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1、教育资源 教育资源 第 3 节电磁感应定律的应用 学 习 目 标知 识 脉 络 1.了解涡流现象，知道涡流是如何产生 的(重点) 2知道涡流的利与弊， 以及在生产、 生 活中的应用 (重点) 3知道磁卡和动圈式话筒的工作原理 涡 流 及 其 应 用 先填空 1定义 将整块金属放在变化的磁场中， 穿过金属块的磁通量发生变化， 金属块内部 所产生的旋涡状的感应电流 2利用 新型炉具电磁炉就是利用涡流原理制成的，其优点是热效率高； 无烟火，无 毒气、废气，被称为“绿色炉具” 3防止 为减小涡流，电动机、变压器铁芯是用外表涂有绝缘材料的薄硅钢片叠成的， 而不采用整块硅钢铁芯，这样减少发热，降低能耗，提
2、高了设备的工作效率 再判断 1涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产 生的 () 2涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流() 3涡流有热效应，但没有磁效应() 后思考 在使用电磁炉时，所有的锅具都能用吗？ 【提示】不是 教育资源 教育资源 合作探讨 如图 131 所示， 在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水 和一玻璃杯水，给线圈通入变化的电流，一段时间后，一个容器中水温升高请 探究以下几个问题： 探讨 1：线圈通入电流在本题中的作用是什么？ 图 131 【提示】电流磁效应 探讨 2：线圈通入变化的电流后，小铁锅和玻璃杯中的水哪个水温升高？为 什
3、么？ 【提示】小铁锅中的水通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，铁锅 是导体，在其内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是由变化的磁场 在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温 核心点击 1涡流产生的条件 涡流的本质是电磁感应现象， 涡流产生的条件是穿过金属块的磁通量发生变 化，并且金属块本身可自行构成闭合回路同时因为整个导体回路的电阻一般很 小，所以感应电流很大，就像水中的旋涡 2产生涡流的两种常见方式 (1)利用变化磁场：把块状金属导体放在变化的磁场中 (2)利用相对运动：让块状金属导体进、出磁场或在非匀强磁场中运动 3能量转化 伴随着涡流现象，其他形式的能转化为电能， 电能最终在金
4、属中转化为内能 (1)块状金属导体处在变化磁场中，则磁场能转化为电能并最终转化为内能 (2)块状金属导体自由进出磁场或在非匀强磁场中运动，则机械能转化为电 能最终转化为内能 (3)若有其他力作用在块状金属导体上维持其运动，则其他形式能转化为电 能最终转化为内能 1电磁炉是利用电磁感应引起的涡流加热的原理来工作的，它主要是由感 教育资源 教育资源 应加热线圈、 灶台台板和烹饪锅等组成， 如图 132 所示电磁炉的台面下布 满了线圈， 当通过高频交流电时， 在台板和金属锅之间产生交变磁场，磁感线穿 过锅体，产生感应电流 涡流，这种感应电流在金属锅体中产生热效应，从而 达到加热和烹饪食物的目的下列可
5、导致加热效果明显的是() 图 132 A交流电的频率增加 B交流电的频率降低 C将金属锅换成陶瓷锅 D将底面积较大的锅换成底面积较小的锅 【解析】逐项分析如下： 选项诊断结论 A 交流电的频率增加，说明电流变化快，所产生的磁场变化快，产 生的感应电动势大，产生的涡流大，加热效果越明显 B 与 A 选项相反 C 陶瓷锅不能形成涡流 D 锅底面积越小，形成涡流的范围越小，加热效果差 【答案】A 图 133 2(多选)如图 133 所示，闭合金属环从曲面上h 高处滚下，又沿曲面 的另一侧上升，设环的初速度为零，摩擦不计，曲面处在图示磁场中，则() 【导学号： 05002019】 A若是匀强磁场，环滚
6、上的高度小于h B若是匀强磁场，环滚上的高度等于h C若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h D若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h 【解析】若是匀强磁场，金属环中无涡流产生，无机械能损失；若是非匀 教育资源 教育资源 强磁场，金属环中有涡流产生，机械能损失转化为内能 【答案】BD 涡流中能量问题的处理技巧 当导体在非匀强磁场中运动时， 导体中产生的涡流与磁场相互作用产生一个 阻碍导体与磁场相对运动的安培力，从而使机械能转化为电能再转化为内能，即 电磁阻尼现象 使电学测量仪表指针尽快停下来的电磁阻尼，电气机车的电磁制 动器等都是根据这一效应制作的， 处理此类问题的关键是利用能量转化与守恒定 律 磁
7、卡 和 动 圈 式 话 筒 先填空 1磁卡工作原理 磁卡信息的录入是利用了电流的磁效应；信息的读取与录入过程相反， 利用 了电磁感应原理 2动圈式话筒 动圈式话筒是把声音信号转变为电信号的装置，由膜片、线圈、永磁体等构 成其工作原理是利用了电磁感应原理 再判断 1磁卡读取信息时，利用了电磁感应原理() 2录音机在磁带上录制声音时，利用了电磁感应原理() 3动圈式话筒工作时利用了电磁感应现象把声音信号转变为电信号() 后思考 动圈式话筒和动圈式扬声器，内部结构相似，它们的工作原理相同吗？ 【提示】不同话筒是利用电磁感应原理工作的扬声器则是利用电流的磁 教育资源 教育资源 效应原理工作的 合作探讨
8、 动圈式话筒和磁带录放机都应用了电磁感应现象如图 134 甲所示是动 圈式话筒的原理图，如图乙所示分别是录放机的录、放原理图 图 134 探讨 1：话筒的工作原理？ 【提示】话筒工作时，磁铁不动，音圈随膜片振动而产生感应电流 探讨 2：录放机放音时的工作原理？ 【提示】录放机放音时，变化的磁场在静止的线圈内激发起感应电流 核心点击 1磁卡的工作原理 (1)磁卡的录入： 电流磁效应磁现象 (2)磁卡的读取： 磁现象电磁感应 2动圈式话筒的工作原理 如图 135 所示，是动圈式话筒的结构原理图 图 135 它是利用电磁感应原理制成的 当声波传播到金属膜片时， 金属膜片随着振 动起来，连接在膜片上的
9、线圈(即音圈 )随之振动起来，这样音圈在永久磁铁的磁 场中振动的过程中产生感应电流， 感应电流的大小与方向随着声波信号的变化而 变化，从而将声音信号转化为电信号这个电信号电流经放大，传给扬声器，又 将电信号转化为声音信号发送出去 3磁带录音机是利用了电磁感应现象制成的，图136 是录音机的录、 教育资源 教育资源 放原理图 录音机放音时变化的磁场在静止的线圈里产生感应电流；录音机放音时 线圈中变化的电流在磁头空隙处产生变化的磁场；录音机录音时线圈中变化的 电流在磁头空隙处产生变化的磁场其中正确的是() 图 136 AB CD 【解析】磁带在放音时通过变化的磁场使线圈里产生感应电流，经放大电 路
10、后再送到扬声器中， 正确录音时，话筒产生的感应电流经放大电路放大后 在录音机磁头空隙处产生变化的磁场，正确 【答案】D 4(多选)唱卡拉 OK 用的话筒，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是 在弹性膜片后面黏接一个轻小的金属圈，线圈处于永磁体的磁场中， 当声波使膜 片前后振动时，就将声音信号转变为电信号下列各说法中正确的是() A该话筒是根据电流的磁效应工作的 B该话筒是根据电磁感应原理工作的 C膜片振动时，穿过线圈的磁通量不变 D膜片振动时，金属线圈中会产生感应电动势 【解析】唱歌时声波带动话筒中的膜片振动，从而带动处在永磁铁磁场中 的线圈切割磁感线产生感应电动势，所以选项B、D 正确 【答案】BD 电磁感应定律的应用 在现实生活中被广泛使用的电磁设备，其工作原理都是电磁感应原理或电流 的磁效应，只不过不同的装置其工作程序的繁简程度不同比如日常生活中常见 的磁带录音机、磁带录像机等都与磁卡的原理相同
