用相对运动：让块状金属导体进、出磁场或在非匀强磁场中运动3能量转化伴随着涡流现象，其他形式的能转化为电能，电能最终在金属中转化为内能(1)块状金属导体处在变化磁场中，则磁场能转化为电能并最终转化为内能(2)块状金属导体自由进出磁场或在非匀强磁场中运动，则机械能转化为电能最终转化为内能(3)若有其他力作用在块状金属导体上维持其运动，则其他形式能转化为电能最终转化为内能光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图131所示，抛物线下半部分处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是ya的直线(图中虚线所示)，一个金属块从抛物线上yb(ba)处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是()图131amgbb.mv2mgbcmg(ba) d.mv2mg(ba)思路点拨：金属块在反复进出磁场时会产生感应电流金属块最终将在虚线以下的光滑曲面上做往复运动，而不是停在o点d金属块在进出磁场过程中要产生感应电流，感应电流产生焦耳热，机械能要减少，上升的最大高度不断降低，最后刚好滑不出磁场后，就做往复运动，永不停止根据能量转化与守恒定律，整个过程中产生的焦耳热应等于机械能的损失，即qemv2mg(ba)，故d正确处理有关涡流问题有两种方法：一是利用法拉第电磁感应定律等知识来判断涡流的作用；二是从能量转化和守恒的角度判断涡流现象中的能量转化问题.针对训练1.(多选)如图132所示，闭合金属环从曲面上h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速度为零，摩擦不计，曲面处在图示磁场中，则()图132a若是匀强磁场，环滚上的高度小于hb若是匀强磁场，环滚上的高度等于hc若是非匀强磁场，环滚上的高度等于hd若是非匀强磁场，环滚上的高度小于hbd若是匀强磁场，金属环中无涡流产生，无机械能损失；若是非匀强磁场，金属环中有涡流产生，机械能损失转化为内能2目前金属探测器已经广泛应用于各种安检、高考及一些重要场所，关于金属探测器的下列有关论述中正确的是()a金属探测器可用于月饼生产中，用来防止细小的金属颗粒混入月饼陷中b金属探测器能帮助医生探测儿童吞食或扎到手、脚中的金属物，是因为探测器的线圈中能产生涡流c使用金属探测器时，应该让探测器静止不动，探测效果会更好d能利用金属探测器检测考生是否携带手机等违禁物品，是因为探测器的线圈中通有直流电a金属探测器的探测线圈中，通有交变电流，会在被探测的金属中激起涡流，涡流又会产生磁场，反过来影响原来的磁场，引发探测器发出鸣声当探测器相对于被测金属发生移动时，探测器的线圈中的交流电产生的磁场相对变化较快，在金属中产生的涡流会更强，检测效果更好，故a正确磁卡和动圈式话筒1.磁卡的工作原理(1)磁卡的录入：电流磁效应磁现象(2)磁卡的读取：磁现象电磁感应2动圈式话筒的工作原理如图133所示，是动圈式话筒的结构原理图图133它是利用电磁感应原理制成的当声波传播到金属膜片时，金属膜片随着振动起来，连接在膜片上的线圈(即音圈)随之振动起来，这样音圈在永久磁铁的磁场中振动的过程中产生感应电流，感应电流的大小与方向随着声波信号的变化而变化，从而将声音信号转化为电信号这个电信号经放大，传给扬声器，又将电信号转化为声音信号发送出去(多选)麦克风是一种常见的电子设备它的内部有一个小型传感器，可以把声音信号变成电信号它的种类很多，其中有一种是动圈式的，工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，该线圈处在柱形永磁体的辐射状磁场中，当声音使膜片振动时，就能将声音信号转变成电信号下列说法中正确的是()a该传感器是根据电流的磁效应工作的b该传感器是根据电磁感应现象工作的c膜片振动时，线圈内不会产生感应电流d膜片振动时，线圈内会产生感应电流bd当声音使膜片振动时，膜片后面的金属线圈随之振动，线圈就会切割永磁体的磁感线，产生感应电流声音的强弱不同，产生的感应电流的强弱也不同，从而将声音信号转变成电信号，这是电磁感应现象的应用，故正确选项为b、d.电流的磁效应是电流周围产生磁场的现象，而电磁感应是因为磁通量发生变化而产生感应电动势的现象，这两个现象是不同的.针对训练3磁带录音机是利用了电磁感应现象制成的，如图134所示是录音机的录、放原理图录音机放音时变化的磁场在静止的线圈里产生感应电流；录音机放音时线圈中变化的电流在磁头空隙处产生变化的磁场；录音机录音时线圈中变化的电流在磁头空隙处产生变化的磁场其中正确的是()图134abc dd磁带在放音时通过变化的磁场使线圈里产生感应电流，经放大电路放大后再送到扬声器中，正确录音时，话筒产生的感应电流经放大电路放大后在录音机磁头空隙处产生变化的磁场，正确4(多选)电吉他中电拾音器的基本结构如图135所示，磁体附近的金属弦被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经放大电路放大后传送到音箱发出声音下列说法正确的有()图135a选用铜质弦，电吉他仍能正常工作b取走磁体，电吉他将不能正常工作c增加线圈匝数可以增大线圈中的感应电动势d弦振动过程中，线圈中的磁通量发生变化bcd由于铜质弦不能被磁化，因此振动时不能产生变化的磁场，线圈中不能产生感应电流，因此电吉他不能正常工作，a项错误；取走磁体，没有磁场，金属弦不能被磁化，振动时不能产生变化的磁场，线圈中不能产生感应电流，电吉他不能正常工作，b项正确；增加线圈的匝数，线圈中的感应电动势会增大，c项正确；弦振动过程中，线圈中的磁场方向不变，但磁通量一会儿增大，一会儿减小，不断变化，d项正确当 堂 达 标固 双 基1(多选)下列器具的工作原理与涡流有关的是()a家用电磁炉b家用微波炉c变压器的铁芯用多块相互绝缘硅钢片粘在一起d风扇转动时扇叶与空气摩擦发热ac电磁炉是利用高频磁场产生涡流来加热食物的，故a选项正确；家用微波炉是利用微波加热食物，和涡流无关，b选项错误；变压器的铁芯不用一块钢，是为了防止涡流损耗电能并烧毁变压器，多块硅钢片彼此绝缘，有效地减小了涡流，c选项正确；风扇转动时扇叶与空气摩擦生热，是通过摩擦将机械能转化为内能，与涡流无关，d选项错误2(多选)现代生活使人们离不开各种磁卡，如银行卡、购物卡及学生用的饭卡下列关于磁卡工作原理的说法正确的是()【导学号：11452012】a磁卡记录信息利用的是电流的磁效应b磁卡读取信息利用的是电流的磁效应c磁卡记录信息利用的是电磁感应d磁卡读取信息利用的是电磁感应ad记录信息是将电信号转变为磁信号，即电流的磁效应，所以选项a正确，c错误；读取信息是将磁信号转变为电信号，即电磁感应，所以选项b错误，d正确3随着智能手机的广泛使用，传统充电方式已经难以满足用户需求，无线充电是利用电磁感应原理充电的设备，当充电设备通以交变电流，其内部线圈可以产生变化磁场，就可以给放在上面的手机充电，具有更加方便快捷的优点，关于无线充电，下列的说法不正确的是()a被充电手机内部，应该有一类似金属线圈的部件，与手机电池相连b普通手机不能够利用无线充电设备进行充电c在无线充电设备使用过程中，应避免靠近金属物件d当充电设备通以恒定直流时，无线充电设备也能够正常使用d被充电手机内部，应该有一类似金属线圈的部件，与手机电池相连，当有交变磁场时，则出现感应电动势，因此普通手机不能够利用无线充电设备进行充电，选项a、b正确；在无线充电设备使用过程中