全優(yōu)課堂2016-2017學(xué)年高中物理第1章電磁感應(yīng)第7節(jié)渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用課件

第七節(jié)渦流現(xiàn)象及其應(yīng)用1．一個(gè)線圈的電流在均勻增大，則這個(gè)線圈的()A．自感系數(shù)也將均勻增大B．自感電動(dòng)勢(shì)也將均勻增大C．磁通量的變化率也將均勻增大D．自感系數(shù)、自感電動(dòng)勢(shì)都不變【答案】D課前·自主學(xué)習(xí)2.(2016·鹽城模擬)小明用如圖所示電路做斷電自感實(shí)驗(yàn)．他先閉合開(kāi)關(guān)K，燈泡發(fā)光，再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K，觀察到燈泡突然變亮后熄滅．據(jù)此，他作出如下判斷，正確的是()A．線圈的直流電阻為零B．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間線圈中電流變大C．開(kāi)關(guān)斷開(kāi)前后線圈中電流方向相反D．開(kāi)關(guān)斷開(kāi)前后燈泡中電流方向相反【答案】D【解析】線圈的直流電阻為零，則閉合開(kāi)關(guān)，穩(wěn)定后電路中的電流值特別大，再斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K，根據(jù)楞次定律，流過(guò)燈泡的電流從線圈原來(lái)的電流逐漸減小，所以電流過(guò)大，燈泡可能將被瞬間燒壞，不符合實(shí)驗(yàn)的要求，故A錯(cuò)誤；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，根據(jù)楞次定律，流過(guò)線圈的電流從線圈原來(lái)的電流逐漸減小，線圈中的電流不能變大，故B錯(cuò)誤；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，根據(jù)楞次定律，流過(guò)線圈的電流從線圈原來(lái)的電流逐漸減小，方向不會(huì)變化，故C錯(cuò)誤；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)時(shí)，根據(jù)楞次定律，流過(guò)線圈的電流從線圈原來(lái)的電流逐漸減小，方向不變，所以流過(guò)燈泡的電流方向與開(kāi)始時(shí)是相反的，故D正確．故選D.3．(多選)日光燈電路主要由鎮(zhèn)流器、啟動(dòng)器和燈管組成，在日光燈正常工作的情況下()A．燈管點(diǎn)亮發(fā)光后，啟動(dòng)器中的觸片是閉合的B．燈管點(diǎn)亮發(fā)光后，鎮(zhèn)流器起降壓限流作用C．鎮(zhèn)流器起限流作用D．鎮(zhèn)流器給日光燈的開(kāi)始點(diǎn)亮提供瞬時(shí)高壓【答案】BD【解析】啟動(dòng)器正常發(fā)光后觸片斷開(kāi)，鎮(zhèn)流器開(kāi)始提供瞬時(shí)高壓，點(diǎn)亮后降壓限流．一、渦流現(xiàn)象1．渦流現(xiàn)象：在___________內(nèi)部發(fā)生電磁感應(yīng)而產(chǎn)生______________的現(xiàn)象．整塊導(dǎo)體感應(yīng)電流外周長(zhǎng)

頻率

二、渦流的應(yīng)用1．電磁灶(1)加熱原理：磁場(chǎng)感應(yīng)______加熱．(2)優(yōu)點(diǎn)①________加熱，熱效率高．②無(wú)________和________，清潔、安全．③功能全．渦流直接明火炊煙2．高頻感應(yīng)爐(1)原理：渦流感應(yīng)加熱．(2)優(yōu)點(diǎn)：①____________加熱，熱源和受熱物體可以不直接接觸；②加熱__________，__________，可以減小表面氧化現(xiàn)象；③容易控制______，提高加工精度；④可實(shí)現(xiàn)_____加熱；⑤可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制；⑥可減小占地、熱輻射、噪聲和灰塵．非接觸式效率高速度快溫度局部3．渦流制動(dòng)與探測(cè)(1)渦流制動(dòng)①原理：______相對(duì)于______運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力，________________總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)．②應(yīng)用：電表的阻尼制動(dòng)、高速機(jī)車制動(dòng)的________、脫水機(jī)的制動(dòng)．(2)渦流探測(cè)①原理：______與互感．②應(yīng)用：探測(cè)行李包中的槍支、掩埋的地雷、金屬覆蓋膜厚度．導(dǎo)體

磁場(chǎng)

安培力的方向

渦流閘

渦流

三、渦流的防止1．原理：縮小導(dǎo)體的__________，增大材料的__________．2．事例：電機(jī)和變壓器的鐵芯用__________疊壓而成．3．目的：減少______損失，提高機(jī)械效率．外周長(zhǎng)電阻率硅鋼片發(fā)熱安全檢查報(bào)警器的原理．【答案】在報(bào)警器內(nèi)有一線圈，線圈中通有高頻電流，因此線圈周圍有著高頻的變化磁場(chǎng)．當(dāng)報(bào)警器靠近金屬體時(shí)，線圈的磁場(chǎng)在金屬體中感應(yīng)出渦電流，渦電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)又會(huì)穿過(guò)線圈，改變線圈中的原磁場(chǎng)，使相關(guān)的電子線路產(chǎn)生報(bào)警聲.1．本質(zhì)：電磁感應(yīng)現(xiàn)象．2．條件：穿過(guò)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．3．特點(diǎn)：整個(gè)導(dǎo)體回路的電阻一般很小，感應(yīng)電流很大．4．產(chǎn)生渦流的兩種情況：(1)塊狀金屬放在變化的磁場(chǎng)中；(2)塊狀金屬進(jìn)出磁場(chǎng)或在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)．課堂·優(yōu)化整合5．能量變化伴隨著渦流現(xiàn)象，其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能并最終在金屬塊中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．如果金屬塊放在了變化的磁場(chǎng)中，則磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；如果金屬塊進(jìn)出磁場(chǎng)或在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)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． 如下圖所示，是高頻焊接原理示意圖，線圈中通以高頻交流電時(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(guò)焊縫產(chǎn)生大量熱量，將金屬熔化，把工件焊接在一起，而工件其他的部分發(fā)熱很少，以下說(shuō)法中正確的是(

)例1A．交流電的頻率越高，焊縫處的溫度升高得越快B．交流電的頻率越低，焊縫處的溫度升高得越快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處的電阻大解析：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(shì)有關(guān)，電流變化的頻率越高，電流變化得越快，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大，A選項(xiàng)正確；工件上焊縫處的電阻大，電流在此處產(chǎn)生的熱量就多，D正確．答案：AD?題后反思高頻焊接利用了渦流的熱效應(yīng)，而渦流的本質(zhì)就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，可用法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律分析．1．(多選)機(jī)場(chǎng)的安檢門可以利用渦流探測(cè)人身上攜帶的金屬物品，安檢門中接有線圈，線圈中通以交變電流，關(guān)于其工作原理，以下說(shuō)法正確的是()A．人身上攜帶的金屬物品會(huì)被地磁場(chǎng)磁化，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流B．人體在線圈交變電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)并在金屬物品中產(chǎn)生感應(yīng)電流C．線圈產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)會(huì)在金屬物品中產(chǎn)生交變的感應(yīng)電流D．金屬物品中感應(yīng)電流產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)會(huì)在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流【答案】CD【解析】一般金屬物品不一定能被磁化，且地磁場(chǎng)很弱，即使金屬被磁化磁性也很弱，作為導(dǎo)體的人體電阻很大，且一般不會(huì)與金屬物品構(gòu)成回路，故A、B錯(cuò)誤；安檢門利用渦流探測(cè)金屬物品的工作原理是：線圈中交變電流產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，使金屬物品中產(chǎn)生渦流，故C正確；該渦流產(chǎn)生的磁場(chǎng)又會(huì)在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，而線圈中交變電流的變化可以被檢測(cè)，故D項(xiàng)正確．電磁阻尼與電磁驅(qū)動(dòng)的比較比較電磁阻尼電磁驅(qū)動(dòng)不同點(diǎn)成因由于導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流由于磁場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)引起磁通量的變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流效果安培力的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相反，阻礙物體運(yùn)動(dòng)導(dǎo)體受安培力的方向與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向相同，推動(dòng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)能量轉(zhuǎn)化導(dǎo)體克服安培力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化為內(nèi)能由于電磁感應(yīng)，磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能，通過(guò)安培力做功，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而對(duì)外做功相同點(diǎn)兩者都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象【特別提醒】電磁阻尼、電磁驅(qū)動(dòng)都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，都遵循楞次定律，安培力總是阻礙引起感應(yīng)電流的導(dǎo)體與磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)． 位于光滑水平面的小車上放置一螺線管，一個(gè)比螺線管長(zhǎng)的條形磁鐵沿著螺線管的軸線以初速度v水平穿過(guò)，如下圖所示，在此過(guò)程中()A．磁鐵做勻速直線運(yùn)動(dòng)B．磁鐵做減速運(yùn)動(dòng)C．小車向右做加速運(yùn)動(dòng) D．小車先加速后減速例2解析：磁鐵水平穿入螺線管時(shí)，管中將產(chǎn)生感應(yīng)電流，由楞次定律的擴(kuò)展知產(chǎn)生的相互作用力阻礙磁鐵的運(yùn)動(dòng)．同理，磁鐵穿出時(shí)產(chǎn)生的相互作用力也阻礙磁鐵的運(yùn)動(dòng)，故整個(gè)過(guò)程中，磁鐵做減速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B是正確的．而對(duì)于小車上螺線管來(lái)說(shuō)，在此過(guò)程中，螺線管受到的安培力都是水平向右，這個(gè)安培力使小車向右運(yùn)動(dòng)，且一直做加速運(yùn)動(dòng)，C項(xiàng)對(duì)．答案：BC2．如圖所示，蹄形磁鐵的兩極之間放置一個(gè)線圈abcd，磁鐵和線圈都可以繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)磁鐵按圖示方向繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的運(yùn)動(dòng)情況是()A．俯視，線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同B．俯視，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速與