高二物理电磁感应定律的应用

关于高二物理电磁感应定律的应用课标定位学习目标：1.了解涡流的产生原因及如何防止和利用涡流．2．了解涡流在生产、生活中的实际应用．3．掌握磁卡存取信息的原理及动圈式话筒的工作原理．重点难点：对涡流产生原因及现象的理解．第2页,共30页，2024年2月25日，星期天

核心要点突破课堂互动讲练知能优化训练第3节课前自主学案第3页,共30页，2024年2月25日，星期天一、涡流及其应用1．涡流：把块状金属放在变化的磁场中，穿过金属块的________发生变化，金属块中产生__________这种电流在金属块内部形成闭合回路，就像旋涡一样，叫涡流．磁通量感应电流．第4页,共30页，2024年2月25日，星期天2．电磁炉：当50Hz的交流电流流入电磁炉时，经过整流变为高频电流进入电磁炉内的线圈．由于电流的变化频率很高，通过铁质锅底的______变化率很大，根据电磁感应定律可知，产生的_________也很大，铁质锅底是整块导体，电阻很小，所以在锅底能产生很强的_________，使锅底迅速发热，进而加热锅底的食物．3．电磁炉的优点：电磁炉利用______使锅直接发热，减少了能量传递的中间环节，能大大提高________；电磁炉使用时无______，无_____、______；电磁炉只对铁质锅具加热，炉体本身不发热……由于以上优点，电磁炉被称为“绿色炉具”．磁通量感应电动势涡电流涡流热效率烟火毒气废气第5页,共30页，2024年2月25日，星期天思考感悟利用涡流给物体加热时，是高频电源效果好？还是低频电源效果好？提示：高频电源好，因为高频电源磁场变化快，磁场中导体内磁通量变化快，产生的感应电动势、感应电流更大，加热效果好．第6页,共30页，2024年2月25日，星期天二、磁卡和动圈式话筒1．磁卡记录信息时，磁卡的_______

(或记录磁头)以一定的速度移动，磁性面与记录磁头的_____接触，一旦磁头中的_______通以数据信号电流，就在环形铁芯空隙处产生随电流变化的______，磁卡通过时便会被不同程度地______，离开空隙时，磁卡上的磁性层就留下相应于电流变化的磁信号．读取磁卡信息时，磁卡磁性面以一定的速度通过磁头_____，磁卡上变化的_______绝大部分通过磁头铁芯，在磁头线圈中感应出________磁性面空隙线圈磁场磁化空隙磁通量电动势．第7页,共30页，2024年2月25日，星期天2．动圈式话筒话筒是把声音信号转变成电信号的装置，动圈式话筒由_____、线圈、永磁体三个主要部分构成．当对着话筒讲话时，声波使______振动，连在膜片上的_____随之在永磁体的磁场中振动，从而产生感应电流．这个感应电流随着声音的变化而变化．膜片膜片线圈第8页,共30页，2024年2月25日，星期天一、涡流的产生及能量转化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．可以产生涡流的两种情况(1)把块状金属放在变化的磁场中．(2)让块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动．第9页,共30页，2024年2月25日，星期天第10页,共30页，2024年2月25日，星期天即时应用(即时突破，小试牛刀)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，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．在硅钢中不能产生涡流解析：选A.涡流属电磁感应现象，故A项正确，B项错误．涡流具有电流的热效应和磁效应，故C项错．硅钢中只是电阻率大，涡流小，故D项错．第11页,共30页，2024年2月25日，星期天二、磁卡和动圈式话筒的应用1．磁卡信息的录入与读取的过程(1)信息录入过程记录磁头由有空隙的环形铁芯和绕在铁芯上的线圈构成．磁卡是由一定材料的片基和均匀地涂在片基上面的磁带构成，磁带为一具有磁性敷层的合成树脂长带，用于记录信息．录入时，磁带通过一块电磁铁——录制头，也就是磁头，录制头产生的磁场随信息的改变而改变．当磁带上的磁性颗粒通过磁头时，便被不同程度地磁化，这样就在磁卡的磁带上“写入”了一连串相关磁性变化的信息．第12页,共30页，2024年2月25日，星期天(2)信息读取过程当载有信息的磁卡以一定的速度通过读取磁头时，磁带上的磁性颗粒经过磁头，使穿过磁头线圈的磁通量发生相应的变化，从而产生与录制时相一致的感应电流．这样就可以把磁带上被录入的信息读取出来．2．动圈式话筒的工作原理如图1－3－1所示，是动圈式话筒的结构原理图图1－3－1第13页,共30页，2024年2月25日，星期天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，这样音圈在永久磁铁的磁场里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．

第14页,共30页，2024年2月25日，星期天特别提醒：动圈式话筒与电容式话筒的工作原理不同，电容式话筒的工作原理是随着声音信号的变化，电容器两极板间的距离发生变化，从而改变电容器的电容量，使电容器在不断地充放电，形成充放电电流，而不是依据电磁感应现象制作的．第15页,共30页，2024年2月25日，星期天即时应用(即时突破，小试牛刀)2．动圈式话筒和磁带录放机都应用了电磁感应现象．图1－3－2甲是动圈式话筒的原理图，图1－3－2乙分别是录音机的录、放音原理图．由图可知以下说法错误的是()甲乙图1－3－2第16页,共30页，2024年2月25日，星期天A．话筒工作时，磁铁不动，音圈随膜片振动而产生感应电流B．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C录放机放音时，线圈中变化的电流在磁头缝隙中产生变化的磁场D．录放机录音时，线圈中变化的电流在磁头缝隙中产生变化的磁场第17页,共30页，2024年2月25日，星期天解析：选C.话筒的工作原理是声波使音圈随膜片在永磁铁产生的磁场中振动产生感应电流，A正确；录音机录音时，话筒产生的感应电流经放大电路放大后在录音机磁头缝隙处产生了变化的磁场，D正确；录音机在放音时通过变化的磁场使放音磁头产生感应电流，经放大电路后再送到扬声器，B正确；C错误．第18页,共30页，2024年2月25日，星期天如图1－3－3所示是利用高频交流电焊接自行车零件的原理示意图，其中外圈A是通高频交流电的线圈，B是自行车零件，a是待焊接口，焊接时接口两端接触在一起，当A中通有交变电流时，B中会产生感应电流，使得接口处金属熔化焊接起来．(1)试分析说明，焊接的快慢与交变电流的频率有什么关系？(2)试解释说明，为什么焊接过程中，接口a处被熔化而零件其他部分并不很热？例1第19页,共30页，2024年2月25日，星期天【精讲精析】(1)线圈A中交变电流的频率越高，B中磁通量的变化率越大，产生的感应电动势越大，感应电流I也越大，所以电流的热功率P＝I2R也越大，焊接越快．(2)B中各处电流大小相等，但在接口a处因是点接触，故此处接触电阻很大，电流的热功率P＝I2R也很大，而其他部分电阻很小，电流的热功率也很小，所以接口处已被熔化，而零件的其他部分并不很热．图1－3－3第20页,共30页，2024年2月25日，星期天【答案】(1)交变电流的频率越高，焊接越快(2)接口处的电阻较大，接口处熔化【规律总结】本题结合生产实际考查了涡流的产生原理和应用，掌握此类题目的关键是知道涡流的产生是电磁感应现象的体现，满足法拉第电磁感应定律和电流热效应．第21页,共30页，2024年2月25日，星期天磁带录音机主要由机内话筒、磁带、录放音磁头、放大电路、扬声器、传动机构等部分组成．图1－3－4是录音机的录、放原理示意图．请根据示意图，简述录音机的录、放原理．磁记录的应用例2第22页,共30页，2024年2月25日，星期天图1－3－4【思路点拨】录音是利用电流的磁效应，放音是利用电磁感应现象．第23页,共30页，2024年2月25日，星期天【自主解答】录音时，声音使话筒中产生随声音而变化的感应电流——音频电流．音频电流经放大电路放大后，进入录音磁头的线圈中，在磁头的缝隙处产生随音频电流变化的磁场．磁带紧贴着磁头缝隙移动，磁带上的磁粉层被磁化，在磁带上就记录下声音的磁信号．放音是录音的逆过程．放音时，磁带紧贴着放音磁头的缝隙通过，磁带上变化的磁场使放音磁头线圈中产生感应电流，第24页,共30页，2024年2月25日，星期天感应电流的变化跟记录下的磁信号相同，所以线圈中产生的是音频电流．这个电流经放大电路放大后，送到扬声器，扬声器把音频电流还原成声音．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．【答案】见自主解答第25页,共30页，2024年2月25日，星期天变式训练唱卡拉OK用的话筒内有传感器，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘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．下列说法中正确的是()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，金属线圈中不会产生感应电动势第26页,共30页，2024年2月25日，星期天解析：选B.这既是一道联系实际的题，也是一道信息题，只要抓住主要信息，