高中创设计物理粤教版选修32课件：第一章-7-涡流现象及其应用

7涡流现象及其应用第一章电磁感应1.知道涡流现象及其产生原因.2.知道涡流在生产、生活中的应用，如利用涡流加热和制动等.3.了解在生产、生活中避免或减少涡流的方法.目标定位二、电磁灶与涡流加热三、涡流制动与涡流探测四、涡流的防止栏目索引一、涡流现象对点检测自查自纠一、涡流现象知识梳理1.涡流现象：在

内部发生电磁感应而产生

的现象.整块导体感应电流答案2.影响涡流大小的因素导体的

交变磁场的

外周长频率3.对涡流的理解(1)本质：电磁感应现象.(2)条件：穿过金属块的磁通量发生变化，并且金属块本身构成闭合回路.(3)特点：整个导体回路的电阻一般很小，感应电流很大，故金属块的发热功率很大.4.产生涡流的两种情况(1)块状金属放在变化的磁场中；(2)块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动.5.产生涡流时的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.【深度思考】产生涡流时，金属块并没有接入闭合电路，为什么会产生感应电流？答案金属块自身构成闭合回路，导体内部等效成许多闭合电路.当穿过金属块的磁通量变化时，金属块内部会产生感应电流.答案典例精析返回例1下列关于涡流的说法中正确的是(

)A.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B.涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流C.涡流有热效应，但没有磁效应D.在硅钢片中不能产生涡流解析涡流是一种特殊的电磁感应现象，它是感应电流，既有热效应，又有磁效应.硅钢片中能产生涡流，但电流较小，故选项A正确.A解析答案1、所有高尚教育的课程表里都不能没有各种形式的跳舞：用脚跳舞，用思想跳舞，用言语跳舞，不用说，还需用笔跳舞。2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。3、教育始于母亲膝下，孩童耳听一言一语，均影响其性格的形成。4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。5、数学教学要“淡化形式，注重实质.6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。七月2312:58上午7月-2300:58July18,20237、不能把小孩子的精神世界变成单纯学习知识。如果我们力求使儿童的全部精神力量都专注到功课上去，他的生活就会变得不堪忍受。他不仅应该是一个学生，而且首先应该是一个有多方面兴趣、要求和愿望的人。2023/7/180:58:2600:58:2618July20238、教育技巧的全部诀窍就在于抓住儿童的这种上进心，这种道德上的自勉。要是儿童自己不求上进，不知自勉，任何教育者就都不能在他的身上培养出好的品质。可是只有在集体和教师首先看到儿童优点的那些地方，儿童才会产生上进心。12:58:26上午12:58上午00:58:267月-23

1.电磁灶(1)加热原理：磁场感应

加热.(2)优点：①

加热，热效率高.②无

和

，清洁、安全.③功能全.2.高频感应炉(1)原理：涡流感应加热.(2)优点：①

加热，热源和受热物件可以不直接接触；②加热

，

，可以减小表面氧化现象；③容易控制

，提高加工精度；④可实现

加热；⑤可实现

控制；⑥可减小占地、热辐射、噪声和灰尘.知识梳理二、电磁灶与涡流加热直接涡流答案明火炊烟非接触式效率高速度快局部自动化温度典例精析例2电磁炉热效率高达90%，炉面无明火，无烟无废气，电磁“火力”强劲，安全可靠.如图1所示是描述电磁炉工作原理的示意图，下列说法正确的是(

)图1A.当恒定电流通过线圈时，会产生恒定磁场，恒定磁场越强，电磁炉

加热效果越好B.电磁炉通电线圈加交流电后，在锅底产生涡流，进而发热工作C.电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅，主要原因这些材料的导热

性能较差D.在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉不能起到加热作用返回解析答案解析

锅体中的涡流是由变化的磁场产生的，所加的电流是交流，不是直流.故A错误，B正确.金属锅自身产生无数小涡流而直接加热于锅底，陶瓷锅或耐热玻璃锅属于绝缘材料，里面不会产生涡流，故C错误；在锅和电磁炉中间放一纸板，不会影响电磁炉的加热作用，故D错误.故选B.答案B返回三、涡流制动与涡流探测知识梳理1.涡流制动(1)原理：

相对于

运动，产生的感应电流会使导体受到安培力，

总是阻碍导体与磁场的相对运动.(2)应用：电表的阻尼制动、高速机车制动的

、脱水机的制动.导体磁场答案安培力涡流闸2.涡流探测(1)涡流金属探测器具有一个通过一定频率

电流的探测线圈，该线圈产生的交变磁场在金属物中激起

，涡流的变化会反过来影响探测线圈电流的

和相位，从而探知金属物.(2)应用：探测行李包中的枪支、掩埋的地雷、金属覆盖膜厚度.交变涡流答案大小典例精析例3如图2所示，上端开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置.小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块(

)解析答案图2A.在P和Q中都做自由落体运动B.在两个下落过程中的机械能都守恒C.在P中的下落时间比在Q中的长D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大解析

小磁块下落过程中，在铜管P中产生感应电流，小磁块受到向上的磁场力，不做自由落体运动，而在塑料管Q中只受到重力，在Q中做自由落体运动，故选项A错误；根据功能关系知，在P中下落时，小磁块机械能减少，在Q中下落时，小磁块机械能守恒，故选项B错误；在P中加速度较小，在P中下落时间较长，选项C正确；由于在P中下落时要克服磁场力做功，机械能有损失，故知，落至底部时在P中的速度比在Q中的小，选项D错误.答案C例4金属探测器已经广泛应用于安检场所，关于金属探测器的论述正确的是(

)A.金属探测器可用于食品生产，防止细小的砂石颗粒混入食品中B.金属探测器探测地雷时，探测器的线圈中产生涡流C.金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流D.探测过程中金属探测器与被测物体相对静止与相对运动探测效果相同解析答案返回解析

金属探测器只能探测金属，不能用于食品生产，防止细小的砂石颗粒混入食品中，故A错误；金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流，故B错误，C正确；探测过程中工作时金属探测器应与被测物体相对运动，相对静止时无法得出探测效果，故D错误.故选C.答案C返回知识梳理四、涡流的防止1.原理：缩小导体的

，增大材料的

.2.实例：电机和变压器的铁芯用

叠压而成.外周长电阻率答案硅钢片典例精析返回例5变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成，而不采用一块整硅钢，这是为了(

)A.增大涡流，提高变压器的效率

B.减小涡流，提高变压器的效率C.增大涡流，减小铁芯的发热量

D.减小涡流，减小铁芯的发热量解析答案解析涡流的主要效应之一就是发热，而变压器的铁芯发热，是我们不希望出现的，所以不采用整块硅钢，而采用薄硅钢片叠压在一起，目的是减小涡流，减小铁芯的发热量，进而提高变压器的效率.故选项B、D正确.BD总结提升返回总结提升减小涡流的途径之一是增大铁芯材料的电阻率；另一途径就是用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯.对点检测自查自纠12341.(对涡流加热的理解)(多选)如图3所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来.若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有(

)解析答案图3A.增加线圈的匝数B.提高交流电源的频率C.将金属杯换为瓷杯D.取走线圈中的铁芯1234解析

当电磁铁接通交流电源时，金属杯处在变化的磁场中产生涡电流发热，使水温升高.要缩短加热时间，需增大涡电流，即增大感应电动势或减小电阻.增加线圈匝数、提高交变电流的频率都是为了增大感应电动势，瓷杯不能产生涡电流，取走铁芯会导致磁性减弱.所以选项A、B正确，选项C、D错误.答案

AB12342.(对涡流制动的理解)(多选)如图4所示，磁电式仪表的线圈通常是用铝框做骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是(

)解析答案图4A.防止涡流而设计的

B.利用涡流而设计的C.起电磁阻尼的作用

D.起电磁驱动的作用1234解析

线圈通电后在安培力作用下转动，铝框随之转动，在铝框内产生涡流.涡流将阻碍线圈的转动，使线圈偏转后尽快停下来，这样做是利用涡流来起电磁阻尼的作用.答案

BC12343.(涡流的应用)(多选)如图5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流，感应电流通过焊缝处产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法正确的是(

)解析答案图5A.交流电的频率越高，焊缝处的温度升高得越快B.交流电的频率越低，焊缝处的温度升高得越快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1234解析

交流电频率越高，则产生的感应电流越大，升温越快，工件电流相同，电阻越大，温度越高，放热越多.答案AD12344.(涡流的应用和防止)图6中是涡流在生产、生活中的应用，下列描述中不正确的是(

)解析答案图6A.真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置B.家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的C.金属探测器的原理主要是利用涡流来探测金属D.变压器的铁芯用