鲁科版选修32 第1章第3节电磁感应定律的应用 课件（24张）.ppt

第3节电磁感应定律的应用 第1章电磁感应 学习目标1 掌握涡流产生的原理 2 了解涡流的防止和利用 3 了解磁卡记录信息的工作原理 了解动圈式话筒的工作原理 第1章电磁感应 一 涡流及其应用1 涡流的定义把块状金属放在变化的磁场中 穿过金属块的 发生变化 金属块内部就产生 这种电流在金属块内部形成闭合回路 就像旋涡一样 我们把这种感应电流叫做涡电流 简称涡流 2 涡流的应用电磁炉 真空冶炼炉 涡流探测器等都是利用 原理工作的 磁通量 感应电流 涡流 3 涡流的防止为了减小涡流 电动机 变压器铁芯是用外表涂有 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 想一想 1 将金属块放入变化的磁场中时 金属块并没有接入闭合电路 为什么会产生感应电流 提示 金属块中的磁通量发生变化时 金属块自行构成回路等效成许多闭合回路 产生了感应电流 绝缘材料 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 把 转化为磁信号 信息的读取与录入过程相反 利用了 把磁信号转化为电信号 2 动圈式话筒动圈式话筒是把 转变为 的装置 由 等构成 其工作原理是利用了 电流磁效应 电信号 电磁感应 声音 电信号 膜片 线圈 永磁体 电磁感应 想一想 2 如果录音机 录像机在录制和播放时转速不同 播放的效果会如何 提示 如果录音机 录像机在录制和播放时磁带转速不同 声音和图象会失真 也就是说播放时的声音和图象与录制时的声音和图象不一致 原因是录制和播放时磁通量的变化率不同 产生的感应电流不同 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 可以产生涡流的两种情况 1 把块状金属放在变化的磁场中 2 让块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动 涡流的产生及能量转化 2014 大庆高二检测 如图所示 在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一装有水的小铁锅和一玻璃杯 给线圈通入电流 一段时间后 一个容器中水温升高 则通入的电流与水温升高的是 a 恒定直流 小铁锅b 恒定直流 玻璃杯c 变化的电流 小铁锅d 变化的电流 玻璃杯 思路点拨 求解此题应把握以下两点 1 穿过回路的磁通量变化是产生涡流的必要条件 2 涡流是在导体内产生的 c 解析 通入恒定直流时 所产生的磁场不变 不会产生感应电流 通入变化的电流 所产生的磁场发生变化 在空间产生感生电场 铁锅是导体 感生电场在导体内产生涡流 电能转化为内能 使水温升高 涡流是由变化的磁场在导体内产生的 所以玻璃杯中的水不会升温 名师归纳涡流的本质仍然是电磁感应现象 所以分析涡流现象要根据法拉第电磁感应定律 金属内部产生的热量可用能量转化和守恒定律分析求解 1 电磁灶是利用电磁感应引起的涡流加热的原理来工作的 它主要是由感应加热线圈 灶台台板和烹饪锅等组成 如图所示 电磁灶的台面下布满了线圈 当通过高频交流电时 在台板和金属锅之间产生交变磁场 磁感线穿过锅体 产生感应电流 涡流 这种感应电流在金属锅体中产生热效应 从而达到加热和烹饪食物的目的 下列可导致加热效果明显的是 a 交流电的频率增加b 交流电的频率降低c 将金属锅换成陶瓷锅d 将底面积较大的锅换成底面积较小的锅 a 解析 选a 逐项分析如下 1 磁卡的工作原理 1 记录信息时 磁卡的磁性面以一定的速度移动 磁性面与记录磁头的空隙接触 磁头的线圈一旦通以数据信号电流 就在环形铁芯的空隙处产生随电流变化的磁场 磁卡通过时便被不同程度地磁化 离开空隙时 磁卡的磁性层就留下相应于电流变化的磁信号 数据就这样被记录在磁卡上了 这利用的是电流的磁效应 磁卡和动圈式话筒的应用 2 信息读取过程当载有信息的磁卡以一定的速度通过读取磁头时 磁带上的磁性颗粒经过磁头 使穿过磁头线圈的磁通量发生相应的变化 从而产生与录制时相一致的感应电流 这样就可以把磁带上被录入的信息读取出来 这利用的是电磁感应现象 2 动圈式话筒的工作原理如图所示 是动圈式话筒的结构原理图 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里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 这个电信号电流经放大 传给扬声器 又将电信号转化为声音信号发送出去 动圈式话筒和磁带录放机都应用了电磁感应现象 图甲是动圈式话筒的原理图 图乙分别是录放机的录 放原理图 下列说法错误的是 a 话筒工作时 磁铁不动 音圈随膜片振动而产生感应电流b 录放机放音时 变化的磁场在静止的线圈内激发起感应电流c 录放机放音时 线圈中变化的电流在磁头缝隙中产生变化的磁场d 录放机录音时 线圈中变化的电流在磁头缝隙中产生变化的磁场 c 思路探究 电磁感应现象与电流的磁效应的区别是什么 解析 由动圈式话筒可知 话筒工作时将声音信号转变为电信号 a正确 录放机放音时 将磁信号转变为电信号 录音时 将电信号转变为磁信号加以保存 b d均正确 c错误 名师归纳解答此类问题时应把握以下三点 1 弄清现象的因果关系 2 明确由磁生电现象属于电磁感应 3 明确由电生磁现象属于电流磁效应 2 电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系 根据这一发现 发明了许多电器设备 下列用电器中 哪个没有利用电磁感应原理 a 动圈式话筒b 白炽灯泡c 磁带录音机d 电磁炉解析 动圈式话筒里的音圈在永磁铁的磁场里振动产生感应电流 磁带录音机录音时声音引起振动产生感应电流 放音时磁带上变化的磁场使放音磁头线圈中产生感应电流 电磁炉是在底盘中产生高频变化的磁场 从而使锅底产生涡流 只有选项b中白炽灯泡没有利用电磁感应原理 b 规范答题 巧解涡流中的能量问题当导体在非匀强磁场中运动时 导体中产生的涡流与磁场相互作用产生一个阻碍导体与磁场相对运动的安培力 从而使机械能转化为电能再转化为内能 即电磁阻尼现象 使电学测量仪表指针尽快停下来的电磁阻尼 电气机车的电磁制动器等都是根据这一效应制作的 处理此类问题的关键是利用能量转化与守恒定律 范例 8分 曲面与竖直平面的交线是抛物线 如图所示 抛物线的方程是y x2 下半部处在一个水平方向的匀强磁场中 磁场的上边界是y a的直线 图中的虚线所示 一个小金属块从抛物线上y b b a 处以初速度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多少 思路点拨 求解本题时应注意以下两点 1 小金属块进入和出磁场过程要产生涡流 机械能转化为内能 2 小