粤教版高中物理选择性必修第二册精品课件 第2章 电磁感应 第5节 涡流现象及其应用.ppt

想一想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?提示这是为减少运输过程中指针与线圈的剧烈摆动而采取的措施.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,从而有效减轻指针的摆动.四、涡流的磁效应涡流也是电流,而电流能够产生.因此,涡流也具有效应.我们可以通过检测这个磁场,间接地推断物质的属性.根据这一思路,人们制成了探测金属的金属探测器.通有变化电流的长柄线圈在扫过地面时,地下金属物体在交变磁场中被激发出,涡流产生磁场影响线圈的,从而触发报警.?磁场磁涡流磁场自我检测1.判断正误,判断结果为错误的小题请说明原因.(1)通过增大铁芯材料的电阻率可以减小涡流的产生.()(2)变压器的铁芯用硅钢片叠成是为了减小涡流.()(3)在电磁阻尼与电磁驱动中安培力所起的作用相同.()解析在电磁阻尼中安培力是阻力,电磁驱动中安培力是动力.(4)电磁阻尼和电磁驱动均遵循楞次定律.()√√×√2.冶炼金属的高频感应炉的示意图如图所示,炉内放入被冶炼的金属,线圈通入高频交变电流,这时被冶炼的金属就能被熔化,这种冶炼方法速度快,温度易控制,并能避免有害杂质混入被冶炼金属中,因此适于冶炼特种金属.该炉的加热原理是()A.利用线圈中电流产生的焦耳热B.利用线圈中电流产生的磁场C.利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生涡流D.给线圈通电的同时,给炉内金属也通了电C解析给线圈通以高频交变电流后,线圈产生高频变化的磁场,磁场穿过金属,在金属内产生涡流,由于电流的热效应,可使金属熔化.故只有C正确.重难探究·能力素养全提升探究点一对涡流的理解导学探究高考考场用的金属探测器是一根黑色扁棒,使用时监考教师手持探测器,在考生前后左右划过,如藏有金属物品,探测器便会鸣响.金属探测器的原理是什么?提示金属探测器中通有变化电流的探测线圈会在隐蔽金属中激起涡流,涡流产生磁场影响线圈的磁场,从而起到探测作用.知识点拨1.涡流的产生涡流实际上是一种特殊的电磁感应现象,当导体处在变化的磁场中,或者导体在非匀强磁场中运动时,导体内部可以等效成许许多多的闭合电路,当穿过这些闭合电路的磁通量变化时,在导体内部的这些闭合电路中将产生感应电流,即导体内部产生了涡流.2.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.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;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.3.涡流的防止和利用(1)为了减少涡流,变压器、电机里的铁芯不是由整块的钢铁制成的,而是用薄薄的硅钢片叠合而成.(2)用来冶炼合金钢的真空冶炼炉,炉外有线圈,线圈中通入反复变化的电流,炉内的金属中产生涡流,涡流产生的热量使金属熔化.典例剖析【例题1】(多选)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.只增加线圈的匝数 B.只提高交流电源的频率C.只将金属杯换为瓷杯 D.只取走线圈中的铁芯AB解析增大线圈的匝数,可以增大通过金属杯的磁通量及磁通量的变化率,从而增大金属杯中产生感应电流的大小,增大加热功率,缩短加热时间,A正确.提高交流电源的频率,最大磁通量不变.但交替变化快能提高磁通量的变化率,产生更大的感应电流,达到缩短加热时间的目的,B正确.瓷杯是绝缘体,不能产生感应电流,不能加热,C错误.取走铁芯,金属杯中的磁通量变小,磁通量的变化率也变小,从而导致加热功率变小,加热时间加长,D错误.对点演练1.(多选)高频焊接原理示意图如图所示.线圈中通以高频交变电流时,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()A.交变电流的频率越高,焊缝处的温度升高得越快B.交变电流的频率越低,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AD解析交变电流的频率越高,它产生的磁场变化就越快,根据法拉第电磁感应定律,在待焊接工件中产生的感应电动势就越大,感应电流就越大,而放出的热量与电流的平方成正比,所以交变电流的频率越高,焊缝处放出的热量越多;焊缝处与其他地方的电流大小一样,根