【创新设计】2013-2014学年高中物理鲁科版选修3-2第1章1-3电磁感应定律的应用

自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练第3节电磁感应定律的应用自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练1．了解涡流的产生原因及如何防止和利用涡流．2．了解涡流在生活、生产中的实际应用．3．掌握磁卡存取信息的原理及动圈式话筒的工作原理．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练一、涡流及其应用1．概念用整块金属材料作铁芯绕制的线圈，当线圈中通有变化的电流时，变化的电流会产生变化的，变化的穿过，整个铁芯会自成回路，产生，这种电流看起来像水的旋涡，把这种电流叫做涡电流，简称涡流．2．应用(1)涡流热效应的应用，如．(2)涡流磁效应的应用，如．磁场磁场铁芯感应电流真空冶炼炉探雷器自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练3．防止电动机、变压器等设备中应防止涡流过大而导致浪费能量，损坏电器．(1)途径一：增大铁芯材料的．(2)途径二：用相互绝缘的叠成的铁芯代替.铁芯．电阻率硅钢片整块硅钢自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练二、磁卡和动圈式话筒1．磁卡磁卡机记录信息的工作原理如图1－3－1所示．图1－3－1自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练磁卡机的记录磁头由有空隙的环形与绕在铁芯上的构成；磁卡上涂有磁性材料．记录信息时，磁卡的磁性面(或记录磁头)以一定的速度移动，磁性面与记录磁头的空隙接触．磁头的线圈一旦通以数据信号电流，就在环形铁芯的空隙处产生随电流变化的，磁卡通过时便被不同程度地；离开空隙时，磁卡的磁性层就留下相应于电流变化的磁信号，数据就这样被记录在磁卡上了．读取磁卡的信息则是一个相反的过程．铁芯线圈磁场磁化自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练2．动圈式话筒图1－3－2图1－3－2是动圈式话筒的构造原理图，它是利用电磁感应现象制成的．当声波使金属膜片振动时，连接在膜片上的线圈(叫做音圈)随着一起振动．音圈在永磁铁的磁场里振动，就产生(电信号)．感应电流的大小和方向都变化，振幅和频率的变化由声波决定．这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音．感应电流自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练对涡流的正确理解1．涡流的含义把块状金属放在变化的磁场中，或让它在磁场中运动，金属块会产生感应电流，这种电流称为涡流．在圆柱形的铁芯上绕有线圈，当线圈中通以交变电流时，铁芯就处在交变电场中，铁芯可看作由一系列半径逐渐变化的圆柱状薄壳组成，每层薄壳组成一个闭合回路．在交变磁场的周围存在电场，这个电场为涡旋电场．这些导体薄壳都处于电场中，这一电场对导体内的自由电荷就有力的作用，所以沿着一层层的薄壳产生感应电流．电流的流线呈闭合的涡旋状，因而将这种电流叫做涡流．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练2．涡流的热效应由于大块导体的电阻很小，涡流可以达到很大的强度，从而产生很强的热效应，电磁炉就是根据这一原理工作的．电磁炉是现代家庭烹饪食物的一种新型炊具，它以其加热快、效率高、省时省力、安全卫生和使用方便而被越来越多的人所接受．电磁炉是利用电磁感应引起的涡流进行加热来工作的，它是由感应加热线圈、灶台台板和烹饪锅等组成，如图1－3－3所示．图1－3－3自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练电磁炉的台板下布满了线圈，当通过中频交流电时，在台板与铁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．电磁炉产生的交变磁场，不但会产生涡流热，而且会促使金属锅体的分子运动并互相碰撞，造成分子间的摩擦生热，这两种热是直接发生在锅体本身的，其热能的损耗很小，所以电磁灶的热效率可达80%，约比煤气灶高一倍，而且加热均匀，烹调迅速，节能省电．与一般灶具相比，电磁炉具有以下优点：自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练(1)无明火，没有燃烧生成物污染室内．(2)使用时，不必点火，没有火苗，没有高于300℃以上的高温部位，且有过压、欠压和过热保护功能，一旦超过额定值，便启动自动报警装置，安全可靠，不会产生危险事故．(3)省电节能效率高．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练【典例1】有一工件可能是铝合金材料制作的，也可能是塑料材料制作的，因刷有保护漆无法确定．在不破坏外观的情况下，你如何确定它到底是什么材料呢？思路点拨：用磁铁去试探，感应电流会阻碍磁铁的运动．解析可以拿一块磁铁，让磁极向着工件表面迅速运动过来，若感到受到阻碍，则说明是铝合金材料的；若不感到有阻碍作用，则说明是塑料材料的．答案见解析自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练借题发挥若是铝合金，当磁铁的磁极向着它运动时，因磁通量发生变化而产生涡流，因而发生阻碍作用．若是塑料，因不能产生涡流，所以不会阻碍相对运动．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练【变式1】在电磁炉使用过程中，以下说法正确的是()．A．线圈产生热量给食物加热B．电磁炉不消耗电能C．电磁炉通过线圈把电场能转变为磁场能，在形成涡流过程中，又把磁场能转变为电能，进而转化为内能D．在电磁炉和感应炉中都遵守能量守恒定律答案CD自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练【典例2】普通磁带录音机是用一磁头来录音和放音的．磁头结构如图1－3－4(a)所示，在一个环形铁芯上绕一个线圈，铁芯有个缝隙，工作时磁带就贴着这个缝隙移动．录音时，磁头线圈跟话筒、放大电路相连，如图1－3－4(b)所示；放音时，磁头线圈改为跟放大电路、扬声器相连，如图1－3－4(c)所示．磁带上涂有一层磁粉，磁粉能被磁化且留下剩磁．话筒的作用是把声音的变化转化为电流的变化；扬声器的作用是把电流的变化转化为声音的变化．由此可知以下说法中正确的是()．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练①录音时线圈中变化的音频电流在磁带上产生变化的磁场②放音时线圈中变化的音频电流在磁带上产生变化的磁场③录音时磁带上变化的磁场在线圈中产生感应电流④放音时磁带上变化的磁场在线圈中产生感应电流A．①③B．②④C．①④D．②③(a)(b)(c)图1－3－4自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练思路点拨：电能与磁能发生相互转化，在录音机里，录放两种功能是合用一个磁头完成的，录音时磁头与话筒相连，放音时磁头与扬声器相连．解析根据普通磁带录音机的录音、放音原理知：磁带录音机的录音过程是电流的磁效应，而磁带录音机的放音过程则是电磁感应过程，所以录音时线圈中变化的音频电流在磁带上产生变化的磁场；放音时磁带上变化的磁场在线圈中产生感应电流．答案C借题发挥熟悉普通录音机的录音、放音原理是解决此类问题关键．自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练【变式2】如图1－3－5所示，磁带录音机既可用做录音，也可用做放音，其主要部件为可匀速行进的磁带a和绕有线圈的磁头b，不论是录音或放音过程，磁带或磁隙软铁都会存在磁化现象，下面对于它们在录音、放音过程中主要工作原理的说法，正确的是()．图1－3－5自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练A．录音的主要原理是电流的磁效应，放音的主要原理是电磁感应B．录音的主要原理是电磁感应，放音的主要原理是电流的磁效应C．录音和放音的主要原理都是磁场对电流的作用D．录音和放音的主要原理都是电磁感应答案A自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练涡流的应用1．下列说法正确的是()．A．金属块处在磁场中就会产生涡流B．金属块相对于磁场运动，一定不会产生涡流C．大块金属的电阻很小，涡流可能达到很大的强度D．以上说法都不对解析金属块处在变化的磁场中，才会产生涡流，选项A错误．金属块相对于磁场运动，只要穿过薄壳的磁通量发生变化，就会产生涡流，选项B错误，根据闭合电路欧姆定律，电流和电阻成反比，可判定选项C正确．故选C.答案C自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练2．如图1－3－6所示是冶炼金属的感应炉的示意图．高频感应炉中装有待冶炼的金属，当线圈中通有电流时，通过产生涡流来熔化金属．以下关于高频感应炉的说法中正确的是()．A．高频感应炉的线圈中必须通有变化的电流，才会产生涡流B．高频感应炉的线圈中通有恒定的电流，也可以产生涡流图1－3－6自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练C．高频感应炉是利用线圈中电流产生的焦耳热使金属熔化的D．高频感应炉是利用待冶炼金属中的涡流的热效应使金属熔化的解析变化的电流才能产生变化的磁场，引起磁通量的变化，产生电磁感应现象，恒定电流不会使感应炉中的磁通量发生变化，不会有涡流产生，选项A对、B错；当感应炉内装入待冶炼的金属时，会在待冶炼的金属中直接产生涡流来加热金属，而不是利用线圈中电流产生的焦耳热，所以选项C错、D对．答案AD自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练磁记录的应用3．麦克风是一种常用的电子设备，它的内部就是一个小型传感器，可以把声音变成电信号．它的种类很多，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线圈，该线圈处在柱形永磁体的辐射状磁场中，当声音使膜片振动时，就能将声音信号转变成电信号，下列说法正确的是()．A．该传感器是根据电流的磁效应工作的B．该传感器是根据电磁感应现象工作的C．膜片振动时，线圈内不会产生感应电流D．膜片振动时，线圈内会产生感应电流自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练解析当声音使膜片振动时，膜片后面的金属线圈随之振动，线圈就会切割永磁体的磁感线产生感应电流，声音的强弱不同，产生的感应电流的强弱也不同，从而将声音信号转变成电信号，这是电磁感应现象的应用，故选B、D.答案BD自主学习名师解疑分类例析活页规范训练课堂对点演练单击此处进入活页规范训练