2019年高中物理第1章第3节电磁感应定律的应用讲义含解析鲁科版选修3.doc
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1、电磁感应定律的应用1涡流及其应用(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叫做涡电流,简称涡流。(2)特点:涡流是整块金属发生的电磁感应现象,感应电流在金属块内组成闭合回路,整块金属的电阻很小,涡流往往很强。(3)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”。(4)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,提高了设备的工作效率。将金属块放入变化的磁场中,金属块并没有接入闭合电路,为什么会产生感应电流?
2、解析:金属块虽然没有接入闭合电路,但穿过金属块的磁通量发生变化时,金属块自行构成闭合回路,导体内部等效成许多闭合电路,所以产生感应电流。2磁卡和动圈式话筒(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。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录音机通过磁带放音时,利用了电流的磁效应()3高频感应炉的线圈中必须通过变化的电流,才会产生涡流()解析:1.涡流属于电磁感应现象,1正确。2录音机放音时
3、是利用了电磁感应原理,2错误。3变化的电流才能产生变化的磁场,从而引起磁通量的变化,产生涡流,3正确。1涡流的产生2能量转化伴随着涡流现象,其他形式的能转化成电能,最终在金属块中转化为内能。(1)如果金属块放在了变化的磁场中,则磁场能转化为电能,最终转化为内能。(2)如果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动,则由于克服安培力做功,金属块的机械能转化为电能,最终转化为内能。3涡流的利用金属块内产生涡流时将会产生电热,因此可以用涡流来加热物体,电磁炉就是利用了这一原理,为了增加热功率就要适当增加,同时选用电阻率大些的材料。典例1如图所示,沿水平方向的磁场垂直于光滑曲面,闭合小金属球从高为h的曲面上
4、端无初速度滑下,又沿曲面的另一侧上升,则()A若是匀强磁场,小球在左侧上升的高度小于hB若是匀强磁场,小球在左侧上升的高度等于hC若是非匀强磁场,小球在左侧上升的高度等于hD若是非匀强磁场,小球在左侧上升的高度大于h思路探究(1)若是匀强磁场,小球机械能是否守恒?提示:守恒。(2)若是非匀强磁场,小球机械能是否守恒?提示:不守恒。解析当磁场为匀强磁场时,穿过小球的磁通量保持不变,不会有电磁感应现象发生,小球的机械能守恒,小球在曲面左侧可以达到同样的高度h,B正确,A错误;当磁场为非匀强磁场时,穿过小球的磁通量会发生变化,在小球中会有涡流产生,从而使小球的机械能减少,转化为电能,进而使小球内能增
5、加,所以小球到达曲面左侧的高度要比h低,C、D错误。答案B总结提能涡流的本质涡流的本质是电磁感应现象,根据能量守恒定律,伴随着涡流的产生,其他形式的能转化为电能,最终在金属块中转化为内能。1多选如图所示是电磁炉的工作原理示意图,电磁炉的内部有一个金属线圈,当变化的电流通过线圈时,会产生变化的磁场,使铁质锅底产生电磁感应现象,锅底发热,从而起到加热物体的作用。这种加热方式能减少热量传递的中间环节,可大大提升制热效率。以下关于电磁炉工作原理的说法中正确的是()A变化的电流通过线圈,会产生变化的磁场,这属于电流的磁效应B电磁炉是利用变化的磁场产生涡流,铁质锅底迅速升温,进而对锅内食物加热的C电磁炉是
6、利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的D电磁炉工作过程中是将电能直接转化为食物的内能解析:选AB电磁炉的工作原理是利用电流通过线圈产生磁场(这是电流的磁效应),变化的磁场在铁质锅底内会产生感应电流(涡流),所产生的涡流会使锅底产生热效应,从而起到加热食物的作用。在电磁炉工作过程中能量的转化为电能磁场能电能内能。综上所述,A、B正确。1磁卡的工作原理(1)磁卡的录入(2)磁卡的读取线圈中感应出信号(信息)电流(3)实质2动圈式话筒的工作原理如图所示,是动圈式话筒的结构原理图。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,连接在膜片上的线圈(即音圈)随之振动起来,这
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