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 粵教版選修32

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1、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(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)他先閉合開關(guān)K，燈泡發(fā)光，再斷開開關(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斷開開關(guān)瞬間線圈中電流變大 C開關(guān)斷開前后線圈中電流方向相反 D開關(guān)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(guān)，穩(wěn)定后電路中的電流值特別大，再斷開開關(guān)K，根據(jù)楞次定律，流過燈泡的電

2、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(shí)驗(yàn)的要求，故A錯(cuò)誤；斷開開關(guān)時(shí)，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(cuò)誤；斷開開關(guān)時(shí)，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(cuò)誤；斷開開關(guān)時(shí)，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(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

3、鎮(zhèn)流器給日光燈的開始點(diǎn)亮提供瞬時(shí)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(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)體整塊導(dǎo)體感應(yīng)電流感應(yīng)電流外周長外周長 頻率頻率 二、渦流的應(yīng)用 1電磁灶 (1)加熱原理：磁場感應(yīng)_加熱 (2)優(yōu)點(diǎn) _加熱，熱效率高 無_和_，清潔、安全 功能全渦流渦流直接直接明火明火炊煙炊煙 2高頻感應(yīng)爐 (1)原理：渦流感應(yīng)加熱 (2)優(yōu)點(diǎn)：_加熱，熱源和受熱物體可以不直接接觸；加熱_，_，可以減小表面氧化現(xiàn)象；容易控制_，提高加工精度；可實(shí)現(xiàn)_加熱；可實(shí)現(xiàn)自動化控制；可減小占地、熱輻射、噪聲和

4、灰塵非接觸式非接觸式效率高效率高速度快速度快溫度溫度局部局部 3渦流制動與探測 (1)渦流制動 原理：_相對于_運(yùn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電流會使導(dǎo)體受到安培力，_總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動 應(yīng)用：電表的阻尼制動、高速機(jī)車制動的_、脫水機(jī)的制動 (2)渦流探測 原理：_與互感 應(yīng)用：探測行李包中的槍支、掩埋的地雷、金屬覆蓋膜厚度導(dǎo)體導(dǎo)體 磁場磁場 安培力的方向安培力的方向 渦流閘渦流閘 渦流渦流 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)械效率外周長外周長電阻率電阻率硅鋼片硅鋼片發(fā)熱發(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

5、，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(dāng)報(bào)警器靠近金屬體時(shí)，線圈的磁場在金屬體中感應(yīng)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(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中； (2)塊狀金屬進(jìn)出磁場或在非勻強(qiáng)磁場中運(yùn)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(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中，則磁場能轉(zhuǎn)化為電能最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；如果金屬塊進(jìn)出磁

6、場或在非勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動，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()例例 1 A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)電動勢有關(guān)，電流變化的頻率

7、越高，電流變化得越快，感應(yīng)電動勢就越大，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(guān)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(yīng)電流 B人體在線圈交變電流產(chǎn)生的磁場中運(yùn)動，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢并在金屬物品中產(chǎn)生感應(yīng)電流 C線圈產(chǎn)生的交變磁場會在金屬物品中產(chǎn)生交變的感應(yīng)電流 D金屬物品中感應(yīng)電流產(chǎn)生的交變磁場會在線圈中

8、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(yīng)電流，而線圈中交變電流的變化可以被檢測，故D項(xiàng)正確電磁阻尼與電磁驅(qū)動的比較電磁阻尼與電磁驅(qū)動的比較比較比較電磁阻尼電磁阻尼電磁驅(qū)動電磁驅(qū)動不不同同點(diǎn)點(diǎn)成因成因由于導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動由于導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動而產(chǎn)生感應(yīng)電流而產(chǎn)生感應(yīng)電流由于磁場的運(yùn)動引起磁通由于磁場的運(yùn)動引起磁通量的變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流

9、量的變化而產(chǎn)生感應(yīng)電流效果效果安培力的方向與導(dǎo)體運(yùn)安培力的方向與導(dǎo)體運(yùn)動方向相反，阻礙物體動方向相反，阻礙物體運(yùn)動運(yùn)動導(dǎo)體受安培力的方向與導(dǎo)導(dǎo)體受安培力的方向與導(dǎo)體運(yùn)動方向相同，推動導(dǎo)體運(yùn)動方向相同，推動導(dǎo)體運(yùn)動體運(yùn)動能量能量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化導(dǎo)體克服安培力做功，導(dǎo)體克服安培力做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化為內(nèi)能能，再轉(zhuǎn)化為內(nèi)能由于電磁感應(yīng)，磁場能轉(zhuǎn)由于電磁感應(yīng)，磁場能轉(zhuǎn)化為電能，通過安培力做化為電能，通過安培力做功，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，功，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而對外做功而對外做功相同點(diǎn)相同點(diǎn)兩者都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象兩者都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象 【特別提醒】電磁阻尼、電磁驅(qū)動都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，

10、都遵循楞次定律，安培力總是阻礙引起感應(yīng)電流的導(dǎo)體與磁場間的相對運(yùn)動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(yùn)動B磁鐵做減速運(yùn)動 C小車向右做加速運(yùn)動 D小車先加速后減速例例 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，故整個(gè)過程中，磁鐵做減速運(yùn)動，選項(xiàng)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(gè)安培力使小車向右運(yùn)動，且一直做加速運(yùn)動，C項(xiàng)對 答案：BC 2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，當(dāng)磁鐵按圖示方向繞OO軸轉(zhuǎn)動，線圈的運(yùn)動情況是() A俯視，線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同 B俯視，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同 C線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動方向相同，但轉(zhuǎn)速小于磁鐵的轉(zhuǎn)速 D線圈靜止不動 【答案】C 【解析】當(dāng)磁鐵轉(zhuǎn)動時(shí)，由楞次定律知，線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，以阻礙磁通量的增加，即感應(yīng)電流的方向必定是使其受到的力矩的方向與磁鐵轉(zhuǎn)動方向相同，以減小磁通量的增加，因而線圈跟著轉(zhuǎn)起來，但阻礙不是阻止，磁通量仍要增加，所以其轉(zhuǎn)速小于磁鐵的轉(zhuǎn)速.