高二物理電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用

關(guān)于高二物理電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解渦流的產(chǎn)生原因及如何防止和利用渦流．2．了解渦流在生產(chǎn)、生活中的實(shí)際應(yīng)用．3．掌握磁卡存取信息的原理及動(dòng)圈式話筒的工作原理．重點(diǎn)難點(diǎn)：對(duì)渦流產(chǎn)生原因及現(xiàn)象的理解．第2頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天

核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練知能優(yōu)化訓(xùn)練第3節(jié)課前自主學(xué)案第3頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、渦流及其應(yīng)用1．渦流：把塊狀金屬放在變化的磁場(chǎng)中，穿過金屬塊的________發(fā)生變化，金屬塊中產(chǎn)生__________這種電流在金屬塊內(nèi)部形成閉合回路，就像旋渦一樣，叫渦流．磁通量感應(yīng)電流．第4頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天2．電磁爐：當(dāng)50Hz的交流電流流入電磁爐時(shí)，經(jīng)過整流變?yōu)楦哳l電流進(jìn)入電磁爐內(nèi)的線圈．由于電流的變化頻率很高，通過鐵質(zhì)鍋底的______變化率很大，根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知，產(chǎn)生的_________也很大，鐵質(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_________，使鍋底迅速發(fā)熱，進(jìn)而加熱鍋底的食物．3．電磁爐的優(yōu)點(diǎn)：電磁爐利用______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_(dá)_______；電磁爐使用時(shí)無______，無_____、______；電磁爐只對(duì)鐵質(zhì)鍋具加熱，爐體本身不發(fā)熱……由于以上優(yōu)點(diǎn)，電磁爐被稱為“綠色爐具”．磁通量感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)渦電流渦流熱效率煙火毒氣廢氣第5頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天思考感悟利用渦流給物體加熱時(shí)，是高頻電源效果好？還是低頻電源效果好？提示：高頻電源好，因?yàn)楦哳l電源磁場(chǎng)變化快，磁場(chǎng)中導(dǎo)體內(nèi)磁通量變化快，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流更大，加熱效果好．第6頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、磁卡和動(dòng)圈式話筒1．磁卡記錄信息時(shí)，磁卡的_______

(或記錄磁頭)以一定的速度移動(dòng)，磁性面與記錄磁頭的_____接觸，一旦磁頭中的_______通以數(shù)據(jù)信號(hào)電流，就在環(huán)形鐵芯空隙處產(chǎn)生隨電流變化的______，磁卡通過時(shí)便會(huì)被不同程度地______，離開空隙時(shí)，磁卡上的磁性層就留下相應(yīng)于電流變化的磁信號(hào)．讀取磁卡信息時(shí)，磁卡磁性面以一定的速度通過磁頭_____，磁卡上變化的_______絕大部分通過磁頭鐵芯，在磁頭線圈中感應(yīng)出________磁性面空隙線圈磁場(chǎng)磁化空隙磁通量電動(dòng)勢(shì)．第7頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天2．動(dòng)圈式話筒話筒是把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的裝置，動(dòng)圈式話筒由_____、線圈、永磁體三個(gè)主要部分構(gòu)成．當(dāng)對(duì)著話筒講話時(shí)，聲波使______振動(dòng)，連在膜片上的_____隨之在永磁體的磁場(chǎng)中振動(dòng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流．這個(gè)感應(yīng)電流隨著聲音的變化而變化．膜片膜片線圈第8頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、渦流的產(chǎn)生及能量轉(zhuǎn)化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(chǎng)中．(2)讓塊狀金屬進(jìn)出磁場(chǎng)或在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)．第9頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天第10頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)1．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，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：選A.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)．第11頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、磁卡和動(dòng)圈式話筒的應(yīng)用1．磁卡信息的錄入與讀取的過程(1)信息錄入過程記錄磁頭由有空隙的環(huán)形鐵芯和繞在鐵芯上的線圈構(gòu)成．磁卡是由一定材料的片基和均勻地涂在片基上面的磁帶構(gòu)成，磁帶為一具有磁性敷層的合成樹脂長(zhǎng)帶，用于記錄信息．錄入時(shí)，磁帶通過一塊電磁鐵——錄制頭，也就是磁頭，錄制頭產(chǎn)生的磁場(chǎng)隨信息的改變而改變．當(dāng)磁帶上的磁性顆粒通過磁頭時(shí)，便被不同程度地磁化，這樣就在磁卡的磁帶上“寫入”了一連串相關(guān)磁性變化的信息．第12頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天(2)信息讀取過程當(dāng)載有信息的磁卡以一定的速度通過讀取磁頭時(shí)，磁帶上的磁性顆粒經(jīng)過磁頭，使穿過磁頭線圈的磁通量發(fā)生相應(yīng)的變化，從而產(chǎn)生與錄制時(shí)相一致的感應(yīng)電流．這樣就可以把磁帶上被錄入的信息讀取出來．2．動(dòng)圈式話筒的工作原理如圖1－3－1所示，是動(dòng)圈式話筒的結(jié)構(gòu)原理圖圖1－3－1第13頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天它是利用電磁感應(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，這樣音圈在永久磁鐵的磁場(chǎng)里振動(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．

第14頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天特別提醒：動(dòng)圈式話筒與電容式話筒的工作原理不同，電容式話筒的工作原理是隨著聲音信號(hào)的變化，電容器兩極板間的距離發(fā)生變化，從而改變電容器的電容量，使電容器在不斷地充放電，形成充放電電流，而不是依據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象制作的．第15頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)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1－3－2甲是動(dòng)圈式話筒的原理圖，圖1－3－2乙分別是錄音機(jī)的錄、放音原理圖．由圖可知以下說法錯(cuò)誤的是()甲乙圖1－3－2第16頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天A．話筒工作時(shí)，磁鐵不動(dòng)，音圈隨膜片振動(dòng)而產(chǎn)生感應(yīng)電流B．錄放機(jī)放音時(shí)，變化的磁場(chǎng)在靜止的線圈內(nèi)激發(fā)起感應(yīng)電流C錄放機(jī)放音時(shí)，線圈中變化的電流在磁頭縫隙中產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)D．錄放機(jī)錄音時(shí)，線圈中變化的電流在磁頭縫隙中產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)第17頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天解析：選C.話筒的工作原理是聲波使音圈隨膜片在永磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)中振動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，A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)生了變化的磁場(chǎng)，D正確；錄音機(jī)在放音時(shí)通過變化的磁場(chǎng)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，B正確；C錯(cuò)誤．第18頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天如圖1－3－3所示是利用高頻交流電焊接自行車零件的原理示意圖，其中外圈A是通高頻交流電的線圈，B是自行車零件，a是待焊接口，焊接時(shí)接口兩端接觸在一起，當(dāng)A中通有交變電流時(shí)，B中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，使得接口處金屬熔化焊接起來．(1)試分析說明，焊接的快慢與交變電流的頻率有什么關(guān)系？(2)試解釋說明，為什么焊接過程中，接口a處被熔化而零件其他部分并不很熱？例1第19頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天【精講精析】(1)線圈A中交變電流的頻率越高，B中磁通量的變化率越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，感應(yīng)電流I也越大，所以電流的熱功率P＝I2R也越大，焊接越快．(2)B中各處電流大小相等，但在接口a處因是點(diǎn)接觸，故此處接觸電阻很大，電流的熱功率P＝I2R也很大，而其他部分電阻很小，電流的熱功率也很小，所以接口處已被熔化，而零件的其他部分并不很熱．圖1－3－3第20頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天【答案】(1)交變電流的頻率越高，焊接越快(2)接口處的電阻較大，接口處熔化【規(guī)律總結(jié)】本題結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際考查了渦流的產(chǎn)生原理和應(yīng)用，掌握此類題目的關(guān)鍵是知道渦流的產(chǎn)生是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的體現(xiàn)，滿足法拉第電磁感應(yīng)定律和電流熱效應(yīng)．第21頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天磁帶錄音機(jī)主要由機(jī)內(nèi)話筒、磁帶、錄放音磁頭、放大電路、揚(yáng)聲器、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等部分組成．圖1－3－4是錄音機(jī)的錄、放原理示意圖．請(qǐng)根據(jù)示意圖，簡(jiǎn)述錄音機(jī)的錄、放原理．磁記錄的應(yīng)用例2第22頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天圖1－3－4【思路點(diǎn)撥】錄音是利用電流的磁效應(yīng)，放音是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象．第23頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天【自主解答】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(chǎng)．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(chǎng)使放音磁頭線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，第24頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天感應(yīng)電流的變化跟記錄下的磁信號(hào)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】見自主解答第25頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天變式訓(xùn)練唱卡拉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面粘接一個(gè)輕小的金屬圈，線圈處于永磁體的磁場(chǎng)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(shì)第26頁(yè),共30頁(yè)，2024年2月25日，星期天解析：選B.這既是一道聯(lián)系實(shí)際的題，也是一道信息題，只要抓住主要信息，