第1章 第3節(jié) 電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用

第1章新知預(yù)習(xí)·巧設(shè)計(jì)名師課堂·一點(diǎn)通要點(diǎn)一要點(diǎn)二第3節(jié)創(chuàng)新演練·大沖關(guān)隨堂檢測歸納小結(jié)課下作業(yè)綜合提升1．了解渦流的產(chǎn)生原因及如何防止

和利用渦流。2．知道渦流在生產(chǎn)、生活中的實(shí)際

應(yīng)用。3．了解磁卡存取信息的原理及動(dòng)圈

式話筒的工作原理。[讀教材·填要點(diǎn)]一、渦流及其應(yīng)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

，金屬塊內(nèi)部所產(chǎn)生的旋渦狀的感應(yīng)電流。

2．產(chǎn)生把金屬塊放在

的磁場中，或讓它在非均勻磁場中

時(shí)，金屬塊內(nèi)部都會(huì)產(chǎn)生渦流。發(fā)生變化變化運(yùn)動(dòng)3．利用新型爐具

就是利用渦流原理制成的，其優(yōu)點(diǎn)是

高；無煙火，無

，被稱為“綠色爐具”。

4．防止為減小渦流，電動(dòng)機(jī)、變壓器鐵芯是用外表涂有

的薄硅鋼片疊成的，而不采用整塊硅鋼鐵芯，這樣減少發(fā)熱，降低能耗，提高了設(shè)備的工作效率。電磁爐熱效率毒氣廢氣絕緣材料二、磁卡和動(dòng)圈式話筒

1．磁卡工作原理磁卡信息的錄入是利用了

；信息的讀取與錄入過程相反，利用了

。

2．動(dòng)圈式話筒動(dòng)圈式話筒是把

轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

的裝置，由膜片、線圈、永磁體等構(gòu)成。其工作原理是利用了

。電流的磁效應(yīng)電磁感應(yīng)原理聲音信號(hào)電信號(hào)電磁感應(yīng)原理[試身手·夯基礎(chǔ)]1．渦流的本質(zhì)是________現(xiàn)象，根據(jù)能量守恒定律，伴隨著渦流的產(chǎn)生，其他形式的能轉(zhuǎn)化為________，最終在金屬塊中轉(zhuǎn)化為________。特殊之處在于感應(yīng)電流不是在線狀回路產(chǎn)生的，而是在塊狀金屬中自成回路產(chǎn)生的。答案：電磁感應(yīng)電能內(nèi)能2．下列關(guān)于渦流的說法中正確的是 (

)A．渦流跟平時(shí)常見的感應(yīng)電流一樣，都是因?yàn)榇┻^導(dǎo)體的磁通量變化而產(chǎn)生的B．渦流不是感應(yīng)電流，而是一種有別于感應(yīng)電流的特殊電流C．渦流有熱效應(yīng)，但沒有磁效應(yīng)D．在硅鋼中不能產(chǎn)生渦流解析：渦流屬電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤。渦流具有電流的熱效應(yīng)和磁效應(yīng)，故C項(xiàng)錯(cuò)。硅鋼中只是電阻率大，渦流小，故D項(xiàng)錯(cuò)。答案：A3．普通錄音機(jī)主要由機(jī)內(nèi)話筒、磁帶、錄放磁頭、放大電路、揚(yáng)聲器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等部分組成，如圖1－3－1所示是錄音機(jī)的錄、放原理示意圖。請(qǐng)根據(jù)示意圖，簡述錄音機(jī)的錄、放原理。圖1－3－1解析：錄音機(jī)在錄音時(shí)，聲音使話筒中產(chǎn)生隨聲音而變化的感應(yīng)電流——音頻電流。音頻電流經(jīng)放大電路放大后，進(jìn)入錄音磁頭的線圈中，在磁頭的縫隙處產(chǎn)生隨音頻電流變化的磁場。磁帶緊貼著磁頭縫隙移動(dòng)，磁帶上的磁粉層被磁化，在磁帶上就記錄下聲音的磁信號(hào)。放音是錄音的逆過程。放音時(shí)，磁帶緊貼著放音磁頭的縫隙通過，磁帶上變化的磁場使放音磁頭線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的變化跟記錄下的磁信號(hào)變化規(guī)律相同，所以線圈中產(chǎn)生的是音頻電流。這個(gè)電流經(jīng)放大電路放大后，送到揚(yáng)聲器，揚(yáng)聲器把音頻電流還原成聲音。在錄音機(jī)里，錄、放兩種功能是合用一個(gè)磁頭完成的，錄音時(shí)磁頭與話筒相連；放音時(shí)磁頭與揚(yáng)聲器相連。答案：見解析1．渦流產(chǎn)生的條件渦流的本質(zhì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，渦流產(chǎn)生的條件是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(gòu)成閉合回路。同時(shí)因?yàn)檎麄€(gè)導(dǎo)體回路的電阻一般很小，所以感應(yīng)電流很大，就像水中的旋渦。

2．可以產(chǎn)生渦流的兩種情況

(1)把塊狀金屬放在變化的磁場中。

(2)讓塊狀金屬進(jìn)出磁場或在非勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)。3．能量轉(zhuǎn)化伴隨著渦流現(xiàn)象，其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能最終在金屬塊中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

(1)如果金屬塊放在了變化的磁場中，則磁場能轉(zhuǎn)化為電能最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

(2)如果是金屬塊進(jìn)出磁場或在非勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動(dòng)，則由于克服安培力做功，金屬塊的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。[名師點(diǎn)睛]電磁感應(yīng)現(xiàn)象中出現(xiàn)的電能，一定是由其他形式的能轉(zhuǎn)化而來的，具體問題中會(huì)涉及多種形式的能之間的轉(zhuǎn)化，如機(jī)械能和電能的相互轉(zhuǎn)化，電能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化。分析時(shí)，應(yīng)牢牢抓住能量守恒這一基本規(guī)律，分析有哪些力做功，哪些形式的能量參與了轉(zhuǎn)化。圖1－3－21.如圖1－3－2所示，沿水平方向的磁場垂直于光滑曲面，閉合小金屬球從高為h的曲面上端無初速度滑下，又沿曲面的另一側(cè)上升，則(

)A．若是勻強(qiáng)磁場，小球在左側(cè)上升的高度小于hB．若是勻強(qiáng)磁場，小球在左側(cè)上升的高度等于hC．若是非勻強(qiáng)磁場，小球在左側(cè)上升的高度等于hD．若是非勻強(qiáng)磁場，小球在左側(cè)上升的高度大于h[審題指導(dǎo)](1)小球在哪種磁場中運(yùn)動(dòng)磁通量發(fā)生變化。(2)小球上升高度變化說明有機(jī)械能與電能的轉(zhuǎn)化。[解析]當(dāng)磁場為勻強(qiáng)磁場時(shí)，穿過小球的磁通量保持不變，不會(huì)有電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生，小球的機(jī)械能守恒，小球在曲面左側(cè)可以達(dá)到同樣的高度h，選項(xiàng)B正確，A錯(cuò)誤；當(dāng)磁場為非勻強(qiáng)磁場時(shí)，穿過小球的磁通量會(huì)發(fā)生變化，在小球中會(huì)有渦流產(chǎn)生，從而使小球的機(jī)械能減少，轉(zhuǎn)化為電能，進(jìn)而使小球內(nèi)能增加，所以小球到達(dá)曲面左側(cè)的高度要比h低，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。

[答案]

B渦流的本質(zhì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，根據(jù)能量守恒定律，伴隨著渦流的產(chǎn)生，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，最終在金屬塊中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2．動(dòng)圈式話筒的工作原理如圖1－3－3所示，是動(dòng)圈式話筒的結(jié)構(gòu)原理圖。圖1－3－3它是利用電磁感應(yīng)原理制成的。當(dāng)聲波傳播到金屬膜片時(shí)，金屬膜片隨著振動(dòng)起來，連接在膜片上的線圈(即音圈)隨之振動(dòng)起來，這樣線圈在永磁鐵的磁場中振動(dòng)的過程中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的大小與方向隨著聲波信號(hào)的變化而變化，從而將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。這個(gè)電信號(hào)電流經(jīng)放大，傳給揚(yáng)聲器，又將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲音信號(hào)發(fā)送出去。[名師點(diǎn)睛]任何相反的兩個(gè)物理過程，從能量轉(zhuǎn)化角度看，能量轉(zhuǎn)化的方向也正好相反，如豎直上拋上升過程，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢能，下降過程勢能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，磁卡的錄入和讀取，聲音的錄制與播放都是能量轉(zhuǎn)化相反的兩個(gè)過程。2．動(dòng)圈式話筒和磁帶錄放機(jī)都應(yīng)用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。圖1－3－4甲是動(dòng)圈式話筒的原理圖，圖乙分別是錄放機(jī)的錄、放原理圖。由圖可知圖1－3－4①話筒工作時(shí)磁鐵不動(dòng)，線圈振動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流

②錄音機(jī)放音時(shí)變化的磁場在靜止的線圈里產(chǎn)生感應(yīng)電流③錄音機(jī)放音時(shí)線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場④錄音機(jī)錄音時(shí)線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場其中正確的是 (

)A．②③④

B．①②③

C．①②④ D．①③④[審題指導(dǎo)]解答此類問題需把握以下三點(diǎn)：(1)弄清現(xiàn)象的因果關(guān)系。(2)明確由電(流)生磁(場)屬電流磁效應(yīng)。(3)明確由磁(場)生電(流)屬電磁感應(yīng)。[解析]話筒的工作原理是：聲波迫使金屬線圈在磁鐵產(chǎn)生的磁場中振動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，①正確。錄音機(jī)錄音時(shí)，話筒產(chǎn)生的感應(yīng)電流經(jīng)放大電路放大后在錄音機(jī)磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場，④正確。錄音機(jī)在放音時(shí)通過變化的磁場使放音磁頭產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng)放大電路后再送到揚(yáng)聲器中，②正確。

[答案]

C錄音過程是電生磁，利用了電流的磁效應(yīng)；放音過程是磁生電，利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。1．(對(duì)應(yīng)要點(diǎn)一)如圖1－3－5所示，在一個(gè)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(shí)間后，一個(gè)容器中水溫升高，則通入的電流與水溫升高的是 (

)A．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、玻璃杯圖1－3－5解析：通入恒定直流時(shí)，所產(chǎn)生的磁場不變，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，通入變化的電流，所產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化，在空間產(chǎn)生感生電場，鐵鍋是導(dǎo)體，感生電場在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生渦流，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使水溫升高；渦流是由變化的磁場在導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的，所以玻璃杯中的水不會(huì)升溫。答案：C2．(對(duì)應(yīng)要點(diǎn)二)唱卡拉OK用的話筒，內(nèi)有傳感器，其中有一種是動(dòng)圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后粘接一個(gè)輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當(dāng)聲波使膜片前后振動(dòng)時(shí)，就將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。下列說法中正確的是 (

)A．該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的B．該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的C．膜片振動(dòng)時(shí)，穿過金屬線圈的磁通量不變D．膜片振動(dòng)時(shí)，金屬線圈中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢解析：動(dòng)圈式話筒是利用電磁感應(yīng)制成的。當(dāng)聲波使金屬膜片振動(dòng)時(shí)，粘接在膜片上的金屬線圈隨著一起振動(dòng)，線圈在永磁體的磁場里振動(dòng)，線圈中的磁通量發(fā)生變化，進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢和感應(yīng)電流，將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。