高中物理 第一章 电磁感应 第七节 涡流现象及其应用学案 粤教版选修3-2

第七节涡流现象及其应用学习目标重点难点1知道涡流是如何产生的2知道涡流对我们有不利和有利的两方面，以及如何利用和防止3知道涡流加热和涡流制动重点：涡流的概念及其应用难点：涡流应用的实例分析一、涡流现象导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象，称为涡流现象导体的外周长越长，交变磁场的频率越高，涡流就越大二、电磁灶与涡流加热电磁灶采用了磁场感应涡流加热原理，因此利用交变电流通过线圈产生交变磁场三、感应加热足够大的导体中产生很大的涡流，导体中电流可以发热，使金属受热甚至融化，人们根据这个原理，制造出了感应炉，用来冶炼金属预习交流在感应加热中，是使用高频交流电源好，还是使用低频交流电源好？为什么？答案：使用高频电源好，感应加热就是利用感应电流产生的热量，感应电流适当大些较好，当使用高频交流电源时，它产生高频变化的磁场，磁场中导体内的磁通量变化非常迅速，产生较大的感应电动势和感应电流，加热效果会更好四、涡流制动、探测及消除金属盘在磁场中转动，从而产生一个动态阻尼力，激起涡流，实现制动生产、生活中，有时也要避免涡流效应，以降低能耗涡流的理解让学生观察变压器的铁芯，研究其结构有什么特点？并思考为什么要这样设计呢？答案：它的铁芯不是一整块金属，而是由许多薄片叠合而成的这样设计的目的是为了减小涡流的影响某磁场磁感线如下图所示，有铜盘自图示A位置落至B位置，在下落过程中，自上向下看，线圈中的涡流方向是（）A始终顺时针B始终逆时针C先顺时针再逆时针 D先逆时针再顺时针答案：C解析：把铜盘从A至B的全过程分成两个阶段处理：第一阶段是铜盘从A位置下落到具有最大磁通量的位置O，此过程中穿过铜盘磁通量的磁场方向向上且不断增大，由楞次定律判断感应电流方向（自上向下看）是顺时针的；第二阶段是铜盘从具有最大磁通量位置O落到B位置，此过程中穿过铜盘磁通量的磁场方向向上且不断减小，且由楞次定律判得感应电流方向（自上向下看）是逆时针的，故C项正确1涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵循电磁感应定律2磁场变化越快（越大），导体的外周长越长（S越大），导体材料的电阻率越小，形成的涡流就越大1如下图所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放，向右摆至最高点B，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是（）AA、B两点在同一水平线上 BA点高于B点CA点低于B点 D铜环将做等幅摆动答案：B解析：铜环在进入和穿出磁场的过程中，穿过环的磁通量发生变化，故环中有感应电流产生，损耗一定的机械能故A点高于B点2下列实例中属于利用涡流的是（）A电磁阻尼装置B变压器的铁芯用薄硅钢片叠压而成C金属工件的高频焊接D日光灯电路中镇流器的线圈中加入铁芯答案：AC解析：A是利用涡流的阻尼作用，如电流表里的铝框；B是减小涡流产生的热效应；C是利用涡流的热效应；D是改变线圈的自感系数，不是涡流问题3如下图所示，金属球（铜球）下端有通电的线圈，今把小球拉离平衡位置后释放，此后关于小球的运动情况是（不计空气阻力）（）A做等幅振动B做阻尼振动C振幅不断增大D无法判定答案：B解析：小球在通电线圈的磁场中运动，小球中产生涡流，故小球要受到安培力作用，从而阻碍它的相对运动做阻尼振动4磁电式仪表的线圈通常用铝框作骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是（）A防止涡流 B利用涡流C起电磁阻尼的作用 D起电磁驱动的作用答案：BC解析：线圈通电后，在安培力作用下发生转动，铝框随之转动，并切割磁感线产生感应电流，形成涡流涡流阻碍线圈的转动，使线圈偏转后尽快停下来，所以，这样做的目的是利用涡流来起阻尼制动的作用，正确的是B、C两项5有一个铜盘，轻轻拨动它，能长时间地绕轴自由转动如果在转动时把蹄形磁铁的两极放在铜盘边缘，但并不与铜盘接触，铜盘就能在较短时间内停止分析这个现象产生的原因答案：见解析解析：无磁铁时，轻轻拨动铜盘，能长时间转动，说明铜盘转动时受到的阻力很小当放蹄形磁铁后，转动的铜盘中会产生涡流，即产生了电能根据能量守恒，铜盘的机械能将减小，因此会在短时间内停止3