渦流現(xiàn)象與電磁灶

1、16渦流現(xiàn)象與電磁灶渦流現(xiàn)象與電磁灶課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、探究渦電流現(xiàn)象一、探究渦電流現(xiàn)象1.1.如圖所示，當(dāng)線圈中通有交變電流時，鐵心中這些回路的磁通量如圖所示，當(dāng)線圈中通有交變電流時，鐵心中這些回路的磁通量就會發(fā)生變化，從而在鐵心內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流這種感應(yīng)電流呈就會發(fā)生變化，從而在鐵心內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流這種感應(yīng)電流呈_狀，所以叫做渦電流，又叫狀，所以叫做渦電流，又叫_由于整塊金屬的電阻由于整塊金屬的電阻_，所以渦電流常常，所以渦電流常常_渦電流會引渦電流會引起鐵心發(fā)熱，這不僅損耗了大量的電能，而且還可能燒壞設(shè)備起鐵心發(fā)熱，這不僅損耗了大量的電能，而且還可能燒壞設(shè)備2 2變壓器和鎮(zhèn)流器的鐵心通

2、常用涂有絕緣漆的變壓器和鎮(zhèn)流器的鐵心通常用涂有絕緣漆的_疊壓制疊壓制成，而不是用成，而不是用_制成，其原因是為了制成，其原因是為了_渦旋渦旋渦流渦流很小很小很大很大薄硅鋼片薄硅鋼片一整塊鐵一整塊鐵減小渦電流減小渦電流思考感悟思考感悟渦流是在整塊金屬中產(chǎn)生的渦旋狀電流，是否遵循法拉第渦流是在整塊金屬中產(chǎn)生的渦旋狀電流，是否遵循法拉第電磁感應(yīng)定律？電磁感應(yīng)定律？提示：提示：渦流是整塊導(dǎo)體發(fā)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，同樣遵循法渦流是整塊導(dǎo)體發(fā)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，同樣遵循法拉第電磁感應(yīng)定律拉第電磁感應(yīng)定律二、無火之灶二、無火之灶電磁灶電磁灶1 1工頻電磁灶工頻電磁灶(1)(1)結(jié)構(gòu)：由烹調(diào)鍋、灶面板及工頻勵磁器

3、構(gòu)成工頻勵結(jié)構(gòu)：由烹調(diào)鍋、灶面板及工頻勵磁器構(gòu)成工頻勵磁器由磁器由_和和_構(gòu)成構(gòu)成(2)(2)工作原理：在兩組線圈中分別通過工作原理：在兩組線圈中分別通過50 Hz50 Hz的電流的電流i iA A和和i iB B，從而在鍋體中產(chǎn)生渦流，從而在鍋體中產(chǎn)生渦流，_在鍋體中轉(zhuǎn)化為熱能以加在鍋體中轉(zhuǎn)化為熱能以加熱食品熱食品勵磁線圈勵磁線圈勵磁鐵心勵磁鐵心電能電能2 2高頻電磁灶高頻電磁灶(1)(1)結(jié)構(gòu)：由結(jié)構(gòu)：由_、_、_三部分組成三部分組成(2)(2)工作原理：工作原理：50 Hz50 Hz的交流電經(jīng)過整流和濾波變?yōu)榈慕涣麟娊?jīng)過整流和濾波變?yōu)開，然后通過電子開關(guān)的迅速導(dǎo)通和截止，使加熱，然后通過

4、電子開關(guān)的迅速導(dǎo)通和截止，使加熱線圈中產(chǎn)生線圈中產(chǎn)生20 kHz20 kHz50 kHz50 kHz的的_，從而產(chǎn)，從而產(chǎn)生高頻磁場使鍋內(nèi)產(chǎn)生渦流，加熱食品生高頻磁場使鍋內(nèi)產(chǎn)生渦流，加熱食品加熱線圈加熱線圈灶面板灶面板控制保護(hù)電路控制保護(hù)電路直流直流高頻振蕩電流高頻振蕩電流核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破一、探究渦流現(xiàn)象一、探究渦流現(xiàn)象1渦流渦流整塊金屬處于變化的磁場中或切割磁感線時，在金屬塊內(nèi)整塊金屬處于變化的磁場中或切割磁感線時，在金屬塊內(nèi)部形成閉合回路，從而形成像旋渦狀的感應(yīng)電流，這種電部形成閉合回路，從而形成像旋渦狀的感應(yīng)電流，這種電流叫做渦電流，簡稱渦流流叫做渦電流，簡稱渦流2渦流的兩種效應(yīng)

5、及應(yīng)用渦流的兩種效應(yīng)及應(yīng)用(1)渦流的熱效應(yīng)：利用渦流在回路中產(chǎn)生的熱量冶煉金渦流的熱效應(yīng)：利用渦流在回路中產(chǎn)生的熱量冶煉金屬的高頻爐；家庭中使用的電磁灶屬的高頻爐；家庭中使用的電磁灶(2)渦流的磁效應(yīng)：利用渦流所產(chǎn)生的磁場進(jìn)行電磁阻尼渦流的磁效應(yīng)：利用渦流所產(chǎn)生的磁場進(jìn)行電磁阻尼和電磁驅(qū)動和電磁驅(qū)動3 3渦流的本質(zhì)渦流的本質(zhì)在理解渦流時，要注意渦流的本質(zhì)是由于電磁感應(yīng)而產(chǎn)在理解渦流時，要注意渦流的本質(zhì)是由于電磁感應(yīng)而產(chǎn)生的，它的產(chǎn)生仍然符合感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件生的，它的產(chǎn)生仍然符合感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件( (有磁通有磁通量的改變，具體形式是有磁場的變化或?qū)w切割磁感量的改變，具體形式是有磁場的變化

6、或?qū)w切割磁感線線) )，特殊之處在于感應(yīng)電流不是在線狀回路中產(chǎn)生的，特殊之處在于感應(yīng)電流不是在線狀回路中產(chǎn)生的，而是在塊狀金屬中產(chǎn)生的而是在塊狀金屬中產(chǎn)生的4 4對渦流的理解對渦流的理解要注意到渦流產(chǎn)生的特點(diǎn)，從而理解渦流的兩種效應(yīng)的要注意到渦流產(chǎn)生的特點(diǎn)，從而理解渦流的兩種效應(yīng)的應(yīng)用渦流是在金屬塊內(nèi)部產(chǎn)生的，因而加熱電路無需應(yīng)用渦流是在金屬塊內(nèi)部產(chǎn)生的，因而加熱電路無需和被加熱材料直接接觸，起到感應(yīng)加熱的作用另外金和被加熱材料直接接觸，起到感應(yīng)加熱的作用另外金屬的電阻率一般較低，故而渦電流的強(qiáng)度一般很大，因?qū)俚碾娮杪室话爿^低，故而渦電流的強(qiáng)度一般很大，因而熱效應(yīng)和磁效應(yīng)很明顯，所以在應(yīng)用時

7、要特別重視而熱效應(yīng)和磁效應(yīng)很明顯，所以在應(yīng)用時要特別重視即時應(yīng)用即時應(yīng)用( (即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀) )1.1.以下關(guān)于渦流的說法中正確的是以下關(guān)于渦流的說法中正確的是( () )A A渦流跟平時常見的感應(yīng)電流一樣，都是因?yàn)榇┻^導(dǎo)體渦流跟平時常見的感應(yīng)電流一樣，都是因?yàn)榇┻^導(dǎo)體的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生的的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生的B B渦流不是感應(yīng)電流，而是一種有別于感應(yīng)電流的特殊渦流不是感應(yīng)電流，而是一種有別于感應(yīng)電流的特殊電流電流C C渦流有熱效應(yīng)，但沒有磁效應(yīng)渦流有熱效應(yīng)，但沒有磁效應(yīng)D D在硅鋼中不能產(chǎn)生渦流在硅鋼中不能產(chǎn)生渦流解析：解析：選選A.A.根據(jù)渦流的產(chǎn)生原因根據(jù)渦

8、流的產(chǎn)生原因( (變化磁場中的變化磁場中的金屬塊、電流變化的線圈附近的導(dǎo)體中都產(chǎn)生金屬塊、電流變化的線圈附近的導(dǎo)體中都產(chǎn)生渦流渦流) )知：渦流就是平時常見的感應(yīng)電流，是因知：渦流就是平時常見的感應(yīng)電流，是因?yàn)榇┻^導(dǎo)體的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生的，符合為穿過導(dǎo)體的磁通量發(fā)生變化而產(chǎn)生的，符合感應(yīng)電流產(chǎn)生的原因，所以感應(yīng)電流產(chǎn)生的原因，所以A A正確，正確，B B錯誤。渦錯誤。渦流和其他電流一樣，也有熱效應(yīng)和磁效應(yīng)，流和其他電流一樣，也有熱效應(yīng)和磁效應(yīng)，C C錯錯誤硅鋼的電阻率大，產(chǎn)生的渦流較小，不是誤硅鋼的電阻率大，產(chǎn)生的渦流較小，不是不能產(chǎn)生渦流，不能產(chǎn)生渦流，D D錯誤錯誤二、電磁灶的原理及優(yōu)

9、點(diǎn)二、電磁灶的原理及優(yōu)點(diǎn)1 1電磁灶的工作原理電磁灶的工作原理電磁灶的臺面下布滿了金屬導(dǎo)線纏繞的線圈當(dāng)線圈中通電磁灶的臺面下布滿了金屬導(dǎo)線纏繞的線圈當(dāng)線圈中通有交替變化極快的交流電時，在臺板上與鐵鍋底之間產(chǎn)生有交替變化極快的交流電時，在臺板上與鐵鍋底之間產(chǎn)生強(qiáng)大的交變磁場；磁感線穿過鐵鍋體，使鍋底感應(yīng)出大量強(qiáng)大的交變磁場；磁感線穿過鐵鍋體，使鍋底感應(yīng)出大量的強(qiáng)渦流，當(dāng)渦流受材料電阻的阻礙時，就放出大量的熱，的強(qiáng)渦流，當(dāng)渦流受材料電阻的阻礙時，就放出大量的熱，將鍋內(nèi)食物加熱將鍋內(nèi)食物加熱2 2電磁灶的分類電磁灶的分類常用電磁灶有工頻電磁灶和高頻電磁灶工頻電磁灶的主常用電磁灶有工頻電磁灶和高頻電磁

10、灶工頻電磁灶的主體部件是由勵磁線圈的勵磁鐵心組成的工頻勵磁器高頻體部件是由勵磁線圈的勵磁鐵心組成的工頻勵磁器高頻電磁灶主體部件由加熱線圈、控制保護(hù)電路組成電磁灶主體部件由加熱線圈、控制保護(hù)電路組成3 3電磁灶的優(yōu)點(diǎn)電磁灶的優(yōu)點(diǎn)與一般灶具相比，電磁灶具有熱效率高、環(huán)保性好、節(jié)能與一般灶具相比，電磁灶具有熱效率高、環(huán)保性好、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)等優(yōu)點(diǎn)即時應(yīng)用即時應(yīng)用( (即時突破，小試牛刀即時突破，小試牛刀) )2.2.渦電流會使金屬發(fā)熱，人們利用這個原理制成了電磁渦電流會使金屬發(fā)熱，人們利用這個原理制成了電磁灶關(guān)于電磁灶，下列說法正確的是灶關(guān)于電磁灶，下列說法正確的是( () )A A電磁灶都是用高頻交流

11、電工作的電磁灶都是用高頻交流電工作的B B高頻電磁灶有加熱線圈，可以通過熱傳導(dǎo)將熱能傳導(dǎo)高頻電磁灶有加熱線圈，可以通過熱傳導(dǎo)將熱能傳導(dǎo)給鍋體及鍋內(nèi)食物給鍋體及鍋內(nèi)食物C C電磁灶和微波爐是一個道理，工作原理是一樣的電磁灶和微波爐是一個道理，工作原理是一樣的D D無論哪種電磁灶，都是利用渦流原理工作的無論哪種電磁灶，都是利用渦流原理工作的解析：解析：選選D.D.電磁灶都是用家用交流電工作的，工頻電磁灶電磁灶都是用家用交流電工作的，工頻電磁灶就是直接用就是直接用50 Hz50 Hz的電流工作，而不是用高頻交變電流工的電流工作，而不是用高頻交變電流工作的，故作的，故A A錯高頻電磁灶由加熱線圈、灶面

12、板、控制保錯高頻電磁灶由加熱線圈、灶面板、控制保護(hù)電路組成通過電子開關(guān)，可以使加熱線圈中產(chǎn)生高頻護(hù)電路組成通過電子開關(guān)，可以使加熱線圈中產(chǎn)生高頻率振蕩電流，從而再使鍋體內(nèi)產(chǎn)生渦電流，用以加熱食率振蕩電流，從而再使鍋體內(nèi)產(chǎn)生渦電流，用以加熱食物而不是直接用加熱線圈去加熱鍋體內(nèi)食物，故物而不是直接用加熱線圈去加熱鍋體內(nèi)食物，故B B錯電磁灶是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生渦流，而微波爐是利錯電磁灶是利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生渦流，而微波爐是利用電磁場產(chǎn)生電磁波，故用電磁場產(chǎn)生電磁波，故C C錯電磁灶都是利用電磁感應(yīng)錯電磁灶都是利用電磁感應(yīng)產(chǎn)生的渦電流的熱效應(yīng)工作的，故產(chǎn)生的渦電流的熱效應(yīng)工作的，故D D正確正確課

13、堂互動講練課堂互動講練渦流的產(chǎn)生及利用渦流的產(chǎn)生及利用圖是利用高頻交流電焊接自行車零件的原理示意圖，其中外圖是利用高頻交流電焊接自行車零件的原理示意圖，其中外圈圈A是通高頻交變電流的線圈，是通高頻交變電流的線圈，B是自行車零件，是自行車零件，a是待焊接口，焊是待焊接口，焊接時接口兩端接觸在一起當(dāng)接時接口兩端接觸在一起當(dāng)A中通有交變電流時中通有交變電流時B中會產(chǎn)生感應(yīng)中會產(chǎn)生感應(yīng)電流，使得接口處金屬熔化焊接起來電流，使得接口處金屬熔化焊接起來(1)試分析說明，焊接的快慢與交變電流的頻率有什么關(guān)系？試分析說明，焊接的快慢與交變電流的頻率有什么關(guān)系？(2)試解釋說明，為什么焊接過程中，接口試解釋說明

14、，為什么焊接過程中，接口a處被熔化而零件的其他處被熔化而零件的其他部分并不很熱？部分并不很熱？【精講精析精講精析】(1)(1)A A中交變電流的頻率越高，中交變電流的頻率越高，B B中中磁通量的變化率越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，感磁通量的變化率越大，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢越大，感應(yīng)電流應(yīng)電流I I越大，所以電流熱功率越大，所以電流熱功率P PI I2 2R R也越大，焊也越大，焊接得越快接得越快(2)(2)B B中各處電流大小相等，但接口中各處電流大小相等，但接口a a處電阻大，電處電阻大，電流熱功率大，而其他部分電阻小，電流熱功率小，流熱功率大，而其他部分電阻小，電流熱功率小，所以接口所以接口a

15、a處已被熔化而零件其他部分并不很熱處已被熔化而零件其他部分并不很熱【答案答案】見精講精析見精講精析【方法總結(jié)方法總結(jié)】高頻焊接依據(jù)兩點(diǎn)：一是渦流；二高頻焊接依據(jù)兩點(diǎn)：一是渦流；二是閉合電路中的功率分配關(guān)系是閉合電路中的功率分配關(guān)系電磁灶原理分析電磁灶原理分析 (2011年上海高二檢測年上海高二檢測)我們用來做煮食的爐子有各我們用來做煮食的爐子有各種各樣的款式，它們的工作原理各不相同有以天然氣、種各樣的款式，它們的工作原理各不相同有以天然氣、液化石油氣等作燃料的，例如天然氣爐；還有以直接的電液化石油氣等作燃料的，例如天然氣爐；還有以直接的電熱方式加熱的，例如電飯鍋；下面介紹的是以電磁感應(yīng)原熱方式

16、加熱的，例如電飯鍋；下面介紹的是以電磁感應(yīng)原理生熱的電磁爐理生熱的電磁爐如圖所示是描述電磁爐工作原理的示意圖爐子的內(nèi)部有如圖所示是描述電磁爐工作原理的示意圖爐子的內(nèi)部有一個金屬線圈，當(dāng)電流通過線圈時，會產(chǎn)生磁場，這個磁一個金屬線圈，當(dāng)電流通過線圈時，會產(chǎn)生磁場，這個磁場的大小和方向是不斷變化的，這個變化的磁場又會引起場的大小和方向是不斷變化的，這個變化的磁場又會引起放在電磁爐上面的鐵質(zhì)放在電磁爐上面的鐵質(zhì)( (或鋼質(zhì)或鋼質(zhì)) )鍋底內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，由鍋底內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于鍋底有電阻，所以感應(yīng)電流又會在鍋底產(chǎn)生熱效應(yīng)，從于鍋底有電阻，所以感應(yīng)電流又會在鍋底產(chǎn)生熱效應(yīng)，從而起到加熱物體的作用而起

17、到加熱物體的作用電磁爐的特點(diǎn)是：電磁爐的效率比一般的爐子都高，熱效電磁爐的特點(diǎn)是：電磁爐的效率比一般的爐子都高，熱效率高達(dá)率高達(dá)90%90%，爐面無明火，無煙無廢，爐面無明火，無煙無廢氣，火力強(qiáng)勁，安全可靠氣，火力強(qiáng)勁，安全可靠因?yàn)殡姶艩t是以電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流，利用電流的熱效應(yīng)產(chǎn)因?yàn)殡姶艩t是以電磁感應(yīng)產(chǎn)生電流，利用電流的熱效應(yīng)產(chǎn)生熱量，所以不是所有的鍋或烹飪器都適用對于鍋的選生熱量，所以不是所有的鍋或烹飪器都適用對于鍋的選擇，方法很簡單，只要鍋底能被磁鐵吸引的就能用適合擇，方法很簡單，只要鍋底能被磁鐵吸引的就能用適合放在電磁爐上的烹飪器有不銹鋼鍋、不銹鋼壺、平底鐵鍋；放在電磁爐上的烹飪器有不銹鋼

18、鍋、不銹鋼壺、平底鐵鍋；不適用的有陶瓷鍋、圓底鐵鍋、耐熱玻璃鍋、鋁鍋、銅鍋不適用的有陶瓷鍋、圓底鐵鍋、耐熱玻璃鍋、鋁鍋、銅鍋等等【精講精析精講精析】(1)(1)電流的磁效應(yīng)電流的磁效應(yīng)( (或電生磁或電生磁) )電磁感應(yīng)現(xiàn)象電磁感應(yīng)現(xiàn)象( (或磁生電或磁生電) )電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)( (或或焦耳定律焦耳定律) )(2)(2)不能產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象電阻率小，電熱少，不能產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象電阻率小，電熱少，效率低效率低(3)(3)能起到加熱作用線圈產(chǎn)生的磁場能穿透紙板能起到加熱作用線圈產(chǎn)生的磁場能穿透紙板到達(dá)鍋底，在鍋底產(chǎn)生感應(yīng)電流，利用電流的熱到達(dá)鍋底，在鍋底產(chǎn)生感應(yīng)電流，利用電流的熱效應(yīng)加熱

19、食物效應(yīng)加熱食物【答案答案】見精講精析見精講精析【方法總結(jié)方法總結(jié)】此類題目屬于信息題，閱讀量此類題目屬于信息題，閱讀量較大，對學(xué)生在閱讀中提取信息的能力要求較較大，對學(xué)生在閱讀中提取信息的能力要求較高，因此解答此類問題時，一定要認(rèn)真，在閱高，因此解答此類問題時，一定要認(rèn)真，在閱讀中發(fā)現(xiàn)問題，在閱讀中分析問題，在閱讀中讀中發(fā)現(xiàn)問題，在閱讀中分析問題，在閱讀中解決問題，在閱讀中找到答案，在閱讀中得出解決問題，在閱讀中找到答案，在閱讀中得出結(jié)論結(jié)論電磁驅(qū)動和電磁阻尼現(xiàn)象的分析電磁驅(qū)動和電磁阻尼現(xiàn)象的分析(2011年咸陽高二檢測年咸陽高二檢測)如圖如圖164所示，蹄形磁鐵所示，蹄形磁鐵的兩極之間放置一個線圈的兩極之間放置一個線圈abcd，磁鐵和線圈都可以繞，磁鐵和線圈都可以繞OO軸轉(zhuǎn)動，線圈的運(yùn)動情況是軸轉(zhuǎn)動，線圈的運(yùn)動情況是()A俯視，線圈順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同俯視，線圈順時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同B俯視，線