1.3电磁感应定律的应用 课件 (1)

课件39张PPT。第3节　电磁感应定律的应用目标导航
1.掌握涡流产生的原理.（重点）
2.了解涡流的防止和利用.
3.了解磁卡记录信息的工作原理，了解动圈式话筒的工作原理.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，金属块内部就产生__________．这种电流在金属块内部形成闭合回路，就像旋涡一样，我们把这种感应电流叫做涡电流，简称涡流．磁通量感应电流2.电磁炉：当50 Hz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，进而加热锅内的食物．磁通量感应电动势涡电流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__________；电磁炉使用时无烟火，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”．涡流热效率毒气废气4.防止：为减小涡流，电动机、变压器铁芯是用外表涂有_________的薄硅钢片叠成的，而不采用整块硅钢铁芯，这样减少发热，降低能耗，提高了设备的工作效率．
想一想
1．若把电磁炉接在恒定电源上能不能正常工作？
提示：不能．恒定电源只能提供恒定电流，其产生的磁场不变化，不能产生涡流．绝缘材料二、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_____通过数据信号电流，就在环形铁芯的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，磁卡的磁性层就留下相应电流变化的磁信号．磁性面空隙线圈磁场磁化读取磁卡信息时，磁卡磁性面以一定的速度通过读取磁头，磁卡上变化的________绝大部分进入磁头铁芯，在磁头线圈中感应出________．磁通量电动势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_____、_____、______三个主要部分构成．当对着话筒讲话时，声波使膜片振动，连在膜片上的______随之在永磁体的磁场中振动，从而产生__________．膜片线圈永磁体线圈感应电流想一想
2．磁卡记录信息和读取信息各是应用什么原理？
提示：记录信息利用的是电流的磁效应，读取信息利用的是电磁感应现象．要点一　涡流的产生及能量转化
学案导引
1.有人认为涡流的产生是一种电磁感应现象,对吗？
2.产生涡流时有能量的转化吗？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．
3.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．(1)如果金属块放在了变化的磁场中，则磁场能转化为电能最终转化为内能．
(2)如果是金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，则由于克服安培力做功，金属块的机械能转化为电能，最终转化为内能． (2012·大庆高二期末)如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一装有水的小铁锅和一玻璃杯．给线圈通入电流,一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是(　　)A．恒定直流、小铁锅
B．恒定直流、玻璃杯
C．变化的电流、小铁锅
D．变化的电流、玻璃杯
【审题指导】　求解此题应把握以下两点：
(1)穿过回路的磁通量变化是产生涡流的必要条件．
(2)涡流是在导体内产生的．【精讲精析】　通入恒定直流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电流，通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，在空间产生感生电场，铁锅是导体，感生电场在导体内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是由变化的磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温．
【答案】　C变式训练
1.在电磁炉使用过程中,以下说法正确的是(　　)
A．线圈产生热量给食物加热
B．电磁炉不消耗电能
C．电磁炉通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．在电磁炉中不遵守能量守恒定律解析：选C.电磁炉是把电能转化为线圈的磁场能，磁场能又转化为电能，在锅体内产生涡流，进而转化为内能，同样遵守能量守恒定律．A、B、D错误，C正确．要点二　磁卡和动圈式话筒的应用
学案导引
1.磁卡信息的录入和读取原理相同吗？
2.动圈式话筒与电容式话筒原理相同，对吗？(1)记录信息时，磁卡的磁性面以一定的速度移动，磁性面与记录磁头的空隙接触．磁头的线圈一旦通以数据信号电流，就在环形铁芯的空隙处产生随电流变化的磁场，磁卡通过时便被不同程度地磁化；离开空隙时，磁卡的磁性层就留下相应于电流变化的磁信号,数据就这样被记录在磁卡上了，这利用的是电流的磁效应．(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．这利用的是电磁感应现象．2.动圈式话筒的工作原理
如图所示，是动圈式话筒的结构原理图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．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． 动圈式话筒和磁带录放机都应用了电磁感应现象．图甲是动圈式话筒的原理图，图乙分别是录放机的录、放原理图．下列说法错误的是(　　)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【审题指导】　解题时应特别注意电磁感应原理与电流的磁效应的区别．
【精讲精析】　由动圈式话筒可知，话筒工作时将声音信号转变为电信号，A正确；录放机放音时，将磁信号转变为电信号，录音时，将电信号转变为磁信号加以保存，B、D均正确，C错误．
【答案】　C变式训练
2.电磁感应现象揭示了电和磁之间的内在联系，根据这一发现,发明了许多电器设备．下列用电器中，哪个没有利用电磁感应原理(　　)
A．动圈式话筒　　　　 B．白炽灯泡
C．磁带录音机 D．电磁炉解析：选B.动圈式话筒里的音圈在永磁铁的磁场里振动产生感应电流；磁带录音机录音时声音引起振动产生感应电流，放音时磁带上变化的磁场使放音磁头线圈中产生感应电流;电磁炉是在底盘中产生高频变化的磁场,从而使锅底产生涡流．只有选项B中白炽灯泡没有利用电磁感应原理．涡流中的能量守恒
[经典案例]　(8分)曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程是y＝x2，下半部处在一个水平方向的匀强磁
场中，磁场的上边界是y＝a的直
线(图中的虚线所示)，一个小金属块从抛物线上y＝b(b>a)处以初速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是多少？
【审题指导】　求解本题时应注意以下两点:
(1)小金属块进入和出磁场过程要产生涡流，机械能转化为内能．
(2)小金属块最终在磁场边界以下的区域内往复运动．【解题样板】　金属块进出磁场时，会产生焦耳热，损失机械能而使金属块所能达到的最高位置越来越低，当金属块所能达到的最高位置为y＝a时，金属块不再进出磁场，不再产生焦耳热．金属块机械能不再损失，在磁场中往复运动．【借题发挥】　金属块进入和出磁场过程中都会产生涡流，因而会受安培力作用，由于有机械能损失，所以金属块克服安培力做功,从而把机械能转化为内能，克服安培力做的功等于产生的热量．涡流式电感测压传感器原理
利用涡流效应可改变电感线圈中电感的原理,可以测定动态压强．如图所示，一个空心线圈L由高频电源供电，在线圈的一端置有一块用非铁磁性材料制成的导电金属膜片,膜面与线圈的轴线相垂直．
当高频电流输入电感线圈L时，线圈便产生变化的磁场，在变化磁场的作用下，靠近线圈的金属膜片感应出与线圈轴线同心的涡流，而涡流又产生一个磁场，使通过线圈的磁通量发生变化，这也是一种互感作用．由图可知，在被测压强p作用下，金属膜片将沿着线圈的轴线移动，膜片离线圈越近，互感越大；反之，则越小，因此，金属膜片在被测压强作用下发生位移时，电感线圈的等效电感与被测压强之间存在确定的函数关系．根据测定的函数关系，即可得出被测压强p.