第3节电磁感应定律的应用1ppt

1、第3节 电磁感应定律的应用 电磁炉使用时没有火焰，电磁炉使用时没有火焰，是靠什么加热的呢？是靠什么加热的呢？ 变压器的铁芯都不是整块金变压器的铁芯都不是整块金属，而是由许多薄片叠合而成属，而是由许多薄片叠合而成的的 ，为什么要这样做呢？用一，为什么要这样做呢？用一整块金属做铁芯不是更省事吗？整块金属做铁芯不是更省事吗？学习了涡流的知识，同学们就知道其中的奥秘了学习了涡流的知识，同学们就知道其中的奥秘了. 感应电动势的有无取决于感应电动势的有无取决于: :磁通量是否变化磁通量是否变化 感应电动势的大小取决于感应电动势的大小取决于: :磁通量的变化率的大小磁通量的变化率的大小t法拉第电磁感应定律法

2、拉第电磁感应定律:tnE通常计算平均感应电动势通常计算平均感应电动势重要的推论重要的推论:多用于计算瞬时感应电动势多用于计算瞬时感应电动势感应电动势的求解：感应电动势的求解：sin1BlvBlvE(n(n为线圈的匝数为线圈的匝数) )（为为v v与与B B的夹角）的夹角）一、涡流及其应用一、涡流及其应用迷你小实验迷你小实验 在一个绕有线圈的可在一个绕有线圈的可拆变压器的铁芯上套一环拆变压器的铁芯上套一环形小铁锅形小铁锅, ,锅内放少许水，锅内放少许水，给线圈通入交流电一段时给线圈通入交流电一段时间间. .观察实验现象观察实验现象. . 实验中我们看到，通电后铁锅内的水逐渐变热，实验中我们看到，

3、通电后铁锅内的水逐渐变热，为什么会有这种现象呢？为什么会有这种现象呢？ 环形铁锅放在变化的磁场中，穿过铁锅的磁通环形铁锅放在变化的磁场中，穿过铁锅的磁通量发生变化，在铁锅内产生了感应电流量发生变化，在铁锅内产生了感应电流. .这种电流这种电流在金属内部形成闭合回路，产生了热量在金属内部形成闭合回路，产生了热量. .涡流涡流 当线圈中的电流随时间变化时当线圈中的电流随时间变化时, ,这个线圈附近的任何导这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流体中都会产生感应电流涡流涡流. .如图所示，把绝缘导线绕在如图所示，把绝缘导线绕在块状块状铁铁芯上，当交变电流通过导线时，在芯上，当交变电流通过导线时，在电

4、流逐渐增大的半个周期内，铁芯电流逐渐增大的半个周期内，铁芯中会产生图中虚线所示的涡流中会产生图中虚线所示的涡流.在前在前面实验中，由于面实验中，由于小铁锅电阻很小，小铁锅电阻很小，穿过铁锅的穿过铁锅的磁通量变化时磁通量变化时产生的涡产生的涡流较大，足以使水温升高流较大，足以使水温升高.工作原理工作原理 当在线圈导线中通以当在线圈导线中通以高频高频电电流时，根据电磁感应原理，在待流时，根据电磁感应原理，在待焊接元件内产生较大的焊接元件内产生较大的感应电动感应电动势势，即在焊接处出现高电压，继，即在焊接处出现高电压，继而放电发热达到焊接的目的而放电发热达到焊接的目的. .高频焊接高频焊接电源电源焊

5、焊接接处处待焊接元件待焊接元件线圈导线线圈导线电磁炉电磁炉1.1.结构图结构图加热线圈加热线圈 在电磁炉内部在电磁炉内部, ,由整流电路将由整流电路将50Hz50Hz的交流电变的交流电变成直流电成直流电, ,再经过控制电路将直流电转换成频率为再经过控制电路将直流电转换成频率为202050KHz50KHz的高频电流的高频电流, ,进入炉内线圈进入炉内线圈. .由于电流的由于电流的变化变化频率较高频率较高, ,通过铁质锅底的通过铁质锅底的磁通量变化率较磁通量变化率较大大，根据电磁感应定律，根据电磁感应定律 可知可知, ,产生的感应产生的感应电动势也较大；电动势也较大；铁质锅底是整块导体，电阻很小铁

6、质锅底是整块导体，电阻很小, ,所以在锅底能产生很强的涡流，使锅底迅速发热，所以在锅底能产生很强的涡流，使锅底迅速发热，进而加热锅内的食物进而加热锅内的食物. .tnE2.2.工作原理工作原理3.3.优点优点与煤气灶、电饭锅等炊具相比，电磁炉具有很多与煤气灶、电饭锅等炊具相比，电磁炉具有很多优点：优点：(1)(1)电磁炉利用电磁炉利用涡流涡流使锅直接发热，减少了能量传使锅直接发热，减少了能量传递的中间环节，能大大提高热效率；递的中间环节，能大大提高热效率；(2)(2)电磁炉使用时无烟火，无毒气、废气；电磁炉使用时无烟火，无毒气、废气；(3)(3)电磁炉只对铁质锅具加热，炉体本身不发热电磁炉只对

7、铁质锅具加热，炉体本身不发热. .电磁炉被称为电磁炉被称为“绿色炉具绿色炉具” 线圈中流过变化的电流线圈中流过变化的电流, ,在铁芯中产生的涡流使在铁芯中产生的涡流使铁芯发热铁芯发热, ,浪费了能量浪费了能量, ,还可能损坏电器还可能损坏电器. .因此因此, ,有时有时需要减少涡流需要减少涡流. .减少涡流的途径减少涡流的途径: :a.a.增大铁芯材料的电阻率增大铁芯材料的电阻率, ,常用的材料是硅钢常用的材料是硅钢. .b.b.用用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅来代替整块硅钢铁芯钢铁芯. .涡流的危害及减少途径涡流的危害及减少途径 先把硅钢轧成很薄的板材，板

8、材外涂以绝缘材料，再先把硅钢轧成很薄的板材，板材外涂以绝缘材料，再把板材叠放在一起把板材叠放在一起, ,形成铁芯形成铁芯. .这样涡流便被限制在薄片之这样涡流便被限制在薄片之内，由于回路的内，由于回路的电阻很大，涡流大为减弱电阻很大，涡流大为减弱，涡流损失大大，涡流损失大大降低降低. .另外另外, ,硅钢电阻率大硅钢电阻率大, ,也也可以进一步减少涡流损失（只可以进一步减少涡流损失（只是普通钢涡流损失的五分之一到四分之一）是普通钢涡流损失的五分之一到四分之一）. .变压器的铁芯不是一整块金属，也就是这个原因变压器的铁芯不是一整块金属，也就是这个原因.涡流的力效应涡流的力效应 当导体在磁场中运动

9、时当导体在磁场中运动时, ,感应电流会使导体受到安培感应电流会使导体受到安培力力, ,安培力的方向总是阻碍导体的运动安培力的方向总是阻碍导体的运动电磁阻尼电磁阻尼二、磁卡和动圈式话筒二、磁卡和动圈式话筒 电磁感应的应用非常广泛，生活中哪些物品是电磁感应的应用非常广泛，生活中哪些物品是利用电磁感应原理工作的呢利用电磁感应原理工作的呢？磁卡电话磁卡电话自动取款机自动取款机电脑磁盘驱动器电脑磁盘驱动器磁带录音磁带录音机机动圈式话筒动圈式话筒 下面我们简单了解一下磁卡和动圈式话下面我们简单了解一下磁卡和动圈式话筒是如何利用电磁感应原理工作的筒是如何利用电磁感应原理工作的. .磁卡磁卡磁卡磁卡记录磁头记

10、录磁头空隙空隙涂有磁涂有磁性材料性材料磁卡磁卡（1 1）磁卡机的记录磁头的结构）磁卡机的记录磁头的结构有空隙有空隙的环形的环形铁芯铁芯线圈线圈（2 2）记录信息）记录信息流变化的磁场流变化的磁场,磁卡通过时便被不同程度地磁化磁卡通过时便被不同程度地磁化;离开空隙时离开空隙时,磁卡的磁性就留下与电流变化相对应的磁信号磁卡的磁性就留下与电流变化相对应的磁信号,数据就这样数据就这样被记录在磁卡上了被记录在磁卡上了. 磁卡的磁性面（或记录磁磁卡的磁性面（或记录磁头）以一定的速度移动头）以一定的速度移动, ,磁性面磁性面与记录磁头的空隙接触与记录磁头的空隙接触. .磁头的磁头的线圈一旦通以数据信号电流线

11、圈一旦通以数据信号电流,就就在环形铁芯的空隙处产生随电在环形铁芯的空隙处产生随电（3 3）读取信息）读取信息 读取数据时读取数据时, ,磁卡以一定磁卡以一定的速度通过读取磁头的速度通过读取磁头, ,磁卡上磁卡上变化的磁通量绝大部分进入变化的磁通量绝大部分进入磁头铁芯磁头铁芯, ,在磁头的线圈上感在磁头的线圈上感应出电动势应出电动势. .感应出的电动势感应出的电动势的变化规律与记录的磁信号的变化规律与记录的磁信号相同相同, ,再经读取设备分析再经读取设备分析, ,就就可以还原出相应的数据可以还原出相应的数据. .（4 4）磁卡的优点与不足）磁卡的优点与不足优点：优点： 磁卡的制作较为简单，成本较

12、低，容易被消费者接受磁卡的制作较为简单，成本较低，容易被消费者接受.不足：不足：磁卡容量小，无法记录交易细节，保密性差，容易丢磁卡容量小，无法记录交易细节，保密性差，容易丢失信息失信息. .动圈式话筒动圈式话筒 当人对着话筒讲话时当人对着话筒讲话时, ,声波使金属膜片振动声波使金属膜片振动, ,连接在膜片连接在膜片上的线圈上的线圈( (音圈音圈) )随之在永久磁铁的磁场里振动，从而产生感随之在永久磁铁的磁场里振动，从而产生感应电流应电流. .感应电流的大小和方向不断发生变化感应电流的大小和方向不断发生变化, ,与其相关的振与其相关的振幅和频率也在变化幅和频率也在变化. .这个带有声音信号的感应

13、电流经扩音器这个带有声音信号的感应电流经扩音器放大后传给扬声器放大后传给扬声器, ,扬声器就能放出被放大的声音了扬声器就能放出被放大的声音了. .动圈式话筒动圈式话筒1.1.下列哪些措施是为了防止涡流的危害（）下列哪些措施是为了防止涡流的危害（）A.A.电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅电磁炉所用的锅要用平厚底金属锅B.B.磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕磁电式电表的线圈常常用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上在铝框上C.C.变压器的铁芯不做成整块，而是用许多电阻率很变压器的铁芯不做成整块，而是用许多电阻率很大的硅钢片叠合而成大的硅钢片叠合而成D.D.变压器的铁芯的每片硅钢片表面涂有不导电的氧

14、变压器的铁芯的每片硅钢片表面涂有不导电的氧化层化层CDCD2.2.在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个条形在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁，如图所示磁铁，如图所示. .现有铁、铝和有机玻璃制成的滑块现有铁、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的甲、乙、丙，使它们从导轨上的A A点以某一初速度向点以某一初速度向磁铁滑去磁铁滑去. .各物块在碰上磁铁前的运动情况是各物块在碰上磁铁前的运动情况是( ( ) )A.A.都做匀速运动都做匀速运动B.B.甲做加速运动甲做加速运动C.C.乙做匀速运动乙做匀速运动D.D.丙做匀速运动丙做匀速运动解析：解析：选选B B、D.D.铁块会

15、被磁化，与磁铁相互吸引，铁块会被磁化，与磁铁相互吸引，所以甲做加速运动，所以甲做加速运动，B B正确；铝块不会被磁化，正确；铝块不会被磁化，但会形成涡流，与磁铁相互排斥，所以乙做减但会形成涡流，与磁铁相互排斥，所以乙做减速运动，速运动，C C错误；有机玻璃既不会被磁化也不会错误；有机玻璃既不会被磁化也不会产生涡流，所以丙做匀速运动产生涡流，所以丙做匀速运动. .故正确答案为故正确答案为B B、D.D.3.3.关于磁带录音机在录、放音过程中的主要工作原关于磁带录音机在录、放音过程中的主要工作原理，下列说法正确的是理，下列说法正确的是( )( )A.A.放音过程是电磁感应，录音过程是电流的磁效应放

16、音过程是电磁感应，录音过程是电流的磁效应B.B.录音过程是电磁感应，放音过程是电流的磁效应录音过程是电磁感应，放音过程是电流的磁效应C.C.录、放音过程都是电磁感应录、放音过程都是电磁感应D.D.录、放音过程都是磁场对电流的作用录、放音过程都是磁场对电流的作用A A4.4.如图所示是高频焊接原理示意图线圈中通以高频如图所示是高频焊接原理示意图线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属熔化，流，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下把工件焊接在一起

17、，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是（说法正确的是（ ）A A电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高得越快电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高得越快B B电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高得越快电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高得越快C C工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小D D工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大解析：解析：选选A A、D.D.线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流的大小与感应电动势有属工件中就产生感应电流，感应电流的大小与感应电动势有关，电流变化的频率越高，电流变化关，电流变化的频率越高，电流变化得得越快，感应电动势就越快，感应电动势就越大，越大，A A选项正确选项正确. .工件上焊缝处的电阻大，电流产生的热量工件上焊缝处的电阻大，电流产生的热量就多，就多，D D选项也正确选项也正确. .5.5.动圈式话筒的音圈半径为动圈式话筒的音圈半径为r,r,磁铁产生的径磁铁产生的径向磁场的磁感应强