1、第3節(jié)電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用學(xué) 習(xí) 目 標(biāo)知 識(shí) 脈 絡(luò)1.了解渦流現(xiàn)象，知道渦流是如何產(chǎn)生的(重點(diǎn))2.知道渦流的利與弊，以及在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用(重點(diǎn))3.知道磁卡和動(dòng)圈式話筒的工作原理.自 主 預(yù) 習(xí)·探 新 知知識(shí)梳理一、渦流及其應(yīng)用1定義將整塊金屬放在變化的磁場(chǎng)中，穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變化，金屬塊內(nèi)部所產(chǎn)生的旋渦狀的感應(yīng)電流2利用新型爐具電磁爐就是利用渦流原理制成的，其優(yōu)點(diǎn)是熱效率高；無煙火，無毒氣、廢氣，被稱為“綠色爐具”3防止為減小渦流，電動(dòng)機(jī)、變壓器鐵芯是用外表涂有絕緣材料的薄硅鋼片疊成的，而不采用整塊硅鋼鐵芯，這樣減少發(fā)熱，降低能耗，提高了設(shè)備的工作效率二、磁卡和動(dòng)圈

2、式話筒1磁卡工作原理磁卡信息的錄入是利用了電流的磁效應(yīng)；信息的讀取與錄入過程相反，利用了電磁感應(yīng)原理2動(dòng)圈式話筒動(dòng)圈式話筒是把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置，由膜片、線圈、永磁體等構(gòu)成其工作原理是利用了電磁感應(yīng)原理基礎(chǔ)自測(cè)思考判斷1渦流跟平時(shí)常見的感應(yīng)電流一樣，都是因?yàn)榇┻^導(dǎo)體的磁通量變化而產(chǎn)生的()2渦流不是感應(yīng)電流，而是一種有別于感應(yīng)電流的特殊電流(×)3渦流有熱效應(yīng)，但沒有磁效應(yīng)(×)4磁卡讀取信息時(shí)，利用了電磁感應(yīng)原理()5錄音機(jī)在磁帶上錄制聲音時(shí)，利用了電磁感應(yīng)原理(×)6動(dòng)圈式話筒工作時(shí)利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象把聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)()合作探究1在使用電磁爐時(shí)，

3、所有的鍋具都能用嗎？【提示】不是2動(dòng)圈式話筒和動(dòng)圈式揚(yáng)聲器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)相似，它們的工作原理相同嗎？【提示】不同話筒是利用電磁感應(yīng)原理工作的揚(yáng)聲器則是利用電流的磁效應(yīng)原理工作的合 作 探 究·攻 重 難渦流及其應(yīng)用1.渦流產(chǎn)生的條件渦流的本質(zhì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，渦流產(chǎn)生的條件是穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變化，并且金屬塊本身可自行構(gòu)成閉合回路同時(shí)因?yàn)檎麄€(gè)導(dǎo)體回路的電阻一般很小，所以感應(yīng)電流很大，就像水中的旋渦2產(chǎn)生渦流的兩種常見方式(1)利用變化磁場(chǎng)：把塊狀金屬導(dǎo)體放在變化的磁場(chǎng)中(2)利用相對(duì)運(yùn)動(dòng)：讓塊狀金屬導(dǎo)體進(jìn)、出磁場(chǎng)或在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)3能量轉(zhuǎn)化伴隨著渦流現(xiàn)象，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，電能

4、最終在金屬中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(1)塊狀金屬導(dǎo)體處在變化磁場(chǎng)中，則磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能并最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(2)塊狀金屬導(dǎo)體自由進(jìn)出磁場(chǎng)或在非勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，則機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(3)若有其他力作用在塊狀金屬導(dǎo)體上維持其運(yùn)動(dòng)，則其他形式能轉(zhuǎn)化為電能最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能光滑曲面與豎直平面的交線是拋物線，如圖1­3­1所示，拋物線下半部分處在一個(gè)水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的上邊界是ya的直線(圖中虛線所示)，一個(gè)金屬塊從拋物線上yb(ba)處以速度v沿拋物線下滑，假設(shè)拋物線足夠長(zhǎng)，金屬塊沿拋物線下滑后產(chǎn)生的焦耳熱總量是()圖1­3­1AmgbB.mv2mgbCmg(b

5、a) D.mv2mg(ba)思路點(diǎn)撥：金屬塊在反復(fù)進(jìn)出磁場(chǎng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流金屬塊最終將在虛線以下的光滑曲面上做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，而不是停在O點(diǎn)D金屬塊在進(jìn)出磁場(chǎng)過程中要產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流產(chǎn)生焦耳熱，機(jī)械能要減少，上升的最大高度不斷降低，最后剛好滑不出磁場(chǎng)后，就做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，永不停止根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律，整個(gè)過程中產(chǎn)生的焦耳熱應(yīng)等于機(jī)械能的損失，即QEmv2mg(ba)，故D正確處理有關(guān)渦流問題有兩種方法：一是利用法拉第電磁感應(yīng)定律等知識(shí)來判斷渦流的作用；二是從能量轉(zhuǎn)化和守恒的角度判斷渦流現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化問題.針對(duì)訓(xùn)練1.(多選)如圖1­3­2所示，閉合金屬環(huán)從曲面上h高處滾下，

6、又沿曲面的另一側(cè)上升，設(shè)環(huán)的初速度為零，摩擦不計(jì)，曲面處在圖示磁場(chǎng)中，則()圖1­3­2A若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度小于hB若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度等于hC若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度等于hD若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，環(huán)滾上的高度小于hBD若是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬環(huán)中無渦流產(chǎn)生，無機(jī)械能損失；若是非勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬環(huán)中有渦流產(chǎn)生，機(jī)械能損失轉(zhuǎn)化為內(nèi)能2目前金屬探測(cè)器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種安檢、高考及一些重要場(chǎng)所，關(guān)于金屬探測(cè)器的下列有關(guān)論述中正確的是()A金屬探測(cè)器可用于月餅生產(chǎn)中，用來防止細(xì)小的金屬顆粒混入月餅陷中B金屬探測(cè)器能幫助醫(yī)生探測(cè)兒童吞食或扎到手、腳中的金屬物，是因?yàn)樘綔y(cè)器的線圈中

7、能產(chǎn)生渦流C使用金屬探測(cè)器時(shí)，應(yīng)該讓探測(cè)器靜止不動(dòng)，探測(cè)效果會(huì)更好D能利用金屬探測(cè)器檢測(cè)考生是否攜帶手機(jī)等違禁物品，是因?yàn)樘綔y(cè)器的線圈中通有直流電A金屬探測(cè)器的探測(cè)線圈中，通有交變電流，會(huì)在被探測(cè)的金屬中激起渦流，渦流又會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，反過來影響原來的磁場(chǎng)，引發(fā)探測(cè)器發(fā)出鳴聲當(dāng)探測(cè)器相對(duì)于被測(cè)金屬發(fā)生移動(dòng)時(shí)，探測(cè)器的線圈中的交流電產(chǎn)生的磁場(chǎng)相對(duì)變化較快，在金屬中產(chǎn)生的渦流會(huì)更強(qiáng)，檢測(cè)效果更好，故A正確磁卡和動(dòng)圈式話筒1.磁卡的工作原理(1)磁卡的錄入：電流磁效應(yīng)磁現(xiàn)象(2)磁卡的讀取：磁現(xiàn)象電磁感應(yīng)2動(dòng)圈式話筒的工作原理如圖1­3­3所示，是動(dòng)圈式話筒的結(jié)構(gòu)原理圖圖1­

8、;3­3它是利用電磁感應(yīng)原理制成的當(dāng)聲波傳播到金屬膜片時(shí)，金屬膜片隨著振動(dòng)起來，連接在膜片上的線圈(即音圈)隨之振動(dòng)起來，這樣音圈在永久磁鐵的磁場(chǎng)中振動(dòng)的過程中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的大小與方向隨著聲波信號(hào)的變化而變化，從而將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)這個(gè)電信號(hào)經(jīng)放大，傳給揚(yáng)聲器，又將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為聲音信號(hào)發(fā)送出去(多選)麥克風(fēng)是一種常見的電子設(shè)備它的內(nèi)部有一個(gè)小型傳感器，可以把聲音信號(hào)變成電信號(hào)它的種類很多，其中有一種是動(dòng)圈式的，工作原理是在彈性膜片后面粘接一個(gè)輕小的金屬線圈，該線圈處在柱形永磁體的輻射狀磁場(chǎng)中，當(dāng)聲音使膜片振動(dòng)時(shí)，就能將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)下列說法中正確的是()A該傳感器

9、是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的B該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象工作的C膜片振動(dòng)時(shí)，線圈內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流D膜片振動(dòng)時(shí)，線圈內(nèi)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流BD當(dāng)聲音使膜片振動(dòng)時(shí)，膜片后面的金屬線圈隨之振動(dòng)，線圈就會(huì)切割永磁體的磁感線，產(chǎn)生感應(yīng)電流聲音的強(qiáng)弱不同，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的強(qiáng)弱也不同，從而將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的應(yīng)用，故正確選項(xiàng)為B、D.電流的磁效應(yīng)是電流周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)的現(xiàn)象，而電磁感應(yīng)是因?yàn)榇磐堪l(fā)生變化而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，這兩個(gè)現(xiàn)象是不同的.針對(duì)訓(xùn)練3磁帶錄音機(jī)是利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的，如圖1­3­4所示是錄音機(jī)的錄、放原理圖錄音機(jī)放音時(shí)變化的磁場(chǎng)在靜止的線圈里產(chǎn)生感應(yīng)

10、電流；錄音機(jī)放音時(shí)線圈中變化的電流在磁頭空隙處產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)；錄音機(jī)錄音時(shí)線圈中變化的電流在磁頭空隙處產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)其中正確的是()圖1­3­4ABC DD磁帶在放音時(shí)通過變化的磁場(chǎng)使線圈里產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng)放大電路放大后再送到揚(yáng)聲器中，正確錄音時(shí)，話筒產(chǎn)生的感應(yīng)電流經(jīng)放大電路放大后在錄音機(jī)磁頭空隙處產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，正確4(多選)電吉他中電拾音器的基本結(jié)構(gòu)如圖1­3­5所示，磁體附近的金屬弦被磁化，因此弦振動(dòng)時(shí)，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流經(jīng)放大電路放大后傳送到音箱發(fā)出聲音下列說法正確的有()圖1­3­5A選用銅質(zhì)弦，電吉他仍能正常工作B

11、取走磁體，電吉他將不能正常工作C增加線圈匝數(shù)可以增大線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)D弦振動(dòng)過程中，線圈中的磁通量發(fā)生變化BCD由于銅質(zhì)弦不能被磁化，因此振動(dòng)時(shí)不能產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，線圈中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此電吉他不能正常工作，A項(xiàng)錯(cuò)誤；取走磁體，沒有磁場(chǎng)，金屬弦不能被磁化，振動(dòng)時(shí)不能產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，線圈中不能產(chǎn)生感應(yīng)電流，電吉他不能正常工作，B項(xiàng)正確；增加線圈的匝數(shù)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)會(huì)增大，C項(xiàng)正確；弦振動(dòng)過程中，線圈中的磁場(chǎng)方向不變，但磁通量一會(huì)兒增大，一會(huì)兒減小，不斷變化，D項(xiàng)正確當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)·固 雙 基1(多選)下列器具的工作原理與渦流有關(guān)的是()A家用電磁爐B家用微波爐C變壓器的鐵芯

12、用多塊相互絕緣硅鋼片粘在一起D風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)扇葉與空氣摩擦發(fā)熱AC電磁爐是利用高頻磁場(chǎng)產(chǎn)生渦流來加熱食物的，故A選項(xiàng)正確；家用微波爐是利用微波加熱食物，和渦流無關(guān)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；變壓器的鐵芯不用一塊鋼，是為了防止渦流損耗電能并燒毀變壓器，多塊硅鋼片彼此絕緣，有效地減小了渦流，C選項(xiàng)正確；風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)扇葉與空氣摩擦生熱，是通過摩擦將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，與渦流無關(guān)，D選項(xiàng)錯(cuò)誤2(多選)現(xiàn)代生活使人們離不開各種磁卡，如銀行卡、購物卡及學(xué)生用的飯卡下列關(guān)于磁卡工作原理的說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：11452019】A磁卡記錄信息利用的是電流的磁效應(yīng)B磁卡讀取信息利用的是電流的磁效應(yīng)C磁卡記錄信息利用的是電磁感應(yīng)D

13、磁卡讀取信息利用的是電磁感應(yīng)AD記錄信息是將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榇判盘?hào)，即電流的磁效應(yīng)，所以選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；讀取信息是將磁信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，即電磁感應(yīng)，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤，D正確3隨著智能手機(jī)的廣泛使用，傳統(tǒng)充電方式已經(jīng)難以滿足用戶需求，無線充電是利用電磁感應(yīng)原理充電的設(shè)備，當(dāng)充電設(shè)備通以交變電流，其內(nèi)部線圈可以產(chǎn)生變化磁場(chǎng)，就可以給放在上面的手機(jī)充電，具有更加方便快捷的優(yōu)點(diǎn)，關(guān)于無線充電，下列的說法不正確的是()A被充電手機(jī)內(nèi)部，應(yīng)該有一類似金屬線圈的部件，與手機(jī)電池相連B普通手機(jī)不能夠利用無線充電設(shè)備進(jìn)行充電C在無線充電設(shè)備使用過程中，應(yīng)避免靠近金屬物件D當(dāng)充電設(shè)備通以恒定直流時(shí)，無線充電設(shè)備也能夠正常使用D被充電手機(jī)內(nèi)部，應(yīng)該有一類似金屬線圈的部件，與手機(jī)電池相連，當(dāng)有交變磁場(chǎng)時(shí)，則出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，因此普通手機(jī)不能夠利用無線充電設(shè)備進(jìn)行充電，選項(xiàng)A、B正確；在無線充電設(shè)備使用過程中，應(yīng)避免靠近金屬物件，否則依據(jù)