第3節(jié)電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用1ppt

1、第3節(jié) 電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用 電磁爐使用時(shí)沒有火焰，電磁爐使用時(shí)沒有火焰，是靠什么加熱的呢？是靠什么加熱的呢？ 變壓器的鐵芯都不是整塊金變壓器的鐵芯都不是整塊金屬，而是由許多薄片疊合而成屬，而是由許多薄片疊合而成的的 ，為什么要這樣做呢？用一，為什么要這樣做呢？用一整塊金屬做鐵芯不是更省事嗎？整塊金屬做鐵芯不是更省事嗎？學(xué)習(xí)了渦流的知識，同學(xué)們就知道其中的奧秘了學(xué)習(xí)了渦流的知識，同學(xué)們就知道其中的奧秘了. 感應(yīng)電動(dòng)勢的有無取決于感應(yīng)電動(dòng)勢的有無取決于: :磁通量是否變化磁通量是否變化 感應(yīng)電動(dòng)勢的大小取決于感應(yīng)電動(dòng)勢的大小取決于: :磁通量的變化率的大小磁通量的變化率的大小t法拉第電磁感應(yīng)定律法

2、拉第電磁感應(yīng)定律:tnE通常計(jì)算平均感應(yīng)電動(dòng)勢通常計(jì)算平均感應(yīng)電動(dòng)勢重要的推論重要的推論:多用于計(jì)算瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢多用于計(jì)算瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢感應(yīng)電動(dòng)勢的求解：感應(yīng)電動(dòng)勢的求解：sin1BlvBlvE(n(n為線圈的匝數(shù)為線圈的匝數(shù)) )（為為v v與與B B的夾角）的夾角）一、渦流及其應(yīng)用一、渦流及其應(yīng)用迷你小實(shí)驗(yàn)迷你小實(shí)驗(yàn) 在一個(gè)繞有線圈的可在一個(gè)繞有線圈的可拆變壓器的鐵芯上套一環(huán)拆變壓器的鐵芯上套一環(huán)形小鐵鍋形小鐵鍋, ,鍋內(nèi)放少許水，鍋內(nèi)放少許水，給線圈通入交流電一段時(shí)給線圈通入交流電一段時(shí)間間. .觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象. . 實(shí)驗(yàn)中我們看到，通電后鐵鍋內(nèi)的水逐漸變熱，實(shí)驗(yàn)中我們看到，

3、通電后鐵鍋內(nèi)的水逐漸變熱，為什么會(huì)有這種現(xiàn)象呢？為什么會(huì)有這種現(xiàn)象呢？ 環(huán)形鐵鍋放在變化的磁場中，穿過鐵鍋的磁通環(huán)形鐵鍋放在變化的磁場中，穿過鐵鍋的磁通量發(fā)生變化，在鐵鍋內(nèi)產(chǎn)生了感應(yīng)電流量發(fā)生變化，在鐵鍋內(nèi)產(chǎn)生了感應(yīng)電流. .這種電流這種電流在金屬內(nèi)部形成閉合回路，產(chǎn)生了熱量在金屬內(nèi)部形成閉合回路，產(chǎn)生了熱量. .渦流渦流 當(dāng)線圈中的電流隨時(shí)間變化時(shí)當(dāng)線圈中的電流隨時(shí)間變化時(shí), ,這個(gè)線圈附近的任何導(dǎo)這個(gè)線圈附近的任何導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流體中都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流渦流渦流. .如圖所示，把絕緣導(dǎo)線繞在如圖所示，把絕緣導(dǎo)線繞在塊狀塊狀鐵鐵芯上，當(dāng)交變電流通過導(dǎo)線時(shí)，在芯上，當(dāng)交變電流通過導(dǎo)線時(shí)，在電

4、流逐漸增大的半個(gè)周期內(nèi)，鐵芯電流逐漸增大的半個(gè)周期內(nèi)，鐵芯中會(huì)產(chǎn)生圖中虛線所示的渦流中會(huì)產(chǎn)生圖中虛線所示的渦流.在前在前面實(shí)驗(yàn)中，由于面實(shí)驗(yàn)中，由于小鐵鍋電阻很小，小鐵鍋電阻很小，穿過鐵鍋的穿過鐵鍋的磁通量變化時(shí)磁通量變化時(shí)產(chǎn)生的渦產(chǎn)生的渦流較大，足以使水溫升高流較大，足以使水溫升高.工作原理工作原理 當(dāng)在線圈導(dǎo)線中通以當(dāng)在線圈導(dǎo)線中通以高頻高頻電電流時(shí)，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在待流時(shí)，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，在待焊接元件內(nèi)產(chǎn)生較大的焊接元件內(nèi)產(chǎn)生較大的感應(yīng)電動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)勢勢，即在焊接處出現(xiàn)高電壓，繼，即在焊接處出現(xiàn)高電壓，繼而放電發(fā)熱達(dá)到焊接的目的而放電發(fā)熱達(dá)到焊接的目的. .高頻焊接高頻焊接電源電源焊

5、焊接接處處待焊接元件待焊接元件線圈導(dǎo)線線圈導(dǎo)線電磁爐電磁爐1.1.結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)圖加熱線圈加熱線圈 在電磁爐內(nèi)部在電磁爐內(nèi)部, ,由整流電路將由整流電路將50Hz50Hz的交流電變的交流電變成直流電成直流電, ,再經(jīng)過控制電路將直流電轉(zhuǎn)換成頻率為再經(jīng)過控制電路將直流電轉(zhuǎn)換成頻率為202050KHz50KHz的高頻電流的高頻電流, ,進(jìn)入爐內(nèi)線圈進(jìn)入爐內(nèi)線圈. .由于電流的由于電流的變化變化頻率較高頻率較高, ,通過鐵質(zhì)鍋底的通過鐵質(zhì)鍋底的磁通量變化率較磁通量變化率較大大，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，根據(jù)電磁感應(yīng)定律 可知可知, ,產(chǎn)生的感應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢也較大；電動(dòng)勢也較大；鐵質(zhì)鍋底是整塊導(dǎo)體，電阻很小鐵

6、質(zhì)鍋底是整塊導(dǎo)體，電阻很小, ,所以在鍋底能產(chǎn)生很強(qiáng)的渦流，使鍋底迅速發(fā)熱，所以在鍋底能產(chǎn)生很強(qiáng)的渦流，使鍋底迅速發(fā)熱，進(jìn)而加熱鍋內(nèi)的食物進(jìn)而加熱鍋內(nèi)的食物. .tnE2.2.工作原理工作原理3.3.優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)與煤氣灶、電飯鍋等炊具相比，電磁爐具有很多與煤氣灶、電飯鍋等炊具相比，電磁爐具有很多優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：(1)(1)電磁爐利用電磁爐利用渦流渦流使鍋直接發(fā)熱，減少了能量傳使鍋直接發(fā)熱，減少了能量傳遞的中間環(huán)節(jié)，能大大提高熱效率；遞的中間環(huán)節(jié)，能大大提高熱效率；(2)(2)電磁爐使用時(shí)無煙火，無毒氣、廢氣；電磁爐使用時(shí)無煙火，無毒氣、廢氣；(3)(3)電磁爐只對鐵質(zhì)鍋具加熱，爐體本身不發(fā)熱電磁爐只對

7、鐵質(zhì)鍋具加熱，爐體本身不發(fā)熱. .電磁爐被稱為電磁爐被稱為“綠色爐具綠色爐具” 線圈中流過變化的電流線圈中流過變化的電流, ,在鐵芯中產(chǎn)生的渦流使在鐵芯中產(chǎn)生的渦流使鐵芯發(fā)熱鐵芯發(fā)熱, ,浪費(fèi)了能量浪費(fèi)了能量, ,還可能損壞電器還可能損壞電器. .因此因此, ,有時(shí)有時(shí)需要減少渦流需要減少渦流. .減少渦流的途徑減少渦流的途徑: :a.a.增大鐵芯材料的電阻率增大鐵芯材料的電阻率, ,常用的材料是硅鋼常用的材料是硅鋼. .b.b.用用互相絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯互相絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來代替整塊硅來代替整塊硅鋼鐵芯鋼鐵芯. .渦流的危害及減少途徑渦流的危害及減少途徑 先把硅鋼軋成很薄的板材，板

8、材外涂以絕緣材料，再先把硅鋼軋成很薄的板材，板材外涂以絕緣材料，再把板材疊放在一起把板材疊放在一起, ,形成鐵芯形成鐵芯. .這樣渦流便被限制在薄片之這樣渦流便被限制在薄片之內(nèi)，由于回路的內(nèi)，由于回路的電阻很大，渦流大為減弱電阻很大，渦流大為減弱，渦流損失大大，渦流損失大大降低降低. .另外另外, ,硅鋼電阻率大硅鋼電阻率大, ,也也可以進(jìn)一步減少渦流損失（只可以進(jìn)一步減少渦流損失（只是普通鋼渦流損失的五分之一到四分之一）是普通鋼渦流損失的五分之一到四分之一）. .變壓器的鐵芯不是一整塊金屬，也就是這個(gè)原因變壓器的鐵芯不是一整塊金屬，也就是這個(gè)原因.渦流的力效應(yīng)渦流的力效應(yīng) 當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)

9、時(shí)當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí), ,感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力力, ,安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)電磁阻尼電磁阻尼二、磁卡和動(dòng)圈式話筒二、磁卡和動(dòng)圈式話筒 電磁感應(yīng)的應(yīng)用非常廣泛，生活中哪些物品是電磁感應(yīng)的應(yīng)用非常廣泛，生活中哪些物品是利用電磁感應(yīng)原理工作的呢利用電磁感應(yīng)原理工作的呢？磁卡電話磁卡電話自動(dòng)取款機(jī)自動(dòng)取款機(jī)電腦磁盤驅(qū)動(dòng)器電腦磁盤驅(qū)動(dòng)器磁帶錄音磁帶錄音機(jī)機(jī)動(dòng)圈式話筒動(dòng)圈式話筒 下面我們簡單了解一下磁卡和動(dòng)圈式話下面我們簡單了解一下磁卡和動(dòng)圈式話筒是如何利用電磁感應(yīng)原理工作的筒是如何利用電磁感應(yīng)原理工作的. .磁卡磁卡磁卡磁卡記錄磁頭記

10、錄磁頭空隙空隙涂有磁涂有磁性材料性材料磁卡磁卡（1 1）磁卡機(jī)的記錄磁頭的結(jié)構(gòu)）磁卡機(jī)的記錄磁頭的結(jié)構(gòu)有空隙有空隙的環(huán)形的環(huán)形鐵芯鐵芯線圈線圈（2 2）記錄信息）記錄信息流變化的磁場流變化的磁場,磁卡通過時(shí)便被不同程度地磁化磁卡通過時(shí)便被不同程度地磁化;離開空隙時(shí)離開空隙時(shí),磁卡的磁性就留下與電流變化相對應(yīng)的磁信號磁卡的磁性就留下與電流變化相對應(yīng)的磁信號,數(shù)據(jù)就這樣數(shù)據(jù)就這樣被記錄在磁卡上了被記錄在磁卡上了. 磁卡的磁性面（或記錄磁磁卡的磁性面（或記錄磁頭）以一定的速度移動(dòng)頭）以一定的速度移動(dòng), ,磁性面磁性面與記錄磁頭的空隙接觸與記錄磁頭的空隙接觸. .磁頭的磁頭的線圈一旦通以數(shù)據(jù)信號電流線

11、圈一旦通以數(shù)據(jù)信號電流,就就在環(huán)形鐵芯的空隙處產(chǎn)生隨電在環(huán)形鐵芯的空隙處產(chǎn)生隨電（3 3）讀取信息）讀取信息 讀取數(shù)據(jù)時(shí)讀取數(shù)據(jù)時(shí), ,磁卡以一定磁卡以一定的速度通過讀取磁頭的速度通過讀取磁頭, ,磁卡上磁卡上變化的磁通量絕大部分進(jìn)入變化的磁通量絕大部分進(jìn)入磁頭鐵芯磁頭鐵芯, ,在磁頭的線圈上感在磁頭的線圈上感應(yīng)出電動(dòng)勢應(yīng)出電動(dòng)勢. .感應(yīng)出的電動(dòng)勢感應(yīng)出的電動(dòng)勢的變化規(guī)律與記錄的磁信號的變化規(guī)律與記錄的磁信號相同相同, ,再經(jīng)讀取設(shè)備分析再經(jīng)讀取設(shè)備分析, ,就就可以還原出相應(yīng)的數(shù)據(jù)可以還原出相應(yīng)的數(shù)據(jù). .（4 4）磁卡的優(yōu)點(diǎn)與不足）磁卡的優(yōu)點(diǎn)與不足優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 磁卡的制作較為簡單，成本較

12、低，容易被消費(fèi)者接受磁卡的制作較為簡單，成本較低，容易被消費(fèi)者接受.不足：不足：磁卡容量小，無法記錄交易細(xì)節(jié)，保密性差，容易丟磁卡容量小，無法記錄交易細(xì)節(jié)，保密性差，容易丟失信息失信息. .動(dòng)圈式話筒動(dòng)圈式話筒 當(dāng)人對著話筒講話時(shí)當(dāng)人對著話筒講話時(shí), ,聲波使金屬膜片振動(dòng)聲波使金屬膜片振動(dòng), ,連接在膜片連接在膜片上的線圈上的線圈( (音圈音圈) )隨之在永久磁鐵的磁場里振動(dòng)，從而產(chǎn)生感隨之在永久磁鐵的磁場里振動(dòng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流應(yīng)電流. .感應(yīng)電流的大小和方向不斷發(fā)生變化感應(yīng)電流的大小和方向不斷發(fā)生變化, ,與其相關(guān)的振與其相關(guān)的振幅和頻率也在變化幅和頻率也在變化. .這個(gè)帶有聲音信號的感應(yīng)

13、電流經(jīng)擴(kuò)音器這個(gè)帶有聲音信號的感應(yīng)電流經(jīng)擴(kuò)音器放大后傳給揚(yáng)聲器放大后傳給揚(yáng)聲器, ,揚(yáng)聲器就能放出被放大的聲音了揚(yáng)聲器就能放出被放大的聲音了. .動(dòng)圈式話筒動(dòng)圈式話筒1.1.下列哪些措施是為了防止渦流的危害（）下列哪些措施是為了防止渦流的危害（）A.A.電磁爐所用的鍋要用平厚底金屬鍋電磁爐所用的鍋要用平厚底金屬鍋B.B.磁電式電表的線圈常常用鋁框做骨架，把線圈繞磁電式電表的線圈常常用鋁框做骨架，把線圈繞在鋁框上在鋁框上C.C.變壓器的鐵芯不做成整塊，而是用許多電阻率很變壓器的鐵芯不做成整塊，而是用許多電阻率很大的硅鋼片疊合而成大的硅鋼片疊合而成D.D.變壓器的鐵芯的每片硅鋼片表面涂有不導(dǎo)電的氧

14、變壓器的鐵芯的每片硅鋼片表面涂有不導(dǎo)電的氧化層化層CDCD2.2.在水平放置的光滑導(dǎo)軌上，沿導(dǎo)軌固定一個(gè)條形在水平放置的光滑導(dǎo)軌上，沿導(dǎo)軌固定一個(gè)條形磁鐵，如圖所示磁鐵，如圖所示. .現(xiàn)有鐵、鋁和有機(jī)玻璃制成的滑塊現(xiàn)有鐵、鋁和有機(jī)玻璃制成的滑塊甲、乙、丙，使它們從導(dǎo)軌上的甲、乙、丙，使它們從導(dǎo)軌上的A A點(diǎn)以某一初速度向點(diǎn)以某一初速度向磁鐵滑去磁鐵滑去. .各物塊在碰上磁鐵前的運(yùn)動(dòng)情況是各物塊在碰上磁鐵前的運(yùn)動(dòng)情況是( ( ) )A.A.都做勻速運(yùn)動(dòng)都做勻速運(yùn)動(dòng)B.B.甲做加速運(yùn)動(dòng)甲做加速運(yùn)動(dòng)C.C.乙做勻速運(yùn)動(dòng)乙做勻速運(yùn)動(dòng)D.D.丙做勻速運(yùn)動(dòng)丙做勻速運(yùn)動(dòng)解析：解析：選選B B、D.D.鐵塊會(huì)

15、被磁化，與磁鐵相互吸引，鐵塊會(huì)被磁化，與磁鐵相互吸引，所以甲做加速運(yùn)動(dòng)，所以甲做加速運(yùn)動(dòng)，B B正確；鋁塊不會(huì)被磁化，正確；鋁塊不會(huì)被磁化，但會(huì)形成渦流，與磁鐵相互排斥，所以乙做減但會(huì)形成渦流，與磁鐵相互排斥，所以乙做減速運(yùn)動(dòng)，速運(yùn)動(dòng)，C C錯(cuò)誤；有機(jī)玻璃既不會(huì)被磁化也不會(huì)錯(cuò)誤；有機(jī)玻璃既不會(huì)被磁化也不會(huì)產(chǎn)生渦流，所以丙做勻速運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生渦流，所以丙做勻速運(yùn)動(dòng). .故正確答案為故正確答案為B B、D.D.3.3.關(guān)于磁帶錄音機(jī)在錄、放音過程中的主要工作原關(guān)于磁帶錄音機(jī)在錄、放音過程中的主要工作原理，下列說法正確的是理，下列說法正確的是( )( )A.A.放音過程是電磁感應(yīng)，錄音過程是電流的磁效應(yīng)放

16、音過程是電磁感應(yīng)，錄音過程是電流的磁效應(yīng)B.B.錄音過程是電磁感應(yīng)，放音過程是電流的磁效應(yīng)錄音過程是電磁感應(yīng)，放音過程是電流的磁效應(yīng)C.C.錄、放音過程都是電磁感應(yīng)錄、放音過程都是電磁感應(yīng)D.D.錄、放音過程都是磁場對電流的作用錄、放音過程都是磁場對電流的作用A A4.4.如圖所示是高頻焊接原理示意圖線圈中通以高頻如圖所示是高頻焊接原理示意圖線圈中通以高頻變化的電流時(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電變化的電流時(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流通過焊縫產(chǎn)生大量熱量，將金屬熔化，流，感應(yīng)電流通過焊縫產(chǎn)生大量熱量，將金屬熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分發(fā)熱很少，以下把工件焊接在一起

17、，而工件其他部分發(fā)熱很少，以下說法正確的是（說法正確的是（ ）A A電流變化的頻率越高，焊縫處的溫度升高得越快電流變化的頻率越高，焊縫處的溫度升高得越快B B電流變化的頻率越低，焊縫處的溫度升高得越快電流變化的頻率越低，焊縫處的溫度升高得越快C C工件上只有焊縫處溫度升得很高是因?yàn)楹缚p處的電阻小工件上只有焊縫處溫度升得很高是因?yàn)楹缚p處的電阻小D D工件上只有焊縫處溫度升得很高是因?yàn)楹缚p處的電阻大工件上只有焊縫處溫度升得很高是因?yàn)楹缚p處的電阻大解析：解析：選選A A、D.D.線圈中通以高頻變化的電流時(shí)，待焊接的金線圈中通以高頻變化的電流時(shí)，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的大小與感應(yīng)電動(dòng)勢有屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的大小與感應(yīng)電動(dòng)勢有關(guān)，電流變化的頻率越高，電流變化關(guān)，電流變化的頻率越高，電流變化得得越快，感應(yīng)電動(dòng)勢就越快，感應(yīng)電動(dòng)勢就越大，越大，A A選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確. .工件上焊縫處的電阻大，電流產(chǎn)生的熱量工件上焊縫處的電阻大，電流產(chǎn)生的熱量就多，就多，D D選項(xiàng)也正確選項(xiàng)也正確. .5.5.動(dòng)圈式話筒的音圈半徑為動(dòng)圈式話筒的音圈半徑為r,r,磁鐵產(chǎn)生的徑磁鐵產(chǎn)生的徑向磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)