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

第七節(jié)渦流現(xiàn)象及其應用1．一個線圈的電流在均勻增大，則這個線圈的()A．自感系數(shù)也將均勻增大B．自感電動勢也將均勻增大C．磁通量的變化率也將均勻增大D．自感系數(shù)、自感電動勢都不變【答案】D課前·自主學習2.(2016·鹽城模擬)小明用如圖所示電路做斷電自感實驗．他先閉合開關K，燈泡發(fā)光，再斷開開關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．斷開開關瞬間線圈中電流變大C．開關斷開前后線圈中電流方向相反D．開關斷開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，則閉合開關，穩(wěn)定后電路中的電流值特別大，再斷開開關K，根據(jù)楞次定律，流過燈泡的電流從線圈原來的電流逐漸減小，所以電流過大，燈泡可能將被瞬間燒壞，不符合實驗的要求，故A錯誤；斷開開關時，根據(jù)楞次定律，流過線圈的電流從線圈原來的電流逐漸減小，線圈中的電流不能變大，故B錯誤；斷開開關時，根據(jù)楞次定律，流過線圈的電流從線圈原來的電流逐漸減小，方向不會變化，故C錯誤；斷開開關時，根據(jù)楞次定律，流過線圈的電流從線圈原來的電流逐漸減小，方向不變，所以流過燈泡的電流方向與開始時是相反的，故D正確．故選D.3．(多選)日光燈電路主要由鎮(zhèn)流器、啟動器和燈管組成，在日光燈正常工作的情況下()A．燈管點亮發(fā)光后，啟動器中的觸片是閉合的B．燈管點亮發(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)流器給日光燈的開始點亮提供瞬時高壓【答案】BD【解析】啟動器正常發(fā)光后觸片斷開，鎮(zhèn)流器開始提供瞬時高壓，點亮后降壓限流．一、渦流現(xiàn)象1．渦流現(xiàn)象：在___________內(nèi)部發(fā)生電磁感應而產(chǎn)生______________的現(xiàn)象．整塊導體感應電流外周長

頻率

二、渦流的應用1．電磁灶(1)加熱原理：磁場感應______加熱．(2)優(yōu)點①________加熱，熱效率高．②無________和________，清潔、安全．③功能全．渦流直接明火炊煙2．高頻感應爐(1)原理：渦流感應加熱．(2)優(yōu)點：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可實現(xiàn)_____加熱；⑤可實現(xiàn)自動化控制；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．渦流制動與探測(1)渦流制動①原理：______相對于______運動，產(chǎn)生的感應電流會使導體受到安培力，________________總是阻礙導體的運動．②應用：電表的阻尼制動、高速機車制動的________、脫水機的制動．(2)渦流探測①原理：______與互感．②應用：探測行李包中的槍支、掩埋的地雷、金屬覆蓋膜厚度．導體

磁場

安培力的方向

渦流閘

渦流

三、渦流的防止1．原理：縮小導體的__________，增大材料的__________．2．事例：電機和變壓器的鐵芯用__________疊壓而成．3．目的：減少______損失，提高機械效率．外周長電阻率硅鋼片發(fā)熱安全檢查報警器的原理．【答案】在報警器內(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．當報警器靠近金屬體時，線圈的磁場在金屬體中感應出渦電流，渦電流產(chǎn)生的磁場又會穿過線圈，改變線圈中的原磁場，使相關的電子線路產(chǎn)生報警聲.1．本質(zhì)：電磁感應現(xiàn)象．2．條件：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成閉合回路．3．特點：整個導體回路的電阻一般很小，感應電流很大．4．產(chǎn)生渦流的兩種情況：(1)塊狀金屬放在變化的磁場中；(2)塊狀金屬進出磁場或在非勻強磁場中運動．課堂·優(yōu)化整合5．能量變化伴隨著渦流現(xiàn)象，其他形式的能轉化成電能并最終在金屬塊中轉化為內(nèi)能．如果金屬塊放在了變化的磁場中，則磁場能轉化為電能最終轉化為內(nèi)能；如果金屬塊進出磁場或在非勻強磁場中運動，則由于克服安培力做功，金屬塊的機械能轉化為電能最終轉化為內(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，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應電流，感應電流通過焊縫產(chǎn)生大量熱量，將金屬熔化，把工件焊接在一起，而工件其他的部分發(fā)熱很少，以下說法中正確的是(

)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為焊縫處的電阻小D．工件上只有焊縫處溫度升得很高是因為焊縫處的電阻大解析：線圈中通以高頻變化的電流時，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應電流，感應電流的大小與感應電動勢有關，電流變化的頻率越高，電流變化得越快，感應電動勢就越大，A選項正確；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，而渦流的本質(zhì)就是電磁感應現(xiàn)象，可用法拉第電磁感應定律和歐姆定律分析．1．(多選)機場的安檢門可以利用渦流探測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，關于其工作原理，以下說法正確的是()A．人身上攜帶的金屬物品會被地磁場磁化，在線圈中產(chǎn)生感應電流B．人體在線圈交變電流產(chǎn)生的磁場中運動，產(chǎn)生感應電動勢并在金屬物品中產(chǎn)生感應電流C．線圈產(chǎn)生的交變磁場會在金屬物品中產(chǎn)生交變的感應電流D．金屬物品中感應電流產(chǎn)生的交變磁場會在線圈中產(chǎn)生感應電流【答案】CD【解析】一般金屬物品不一定能被磁化，且地磁場很弱，即使金屬被磁化磁性也很弱，作為導體的人體電阻很大，且一般不會與金屬物品構成回路，故A、B錯誤；安檢門利用渦流探測金屬物品的工作原理是：線圈中交變電流產(chǎn)生交變磁場，使金屬物品中產(chǎn)生渦流，故C正確；該渦流產(chǎn)生的磁場又會在線圈中產(chǎn)生感應電流，而線圈中交變電流的變化可以被檢測，故D項正確．電磁阻尼與電磁驅動的比較比較電磁阻尼電磁驅動不同點成因由于導體在磁場中運動而產(chǎn)生感應電流由于磁場的運動引起磁通量的變化而產(chǎn)生感應電流效果安培力的方向與導體運動方向相反，阻礙物體運動導體受安培力的方向與導體運動方向相同，推動導體運動能量轉化導體克服安培力做功，其他形式的能轉化為電能，再轉化為內(nèi)能由于電磁感應，磁場能轉化為電能，通過安培力做功，電能轉化為機械能，而對外做功相同點兩者都是電磁感應現(xiàn)象【特別提醒】電磁阻尼、電磁驅動都是電磁感應現(xiàn)象，都遵循楞次定律，安培力總是阻礙引起感應電流的導體與磁場間的相對運動． 位于光滑水平面的小車上放置一螺線管，一個比螺線管長的條形磁鐵沿著螺線管的軸線以初速度v水平穿過，如下圖所示，在此過程中()A．磁鐵做勻速直線運動B．磁鐵做減速運動C．小車向右做加速運動 D．小車先加速后減速例2解析：磁鐵水平穿入螺線管時，管中將產(chǎn)生感應電流，由楞次定律的擴展知產(chǎn)生的相互作用力阻礙磁鐵的運動．同理，磁鐵穿出時產(chǎn)生的相互作用力也阻礙磁鐵的運動，故整個過程中，磁鐵做減速運動，選項B是正確的．而對于小車上螺線管來說，在此過程中，螺線管受到的安培力都是水平向右，這個安培力使小車向右運動，且一直做加速運動，C項對．答案：BC2．如圖所示，蹄形磁鐵的兩極之間放置一個線圈abcd，磁鐵和線圈都可以繞OO′軸轉動，當磁鐵按圖示方向繞OO′軸轉動，線圈的運動情況是()A．俯視，線圈順時針轉動，轉速與磁鐵相同B．俯視，線圈逆時針轉動，轉速與