创新设计高中物理鲁科版选修3电磁感应定律的应用省公共课一等奖全国赛课获奖课件

第3节电磁感应定律应用第1页1．了解涡流产生原因及怎样预防和利用涡流．2．了解涡流在生活、生产中实际应用．3．掌握磁卡存取信息原理及动圈式话筒工作原理．第2页磁场

磁场

铁芯

感应电流

真空冶炼炉

探雷器

第3页电阻率

硅钢片

整块硅钢

第4页二、磁卡和动圈式话筒1．磁卡磁卡机统计信息工作原理如图1－3－1所表示．第5页铁芯

线圈

磁场

磁化

第6页2．动圈式话筒感应电流

第7页对涡流正确了解1．涡流含义把块状金属放在改变磁场中，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．在圆柱形铁芯上绕有线圈，当线圈中通以交变电流时，铁芯就处于交变电场中，铁芯可看作由一系列半径逐步改变圆柱状薄壳组成，每层薄壳组成一个闭合回路．在交变磁场周围存在电场，这个电场为涡旋电场．这些导体薄壳都处于电场中，这一电场对导体内自由电荷就有力作用，所以沿着一层层薄壳产生感应电流．电流流线呈闭合涡旋状，因而将这种电流叫做涡流．第8页2．涡流热效应因为大块导体电阻很小，涡流能够到达很大强度，从而产生很强热效应，电磁炉就是依据这一原理工作．电磁炉是当代家庭烹饪食物一个新型炊具，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人所接收．电磁炉是利用电磁感应引发涡流进行加热来工作，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所表示．第9页电磁炉台板下充满了线圈，当经过中频交流电时，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，从而到达加热和烹饪食物目标．电磁炉产生交变磁场，不但会产生涡流热，而且会促使金属锅体分子运动并相互碰撞，造成份子间摩擦生热，这两种热是直接发生在锅体本身，其热能损耗很小，所以电磁灶热效率可达80%，约比煤气灶高一倍，而且加热均匀，烹调快速，节能省电．与普通灶具相比，电磁炉含有以下优点：第10页(1)无明火，没有燃烧生成物污染室内．(2)使用时，无须点火，没有火苗，没有高于300℃以上高温部位，且有过压、欠压和过热保护功效，一旦超出额定值，便开启自动报警装置，安全可靠，不会产生危险事故．(3)省电节能效率高．第11页【典例1】

有一工件可能是铝合金材料制作，也可能是塑料材料制作，因刷有保护漆无法确定．在不破坏外观情况下，你怎样确定它到底是什么材料呢？思绪点拨：用磁铁去试探，感应电流会妨碍磁铁运动．解析能够拿一块磁铁，让磁极向着工件表面快速运动过来，若感到受到妨碍，则说明是铝合金材料；若不感到有妨碍作用，则说明是塑料材料．答案看法析第12页借题发挥若是铝合金，当磁铁磁极向着它运动时，因磁通量发生改变而产生涡流，因而发生妨碍作用．若是塑料，因不能产生涡流，所以不会妨碍相对运动．第13页【变式1】

在电磁炉使用过程中，以下说法正确是(

)．A．线圈产生热量给食物加热B．电磁炉不消耗电能C．电磁炉经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恪守能量守恒定律答案CD第14页【典例2】

普通磁带录音机是用一磁头来录音和放音．磁头结构如图1－3－4(a)所表示，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)所表示；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)所表示．磁带上涂有一层磁粉，磁粉能被磁化且留下剩磁．话筒作用是把声音改变转化为电流改变；扬声器作用是把电流改变转化为声音改变．由此可知以下说法中正确是(

)．第15页①录音时线圈中改变音频电流在磁带上产生改变磁场②放音时线圈中改变音频电流在磁带上产生改变磁场③录音时磁带上改变磁场在线圈中产生感应电流④放音时磁带上改变磁场在线圈中产生感应电流A．①③

B．②④

C．①④

D．②③第16页思绪点拨：电能与磁能发生相互转化，在录音机里，录放两种功效是适用一个磁头完成，录音时磁头与话筒相连，放音时磁头与扬声器相连．解析依据普通磁带录音机录音、放音原理知：磁带录音机录音过程是电流磁效应，而磁带录音机放音过程则是电磁感应过程，所以录音时线圈中改变音频电流在磁带上产生改变磁场；放音时磁带上改变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录音、放音原理是处理这类问题关键．第17页【变式2】

如图1－3－5所表示，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磁带a和绕有线圈磁头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说法，正确是(

)．第18页A．录音主要原理是电流磁效应，放音主要原理是电磁感应B．录音主要原理是电磁感应，放音主要原理是电流磁效应C．录音和放音主要原理都是磁场对电流作用D．录音和放音主要原理都是电磁感应答案A第19页涡流应用1．以下说法正确是(

)．A．金属块处于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．大块金属电阻很小，涡流可能到达很大强度D．以上说法都不对解析金属块处于改变磁场中，才会产生涡流，选项A错误．金属块相对于磁场运动，只要穿过薄壳磁通量发生改变，就会产生涡流，选项B错误，依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第20页2．如图1－3－6所表示是冶炼金属感应炉示意图．高频感应炉中装有待冶炼金属，当线圈中通有电流时，经过产生涡流来熔化金属．以下关于高频感应炉说法中正确是(

)．A．高频感应炉线圈中必须通有改变电流，才会产生涡流B．高频感应炉线圈中通有恒定电流，也能够产生涡流第21页C．高频感应炉是利用线圈中电流产生焦耳热使金属熔化D．高频感应炉是利用待冶炼金属中涡流热效应使金属熔化解析改变电流才能产生改变磁场，引发磁通量改变，产生电磁感应现象，恒定电流不会使感应炉中磁通量发生改变，不会有涡流产生，选项A对、B错；当感应炉内装入待冶炼金属时，会在待冶炼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焦耳热，所以选项C错、D对．答案AD第22页磁统计应用3．麦克风是一个惯用电子设备，它内部就是一个小型传感器，能够把声音变成电信号．它种类很多，其中有一个是动圈式，它工作原理是在弹性膜片后面黏接一个轻小金属线圈，该线圈处于柱形永磁体辐射状磁场中，当声音使膜片振动时，就能将声音信号转变成电信号，以下说法正确是(

)．A．该传感器是依据电流磁效应工作B．该传感器是依据电磁感应现象工作C．膜片振动时，线圈内不会产生感应电流D