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2.31涡流、电磁阻尼和电磁驱动
教学设计
课题 涡流、电磁阻尼和电磁驱动 单元 2 学科 物理 年级 高二
学习目标 1.知道涡流的定义、实质、特点；2.知道涡流的应用：热效应、金属探测，以及如何应用3.知道涡流也有有害的一面，知道如何防止有害涡流
重点 涡流的概念实质、特点
难点 涡流的应用热效应、磁效应
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 一日三餐离不开对食物的加热，天然气灶、电磁炉是常用的加热工具，你知道它们的工作原理吗？ 出示图片：天然气灶天然气灶工作原理是热传递出示图片：电磁炉电磁炉工作时，它的盘面并不发热，所以不是热传递，那么在炉盘上铁锅会发热的原理是什么呢 通过本节课的学习就可以了解电磁炉的工作原理。 学生观察图片思考它们的工作原理 引起学生学习的兴趣，为引出本节课题做铺垫
讲授新课 一、电磁感应现象中的感生电场1.感生电场英国物理学家麦克斯韦经过研究后提出：磁场变化时会在空间激发一种电场，我们把这种电场叫作感生电场。注意：这种电场与静电场不同，它不是由电荷产生的。2.感应电动势将闭合导体放入变化的磁场中后，变化的磁场会产生感生电场，导体中的自由电荷受到感生电场的作用力发生定向移动，从而形成感应电流和感应电动势，称为感生电动势。说明：如果感应电动势是由感生电场产生的，它也叫作感生电动势。3.感生电动势的成因感生电场的电场力对电荷做功。4.实例分析电子感应加速器（1）电子感应加速器:应用感生电场来加速电子的一种设备。（2）结构和作用①结构上、下为电磁体的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室。②作用柱形电磁铁：产生变化的磁场；环形真空管道：是电子运行的轨道（3）原理当电磁体线圈中电流的大小、方向变化时，电磁体的两个磁极之间就会产生感生电场，射入其中的电子就受到感生电场的持续作用而不断加速，最终获得很大的速度和能量。思考讨论：当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，电流的大小应该怎样变化才能使电子加速？分析：甲中可以看到，磁场方向由下向上，如图乙从上向下看，电子沿逆时针方向运动，由于电子带负电，它在电场中受力的方向与电场方向相反。所以为使电子加速，产生的电场应沿顺时针方向。参考答案：电子沿逆时针方向加速，则粒子所受电场力沿逆时针方向，则感生电场的方向沿顺时针方向，由安培定则可知，感生电场产生的磁场竖直向下，由安培定则可知，线圈电流产生的磁场竖直向上，由楞次定律可知，线圈产生的磁场磁通量增加，磁感应强度增加，线圈电流变大。二、涡流如图把绝缘导线缠绕在块状的铁芯上。导线中通有交流电。过一会用手摸一下铁芯会感到什么？为什么？参考答案：过一会用手摸一下铁芯会感到铁芯明显发热。因为当导线中通有交流电时，铁芯中就会产生一个变化的磁场，由于铁心可以看作是一个个独立的方形回路的导体，所以在这些回路中就会产生感应电流，放出热量。1.涡流由于电磁感应，在导体中产生的像水中漩涡样的感应电流，所以把它叫做涡电流，简称涡流。出示图片：导体中产生涡流2.涡流实质涡流的本质是整块金属内的磁通量发生了变化，它仍然是电磁感应现象，同样遵守电磁感应定律。3.涡流特点与一般导体或线圈的最大区别是金属块本身构成闭合回路，磁场变化越快，导体的横截面积S越大，导体材料的电阻率越小，形成的涡流就越大，进而产生大量的焦耳热。4.涡流的应用和危害（1）涡流热效应：真空冶炼炉、电磁炉。 ①真空冶炼炉原理：利用涡流的热效应来熔炼金属。冶炼炉外绕有线圈，冶炼炉内装有待冶炼的金属。将大功率的高频交流电源与线圈连接后，高频交流电在线圈儿内激发出很强的磁场，这时炉内被冶炼的金属中会产生强大的涡流，并释放出大量的焦耳热，从而将待冶炼的金属融化。真空冶炼炉的优点：加热速度快，能量损失小，温度容易控制，整个过程可以在真空中进行，能防止空气中的杂质进入金属，可以冶炼高质量的合金视频：涡流冶炼实验②电磁炉加热食物原理打开电磁炉我们发现里面有一个线圈，当迅速变化的电流通过电磁炉面板下方的线圈时，线圈周围产生迅速变化的磁场，变化的磁场使面板上方的锅底部产生涡流，锅迅速发热，从而达到加热食物的目的。思考讨论：线圈内可以产生感应电流，金属锅底也可以产生感应电流，既然这样，电磁炉上用的锅可不可以制成锅底下只有一圈金属环，其余部分用非金属轻便材料制成，这样既轻便又经济，这种想法对吗？参考答案：电磁炉上的锅底只有一圈金属环，电流小，放热少，达不到需要的热量，所以这种想法不对。2.磁效应：涡流金属探测器（1）原理：涡流金属探测器具有一个通过一定频率交变电流的探测线圈, 如果地下埋着金属物品，金属中会感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警。（2）涡流金属探测器常用于探测行李包中的枪支、埋于地表的地雷、金属覆盖膜的厚度等。出示图片：探雷器如图手持一个长柄线圈在地面扫过，线圈中有变化着的电流。如果地下埋着金属物品，金属中会感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警。可以用来探测金属壳的地雷或有较大金属零件的地雷。出示图片：机场、车站和重要活动场所的安检门用于安全检查的“门”。导线沿着“门框”绕成线圈，金属物品通过“门”时产生涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，引发报警。出示图片：普通型手持金属探测仪、食品金属探测仪3.涡流的危害（1）危害：线圈中流过变化的电流，在铁芯中产生的涡流使铁芯发热，浪费了能量，还可能损坏电器。思考讨论：电动机、变压器的线圈都绕在铁芯上，怎样减小于因涡流使铁芯发热呢？参考答案：增大回路的电阻。为了减少涡流，铁芯都不是整块金属，而是用许多绝缘的电阻率很大的硅钢片叠成。硅钢片的表面要经过处理，生成不导电的氧化层，可以进一步减小涡流视频：涡流现象及其应用4.减少涡流的途径①增大铁芯材料的电阻率，常用的材料是硅钢，电阻率比较大。②用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。出示图片：用硅钢片做变压器的铁芯课堂练习1.如图所示是用涡流金属探测器探究地下金属物的示意图，当探测到地下的金属物时，____________（选填“金属物”或“探头”）中产生涡流。【答案】金属物2.下列关于涡流的说法中正确的是（ ）A．在硅钢片中不能产生涡流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．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【答案】D3.下列说法不符合物理学史的是（ ）A．奥斯特发现了电流的磁效应B．法拉第发现了电磁感应现象C．牛顿解释了涡旋电场的产生原理D．楞次找到了判断感应电流方向的方法【答案】C4.物理学的基本原理在生产、生活中有着广泛的应用，下列列举的四种电器中，利用了涡流原理工作的是（ ）A．电饭煲 B．微波炉 C．电磁灶 D．白炽灯泡【答案】C5.如图所示是冶炼金属的感应炉的示意图。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。以下关于感应炉的说法中正确的是（ ）A．感应炉的线圈中必须通有变化的电流，才会产生涡流B．感应炉的线圈中通有恒定的电流，也可以产生涡流C．感应炉是利用线圈中电流产生的焦耳热使金属熔化的D．感应炉是利用线圈中电流产生的磁场使金属熔化的【答案】A 阅读课文了解感生电场观察电子感应加速器在老师的引导下了解它的结构、作用、原理学生思考讨论当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，电流的大小应该怎样变化才能使电子加速？学生阅读课文了解涡流的定义，思考涡流实质和涡流特点阅读课文了解涡流的应用和危害观看视频涡流冶炼实验学生阅读课文说出电磁炉加热食物原理学生思考讨论学生说出涡流金属探测器的原理学生了解探雷器、安检门学生阅读课文了解涡流的危害以及减少涡流的途径学生练习 锻炼学生的自主学习能力掌握应用感生电场来加速电子的原理锻炼学生的逻辑思维能力和合作交流能力，进一步理解用感生电场来加速电子的原理锻炼学生的自主学习能力和理解总结能力了解真空冶炼炉的原理以及真空冶炼炉的优点进一步理解真空冶炼炉锻炼学生的自主学习能力锻炼学生的理解能力和语言表达能力了解涡流的磁效应掌握探雷器和安检门的原理锻炼学生的自主学习能力掌握涡流的危害以及减少涡流的途径巩固本节的知识
课堂小结 1.感生电场：磁场变化时会在空间激发一种电场。2.电子感应加速器:应用感生电场来加速电子的一种设备。3.由于电磁感应，在导体中产生的像水中漩涡样的感应电流，所以把它叫做涡电流，简称涡流。4. 涡流的本质是整块金属内的磁通量发生了变化，它仍然是电磁感应现象，同样遵守电磁感应定律。5. 涡流的应用和危害。6.减少涡流的途径 梳理自己本节所学知识进行交流 根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。
板书 一、电磁感应现象中的感生电场感生电场:磁场变化时会在空间激发一种电场，我们把这种电场叫作感生电场。二、涡流1.由于电磁感应，在导体中产生的像水中漩涡样的感应电流，所以把它叫做涡电流，简称涡流。2.涡流的应用和危害（1）涡流热效应：真空冶炼炉、电磁炉。（2）磁效应：涡流金属探测器（3）涡流的危害线圈中流过变化的电流，在铁芯中产生的涡流使铁芯发热，浪费了能量，还可能损坏电器。3. 减少涡流的途径①增大铁芯材料的电阻率，常用的材料是硅钢，的电阻率比较大。②用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
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2.31 涡流、电磁阻尼和电磁驱动
人教版 高二
新知导入
一日三餐离不开对食物的加热，天然气灶、电磁炉是常用的加热工具，你知道它们的工作原理吗？
天然气灶工作原理是热传递
新知导入
电磁炉
电磁炉工作时，它的盘面并不发热，所以不是热传递，那么在炉盘上铁锅会发热的原理是什么呢
通过本节课的学习就可以了解电磁炉的工作原理。
B
新知讲解
一、电磁感应现象中的感生电场
1.感生电场
英国物理学家麦克斯韦经过研究后提出：磁场变化时会在空间激发一种电场，我们把这种电场叫作感生电场。
激发的电场
变化
注意：这种电场与静电场不同，它不是由电荷产生的。
新知讲解
2.感应电动势
将闭合导体放入变化的磁场中后，变化的磁场会产生感生电场，导体中的自由电荷受到感生电场的作用力发生定向移动，从而形成感应电流和感应电动势，称为感生电动势。
说明：如果感应电动势是由感生电场产生的，它也叫作感生电动势。
3.感生电动势的成因
感生电场的电场力对电荷做功。
新知讲解
4.实例分析电子感应加速器
（1）电子感应加速器:应用感生电场来加速电子的一种设备。
（2）结构和作用
①结构
上、下为电磁体的两个磁极，磁极之间有一个环形真空室。
真空室
S
N
电子枪
靶
电子轨道
乙 真空室俯视图
侧视图
甲
. . .
. . .
. . .
新知讲解
②作用
柱形电磁铁：产生变化的磁场；
环形真空管道：是电子运行的轨道。
（3）原理
当电磁体线圈中电流的大小、方向变化时，电磁体的两个磁极之间就会产生感生电场，射入其中的电子就受到感生电场的持续作用而不断加速，最终获得很大的速度和能量。
真空室
S
N
电子枪
靶
电子轨道
乙 真空室俯视图
侧视图
甲
. . .
. . .
. . .
思考讨论：当电磁铁线圈电流的方向与图示方向一致时，电流的大小应该怎样变化才能使电子加速？
分析：甲中可以看到，磁场方向由下向上，如图乙从上向下看，电子沿逆时针方向运动，由于电子带负电，它在电场中受力的方向与电场方向相反。所以为使电子加速，产生的电场应沿顺时针方向。
真空室
S
N
电子枪
靶
电子轨道
乙 真空室俯视图
侧视图
甲
. . .
. . .
. . .
合作探究
新知讲解
参考答案：电子沿逆时针方向加速，则粒子所受电场力沿逆时针方向，则感生电场的方向沿顺时针方向，由安培定则可知，感生电场产生的磁场竖直向下，由安培定则可知，线圈电流产生的磁场竖直向上，由楞次定律可知，线圈产生的磁场磁通量增加，磁感应强度增加，线圈电流变大。
真空室
S
N
电子枪
靶
电子轨道
乙 真空室俯视图
侧视图
甲
. . .
. . .
. . .
新知讲解
二、涡流
i
AC
i
如图把绝缘导线缠绕在块状的铁芯上。导线中通有交流电。过一会用手摸一下铁芯会感到什么？为什么？
新知讲解
参考答案：过一会用手摸一下铁芯会感到铁芯明显发热。
因为当导线中通有交流电时，铁芯中就会产生一个变化的磁场，由于铁心可以看作是一个个独立的方形回路的导体，
i
AC
i
导电
所以在这些回路中就会产生感应电流，放出热量。
新知讲解
1.涡流
由于电磁感应，在导体中产生的像水中漩涡样的感应电流，所以把它叫做涡电流，简称涡流。
i
AC
i
B
如图虚线所示是导体中产生涡流
新知讲解
2.涡流实质
涡流的本质是整块金属内的磁通量发生了变化，它仍然是电磁感应现象，同样遵守电磁感应定律。
3.涡流特点
与一般导体或线圈的最大区别是金属块本身构成闭合回路，磁场变化越快，导体的横截面积S越大，导体材料的电阻率越小，形成的涡流就越大，进而产生大量的焦耳热。
新知讲解
4.涡流的应用和危害
（1）涡流热效应：真空冶炼炉、电磁炉。
①真空冶炼炉
接高频交流电源
真空冶炼炉
原理：利用涡流的热效应来熔炼金属。
新知讲解
冶炼炉外绕有线圈，冶炼炉内装有待冶炼的金属。将大功率的高频交流电源与线圈连接后，高频交流电在线圈儿内激发出很强的磁场，
接高频交流电源
真空冶炼炉
这时炉内被冶炼的金属中会产生强大的涡流，并释放出大量的焦耳热，从而将待冶炼的金属融化。
新知讲解
接高频交流电源
真空冶炼炉
真空冶炼炉的优点：加热速度快，能量损失小，温度容易控制，整个过程可以在真空中进行，能防止空气中的杂质进入金属，可以冶炼高质量的合金。
新知讲解
视频：涡流冶炼实验
新知讲解
②电磁炉加热食物原理
打开电磁炉我们发现里面有一个线圈，当迅速变化的电流通过电磁炉面板下方的线圈时，线圈周围产生
迅速变化的磁场，变化的磁场使面板上方的锅底部产生涡流，锅迅速发热，从而达到加热食物的目的。
思考讨论：线圈内可以产生感应电流，金属锅底也可以产生感应电流，既然这样，电磁炉上用的锅可不可以制成锅底下只有一圈金属环，其余部分用非金属轻便材料制成，这样既轻便又经济，这种想法对吗？
参考答案：电磁炉上的锅底只有一圈金属环，电流小，放热少，达不到需要的热量，所以这种想法不对。
合作探究
新知讲解
2.磁效应：涡流金属探测器
（1）原理：涡流金属探测器具有一个通过一定频率交变电流的探测线圈， 如果地下埋着金属物品，金属中会感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警。
（2）涡流金属探测器常用于探测行李包中的枪支、埋于地表的地雷、金属覆盖膜的厚度等。
新知讲解
探雷器
如图手持一个长柄线圈在地面扫过，线圈中有变化着的电流。如果地下埋着金属物品，金属中会感应出涡流，涡流的磁场反过来影响线圈中的电流，使仪器报警。可以用来探测金属壳的地雷或有较大金属零件的地雷。
用于安全检查的“门”。导线沿着“门框”绕成线圈，金属物品通过“门”时产生涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，引发报警。
新知讲解
机场、车站和重要活动场所的安检门
新知讲解
食品金属探测仪
普通型手持金属探测仪
3.涡流的危害
（1）危害：线圈中流过变化的电流，在铁芯中产生的涡流使铁芯发热，浪费了能量，还可能损坏电器。
思考讨论：电动机、变压器的线圈都绕在铁芯上，怎样减小因涡流使铁芯发热呢？
参考答案：增大回路的电阻。为了减少涡流，铁芯都不是整块金属，而是用许多绝缘的电阻率很大的硅钢片叠成。硅钢片的表面要经过处理，生成不导电的氧化层，可以进一步减小涡流。
新知讲解
新知讲解
视频：涡流现象及其应用
4.减少涡流的途径
①增大铁芯材料的电阻率，常用的材料是硅钢，电阻率比较大。
新知讲解
②用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
1.如图所示是用涡流金属探测器探究地下金属物的示意图，当探测到地下的金属物时，_________（选填“金属物”或“探头”）中产生涡流。
课堂练习
探头
金属物
金属物
课堂练习
2.下列关于涡流的说法中正确的是（ ）
A．在硅钢片中不能产生涡流
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．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
D
课堂练习
3.下列说法不符合物理学史的是（ ）
A．奥斯特发现了电流的磁效应
B．法拉第发现了电磁感应现象
C．牛顿解释了涡旋电场的产生原理
D．楞次找到了判断感应电流方向的方法
C
课堂练习
4.物理学的基本原理在生产、生活中有着广泛的应用，下列列举的四种电器中，利用了涡流原理工作的是（ ）
A．电饭煲
B．微波炉
C．电磁灶
D．白炽灯泡
C
课堂练习
5.如图所示是冶炼金属的感应炉的示意图。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。以下关于感应炉的说法中正确的是（ ）
A．感应炉的线圈中必须通有变化
的电流，才会产生涡流
B．感应炉的线圈中通有恒定的
电流，也可以产生涡流
C．感应炉是利用线圈中电流产生的焦耳热使金属熔化的
D．感应炉是利用线圈中电流产生的磁场使金属熔化的
A
接电源
课堂总结
1.感生电场：磁场变化时会在空间激发一种电场。
2.电子感应加速器:应用感生电场来加速电子的一种设备。
3.由于电磁感应，在导体中产生的像水中漩涡样的感应电流，所以把它叫做涡电流，简称涡流。
4. 涡流的本质是整块金属内的磁通量发生了变化，它仍然是电磁感应现象，同样遵守电磁感应定律。
5. 涡流的应用和危害。
6.减少涡流的途径。
板书设计
一、电磁感应现象中的感生电场
感生电场:磁场变化时会在空间激发一种电场，我们把这种电场叫作感生电场。
二、涡流
1.由于电磁感应，在导体中产生的像水中漩涡样的感应电流，所以把它叫做涡电流，简称涡流。
2.涡流的应用和危害
（1）涡流热效应：真空冶炼炉、电磁炉。
板书设计
（2）磁效应：涡流金属探测器。
（3）涡流的危害
线圈中流过变化的电流，在铁芯中产生的涡流使铁芯发热，浪费了能量，还可能损坏电器。
3. 减少涡流的途径
①增大铁芯材料的电阻率，常用的材料是硅钢，的电阻率比较大。
②用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
作业布置
1.完成课后习题1.2.3题
2.做本节的同步练习册
https://www.21cnjy.com/help/help_extract.php中小学教育资源及组卷应用平台
2.3涡流、电磁阻尼和电磁驱动
1. 下列叙述正确的是（ ）
A．电磁炉与电饭锅的工作原理是完全相同的
B．交流电动机突出的优点是通过改变输入电压很容易调节它的转速
C．示波管的主要原理是阴极射线在磁场中能够偏转
D．涡流金属探测仪可用于探测行李包中的枪支
2. 学完电磁感应涡流的知识后，某个同学回家制作了一个简易加热器，如图所示，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（ ）
A．降低交流电源的频率
B．增加线圈的匝数
C．将金属杯换为陶瓷杯
D．将交流电源换成电动势更大的直流电源
3. 下列没有利用涡流的是（ ）
A．金属探测器
B．变压器中用互相绝缘的硅钢片叠成铁芯
C．用来冶炼合金钢的真空冶炼炉
D．磁电式仪表的线圈用铝框做骨架
4.关于高频电磁炉，下列说法中正确的是（ ）
A．它是利用变化的磁场在食品中产生涡电流对食品加热的
B．它是利用变化的磁场在铁质锅底产生涡电流，使锅底迅速升温，从而对食品加热的
C．它是利用电磁波使食品加热的，所以有比较强的电磁波辐射，对人体健康不利
D．它跟电炉一样，是让电流通过电阻丝产生热量来对食品加热的
5. 如图所示，使一个铜盘绕其竖直的轴OO' 转动，且假设摩擦等阻力不计，转动是匀速的。现把一个蹄形磁铁移近铜盘，则( )
A．铜盘转动将变慢
B．铜盘转动将变快
C．铜盘仍以原来的转速转动
D．铜盘转动速度是否变化，要根据磁铁的上、下两端的极性来决定
6. 如图所示为高频电磁炉的工作示意图。电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康无危害。关于电磁炉，以下说法正确的是（ ）
A．电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的
B．电磁炉是利用变化的磁场在含铁质锅底部产生涡流，使含铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加热的
C．电磁炉是利用变化的磁场使食物中的极性水分子振动和旋转来对食物加热的
D．电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的
7. 1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“阿拉果圆盘实验”，实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图所示，实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后，下列说法正确的是（ ）
A．因为穿过圆盘的磁通量不变，圆盘上没有感应电流
B．穿过整个圆盘的磁通量发生了变化从而产生沿圆盘边缘的环形电流
C．圆盘内局部面积的磁通量变化产生感应电流，从而产生磁场导致磁针转动
D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成了环形电流，此电流产生的磁场导致磁针转动
8. 下列四个图中，甲、丙图中为铝管，乙、丁图中为塑料管，甲、乙图中小磁铁竖直放置，丙、丁图中小磁铁水平放置，让小磁铁由静止释放，磁铁下落过程中不发生翻转，且不与铝管相碰，不计空气阻力，则小磁铁穿过铝管过程中加速度小于重力加速度的图有（ ）
A．甲、乙、丙、丁图 B．甲、丙、丁图
C．甲、丙图 D．甲图
9. “电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等行业的产品封口环节中，其工作原理是当接通电源时，内置线圈产生磁场，当磁感线穿过封口铝箔材料时，瞬间产生大量小涡流，致使铝箔自行快速发热，熔化复合在铝箔上的溶胶，从而粘贴在承封容器的封口处，达到迅速封口的目的。下列说法中正确的是（ ）
A．该封口机可用干电池等直流电源作为工作电源
B．封口材料不可用普通塑料薄膜来代替铝箔
C．封口过程中温度过高，可适当减小所通电流的周期来解决
D．指针式电流也是由于在电流表内部线圈中产生了涡流而使指针发生偏转
10. 如图所示是车站、机场等场所用于安全检查的安检门，“门框”内有线圈，线圈中通有变化的电流。如果金属物品通过安检门，金属中会被感应出涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引起报警。下列关于安检的说法正确的是（ ）
A．安检门能检查出毒贩携带的毒品
B．安检门能检查出旅客携带的金属水果刀
C．安检门工作时，主要利用了电流的热效应原理
D．如果“门框”的线圈中通上恒定电流，安检门也能正常工作
11. 涡流大小的决定因素：磁场变化越______（越______），导体的横截面积S越______，导体材料的电阻率越______，形成的涡流就越大。
12. 当线圈中的______随时间变化时，线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，用图表示这样的感应电流，就像水中的旋涡，所以把它叫作______，简称______。
13. 磁电式电流表在运输时往往用短路片把正负接线柱短接，想一想，这样做有什么道理？
14. 我们用作煮食的炉子有各种各样的款式，它们的工作原理各不相同。有以天然气、液化石油气等作燃料的，例如天然气炉；还有以直接用电热方式加热的，例如电饭锅，下面介绍的是以电磁感应原理生热的电磁炉。
如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图．炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是不断变化的，这个变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质（或钢质）锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，所以感应电流又会在锅底产生热效应，这些热能便起到加热物体的作用从而煮食。
电磁炉的特点是：电磁炉的效率比一般的炉子都高，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。
因为电磁炉是以电磁感应产生电流，利用电流的热效应产生热量，所以不是所有的锅或器具都适用。对于锅的选择，方法很简单，只要锅底能被磁铁吸住的就能用。适合放在电磁炉上烹饪的器具有不锈钢锅、不锈钢壶、平底铁锅；不适用的有陶瓷锅、圆底铁锅、耐热玻璃锅、铝锅、铜锅等。
(1)在电磁炉加热食物的过程中涉及的物理原理有（回答三个即可）：
①________________________________________________________________________；
②________________________________________________________________________；
③________________________________________________________________________。
(2)电磁炉的锅不能用陶瓷锅、耐热玻璃锅的原因是____________________________；电磁炉所用的锅不能用铝锅、铜锅的原因是______________________。
(3)在锅和电磁炉中间放一纸板，则电磁炉还能起到加热作用吗（___）？为什么（___）？
15. 电磁炉是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁质锅底，使之形成无数个小涡流，加快锅底分子运动，锅底自身高速发热达到加热食物的目的，其工作原理如图所示．
(1)使用微型电脑控制的电磁炉加热时不产生明火、无烟尘、无废气、清洁、安全、高效节能，是现代家庭中理想的灶具，请写出电磁炉在使用中触及到的物理知识(只写两点)：________________和________________．
(2)在使用电磁炉加热食物时，电磁炉和锅之间的传热方向是：由________传递给________；使用电磁炉加热食物的过程中要消耗________能得到________能．
(3)“多宝”牌电磁炉某一款式性能参数如下表所示：
根据表中的参数分析，电磁炉与普通的电加热器相比，有哪些优点？__________________和_______________ (请写出两点)
参考答案
1.【答案】D
【详解】
A．电磁炉是利用电磁感应的涡流进行加热，电饭锅是利用电流的热效应进行加热，A错误；
B．直流电动机突出的优点是通过改变输入电压很容易调节它的转速，而交流电动机的转速与定子转动频率、磁极对数有关，B错误；
C．示波管的主要原理是阴极射线在电场中能够偏转，C错误；
D．利用涡流，当行李中有枪支时，会有电磁感应效应，故可探测出枪支，D正确。
故选D。
2.【答案】B
【详解】
AB．由题意可知，本题中是涡流现象的应用；即采用线圈产生的磁场使金属杯产生感应电流，从而进行加热的，则由法拉第电磁感应定律可知，增加线圈的匝数、提高交流电的频率均可以提高发热功率，则可以缩短加热时间；故A错误，B正确；
C．将杯子换作瓷杯不会产生涡流，则无法加热水，故C错误；
D．将交流电源换成电动势更大的直流电源不会产生涡流，故D错误；
故选B。
3.【答案】B
【详解】
金属探测器、真空冶炼炉都是利用涡流现象工作的，磁电式仪表利用涡流能让指针快速稳定，也是利用涡流现象，变压器中的硅钢片是为了防止涡流产生铁损，故只有B没有利用，ACD均利用了。
4.【答案】B
【详解】
高频电磁炉，是利用变化的磁场在铁质锅底产生涡电流，使锅底迅速升温，从而对食品加热的。电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康无危害。
故选B。
5.【答案】A
【详解】
当一个蹄形磁铁移近铜盘时，铜盘转动切割磁感线，产生感应电流，由楞次定律可知感应电流所受的安培力阻碍其相对运动，所以铜盘转动将变慢,A正确。
故选A。
6.【答案】B
【详解】
电磁炉的工作原理是利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，变化的磁场通过含铁质锅的底部产生无数小涡流，使锅体温度升高后加热食物。
故选B。
7.【答案】C
【详解】
A．穿过圆盘的磁通量不变，但是圆盘局部面积的磁通量发生变化，所以在圆盘上有不同的感应电流，从而产生涡流，所以A错误；
B．穿过整个圆盘的磁通量没有发生了变化，所以沿圆盘边缘没有产生环形电流，所以B错误；
C．圆盘内局部面积的磁通量变化产生感应电流，从而产生磁场导致磁针转动，所以C正确；
D．圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成了环形电流而产生的磁场，由安培定则可判断出磁场的方向在中心方向竖直向下，其它位置关于中心对称，则此电流产生的磁场不会导致磁针转动，所以D错误；
故选C。
8.【答案】C
【详解】
甲、丙图中磁铁在下落过程中，均会在铝管中产生涡流，阻碍磁铁向下运动，因此磁铁下落过程中加速度均小于重力加速度；乙、丁图中为塑料管，则磁铁下落过程中不会产生涡流，则磁铁不受阻碍作用，加速度为重力加速度。
故选C。
9.【答案】B
【详解】
A．导体放入变化的磁场才能产生涡流现象，而干电池通电后，导线周围产生恒定的磁场，不能产生涡流，A错误；
B．普通塑料薄膜不是导体，不能产生涡流现象，B正确；
C．封口过程中温度过高，可适当增加所通电流的周期，使磁场变化减慢来解决，C错误；
D．指针式电流也是由于在电流表内部线圈中的电流在磁场中受力而使指针发生偏转，D错误。
故选B。
10.【答案】B
【详解】
A．安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品原理是：线圈中交变电流产生交变的磁场，会在金属物品产生交变的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到。则安检门不能检查出毒贩携带的毒品，故A错误；
B．安检门能检查出旅客携带的金属水果刀，故B正确；
C．安检门工作时，主要利用了电磁感应原理，也采用电流的磁效应，故C错误；
D．根据工作原理可知，如果“门框”的线圈中通上恒定电流，安检门不能正常工作，故D错误。
故选B。
11.【答案】快 大 大 小
12.【答案】电流 涡电流 涡流
13. 【答案】这是因为短路片将电流表正负接线柱短接后与线圈组成闭合电路，由于指针和线圈是固定在一起的，所以指针摆动时会带动线圈在磁场中做切割磁感线运动，从而在线圈中产生感应电流，而感应电流会产生阻碍线圈转动的效果，从而有效减轻了指针的摆动，从而避免指针摆动过大被撞歪．
14.【答案】(1)电流的磁效应（或电生磁） 电磁感应现象（或磁生电） 电流的热效应（或焦耳定律）
(2)不能产生电磁感应现象 电阻率小，电热少，效率低
(3) 能起到加热作用 由于线圈产生的磁场能穿透纸板到达锅底，在锅底产生感应电流。
【详解】
（1）[1][2][3]．①首先交流电流过线圈产生电磁感应现象是电生磁；②这个磁场的大小和方向是不断变化的，这个变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质（或钢质）锅底内产生感应电流，这是磁生电；③感应电流又会在锅底产生热效应，这些热能便起到加热物体的作用从而煮食这是电流的热效应。
（2）[4][5]．电磁炉就是采用涡流感应加热原理；其内部通过电子线路板组成部分产生交变磁场、
当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生涡流，使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。
（3）[6][7]．由于线圈产生的磁场能穿透纸板到达锅底，在锅底产生感应电流，利用电流的热效应起到加热作用。
15.【答案】 电流产生磁场 热传递(分子运动加快、内能增加，温度升高 锅 电磁炉 电 内 热效率高 功率调节范围大
【解析】
（1）电磁炉在使用中触及到的物理知识：电流产生磁场；热传递(分子运动加快、内能增加，温度升高)．
（2）在使用电磁炉加热食物时，因热量由锅内的涡流产生，则电磁炉和锅之间的传热方向是：由锅传递给电磁炉；使用电磁炉加热食物的过程中要消耗电能得到热能．
（3）电磁炉与普通的电加热器相比优点：热效率高；功率调节范围大.
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