高二物理電磁感應定律的應用

高二物理電磁感應定律的應用第1頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四課標定位學習目標：1.了解渦流的產(chǎn)生原因及如何防止和利用渦流．2．了解渦流在生產(chǎn)、生活中的實際應用．3．掌握磁卡存取信息的原理及動圈式話筒的工作原理．重點難點：對渦流產(chǎn)生原因及現(xiàn)象的理解．第2頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四

核心要點突破課堂互動講練知能優(yōu)化訓練第3節(jié)課前自主學案第3頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四一、渦流及其應用1．渦流：把塊狀金屬放在變化的磁場中，穿過金屬塊的________發(fā)生變化，金屬塊中產(chǎn)生__________這種電流在金屬塊內(nèi)部形成閉合回路，就像旋渦一樣，叫渦流．磁通量感應電流．第4頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四2．電磁爐：當50Hz的交流電流流入電磁爐時，經(jīng)過整流變?yōu)楦哳l電流進入電磁爐內(nèi)的線圈．由于電流的變化頻率很高，通過鐵質(zhì)鍋底的______變化率很大，根據(jù)電磁感應定律可知，產(chǎn)生的_________也很大，鐵質(zhì)鍋底是整塊導體，電阻很小，所以在鍋底能產(chǎn)生很強的_________，使鍋底迅速發(fā)熱，進而加熱鍋底的食物．3．電磁爐的優(yōu)點：電磁爐利用______使鍋直接發(fā)熱，減少了能量傳遞的中間環(huán)節(jié)，能大大提高________；電磁爐使用時無______，無_____、______；電磁爐只對鐵質(zhì)鍋具加熱，爐體本身不發(fā)熱……由于以上優(yōu)點，電磁爐被稱為“綠色爐具”．磁通量感應電動勢渦電流渦流熱效率煙火毒氣廢氣第5頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四思考感悟利用渦流給物體加熱時，是高頻電源效果好？還是低頻電源效果好？提示：高頻電源好，因為高頻電源磁場變化快，磁場中導體內(nèi)磁通量變化快，產(chǎn)生的感應電動勢、感應電流更大，加熱效果好．第6頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四二、磁卡和動圈式話筒1．磁卡記錄信息時，磁卡的_______

(或記錄磁頭)以一定的速度移動，磁性面與記錄磁頭的_____接觸，一旦磁頭中的_______通以數(shù)據(jù)信號電流，就在環(huán)形鐵芯空隙處產(chǎn)生隨電流變化的______，磁卡通過時便會被不同程度地______，離開空隙時，磁卡上的磁性層就留下相應于電流變化的磁信號．讀取磁卡信息時，磁卡磁性面以一定的速度通過磁頭_____，磁卡上變化的_______絕大部分通過磁頭鐵芯，在磁頭線圈中感應出________磁性面空隙線圈磁場磁化空隙磁通量電動勢．第7頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四2．動圈式話筒話筒是把聲音信號轉(zhuǎn)變成電信號的裝置，動圈式話筒由_____、線圈、永磁體三個主要部分構(gòu)成．當對著話筒講話時，聲波使______振動，連在膜片上的_____隨之在永磁體的磁場中振動，從而產(chǎn)生感應電流．這個感應電流隨著聲音的變化而變化．膜片膜片線圈第8頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四一、渦流的產(chǎn)生及能量轉(zhuǎn)化1．渦流產(chǎn)生的條件渦流的本質(zhì)是電磁感應現(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．同時因為整個導體回路的電阻一般很小，所以感應電流很大，就像水中的旋渦．2．可以產(chǎn)生渦流的兩種情況(1)把塊狀金屬放在變化的磁場中．(2)讓塊狀金屬進出磁場或在非勻強磁場中運動．第9頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四第10頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四即時應用(即時突破，小試牛刀)1．下列關于渦流的說法中正確的是(

)A．渦流跟平時常見的感應電流一樣，是因為穿過導體的磁通量變化而產(chǎn)生的B．渦流不是感應電流，而是一種有別于感應電流的特殊電流C．渦流有熱效應，但沒有磁效應D．在硅鋼中不能產(chǎn)生渦流解析：選A.渦流屬電磁感應現(xiàn)象，故A項正確，B項錯誤．渦流具有電流的熱效應和磁效應，故C項錯．硅鋼中只是電阻率大，渦流小，故D項錯．第11頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四二、磁卡和動圈式話筒的應用1．磁卡信息的錄入與讀取的過程(1)信息錄入過程記錄磁頭由有空隙的環(huán)形鐵芯和繞在鐵芯上的線圈構(gòu)成．磁卡是由一定材料的片基和均勻地涂在片基上面的磁帶構(gòu)成，磁帶為一具有磁性敷層的合成樹脂長帶，用于記錄信息．錄入時，磁帶通過一塊電磁鐵——錄制頭，也就是磁頭，錄制頭產(chǎn)生的磁場隨信息的改變而改變．當磁帶上的磁性顆粒通過磁頭時，便被不同程度地磁化，這樣就在磁卡的磁帶上“寫入”了一連串相關磁性變化的信息．第12頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四(2)信息讀取過程當載有信息的磁卡以一定的速度通過讀取磁頭時，磁帶上的磁性顆粒經(jīng)過磁頭，使穿過磁頭線圈的磁通量發(fā)生相應的變化，從而產(chǎn)生與錄制時相一致的感應電流．這樣就可以把磁帶上被錄入的信息讀取出來．2．動圈式話筒的工作原理如圖1－3－1所示，是動圈式話筒的結(jié)構(gòu)原理圖圖1－3－1第13頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四它是利用電磁感應原理制成的，當聲波傳播到金屬膜片時，金屬膜片隨著振動起來．連接在膜片上的線圈(即音圈)隨之振動起來，這樣音圈在永久磁鐵的磁場里振動的過程中產(chǎn)生感應電流，感應電流的大小與方向隨著聲波信號的變化而變化，從而將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號．這個電信號電流經(jīng)放大，傳給揚聲器，又將電信號轉(zhuǎn)化為聲音信號發(fā)送出去．第14頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四特別提醒：動圈式話筒與電容式話筒的工作原理不同，電容式話筒的工作原理是隨著聲音信號的變化，電容器兩極板間的距離發(fā)生變化，從而改變電容器的電容量，使電容器在不斷地充放電，形成充放電電流，而不是依據(jù)電磁感應現(xiàn)象制作的．第15頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四即時應用(即時突破，小試牛刀)2．動圈式話筒和磁帶錄放機都應用了電磁感應現(xiàn)象．圖1－3－2甲是動圈式話筒的原理圖，圖1－3－2乙分別是錄音機的錄、放音原理圖．由圖可知以下說法錯誤的是(

)甲乙圖1－3－2第16頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四A．話筒工作時，磁鐵不動，音圈隨膜片振動而產(chǎn)生感應電流B．錄放機放音時，變化的磁場在靜止的線圈內(nèi)激發(fā)起感應電流C錄放機放音時，線圈中變化的電流在磁頭縫隙中產(chǎn)生變化的磁場D．錄放機錄音時，線圈中變化的電流在磁頭縫隙中產(chǎn)生變化的磁場第17頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四解析：選C.話筒的工作原理是聲波使音圈隨膜片在永磁鐵產(chǎn)生的磁場中振動產(chǎn)生感應電流，A正確；錄音機錄音時，話筒產(chǎn)生的感應電流經(jīng)放大電路放大后在錄音機磁頭縫隙處產(chǎn)生了變化的磁場，D正確；錄音機在放音時通過變化的磁場使放音磁頭產(chǎn)生感應電流，經(jīng)放大電路后再送到揚聲器，B正確；C錯誤．第18頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四如圖1－3－3所示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A是通高頻交流電的線圈，B是自行車零件，a是待焊接口，焊接時接口兩端接觸在一起，當A中通有交變電流時，B中會產(chǎn)生感應電流，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系？(2)試解釋說明，為什么焊接過程中，接口a處被熔化而零件其他部分并不很熱？例1第19頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四【精講精析】

(1)線圈A中交變電流的頻率越高，B中磁通量的變化率越大，產(chǎn)生的感應電動勢越大，感應電流I也越大，所以電流的熱功率P＝I2R也越大，焊接越快．(2)B中各處電流大小相等，但在接口a處因是點接觸，故此處接觸電阻很大，電流的熱功率P＝I2R也很大，而其他部分電阻很小，電流的熱功率也很小，所以接口處已被熔化，而零件的其他部分并不很熱．圖1－3－3第20頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四【答案】

(1)交變電流的頻率越高，焊接越快(2)接口處的電阻較大，接口處熔化【規(guī)律總結(jié)】

本題結(jié)合生產(chǎn)實際考查了渦流的產(chǎn)生原理和應用，掌握此類題目的關鍵是知道渦流的產(chǎn)生是電磁感應現(xiàn)象的體現(xiàn)，滿足法拉第電磁感應定律和電流熱效應．第21頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四磁帶錄音機主要由機內(nèi)話筒、磁帶、錄放音磁頭、放大電路、揚聲器、傳動機構(gòu)等部分組成．圖1－3－4是錄音機的錄、放原理示意圖．請根據(jù)示意圖，簡述錄音機的錄、放原理．磁記錄的應用例2第22頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四圖1－3－4【思路點撥】錄音是利用電流的磁效應，放音是利用電磁感應現(xiàn)象．第23頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四【自主解答】錄音時，聲音使話筒中產(chǎn)生隨聲音而變化的感應電流——音頻電流．音頻電流經(jīng)放大電路放大后，進入錄音磁頭的線圈中，在磁頭的縫隙處產(chǎn)生隨音頻電流變化的磁場．磁帶緊貼著磁頭縫隙移動，磁帶上的磁粉層被磁化，在磁帶上就記錄下聲音的磁信號．放音是錄音的逆過程．放音時，磁帶緊貼著放音磁頭的縫隙通過，磁帶上變化的磁場使放音磁頭線圈中產(chǎn)生感應電流，第24頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四感應電流的變化跟記錄下的磁信號相同，所以線圈中產(chǎn)生的是音頻電流．這個電流經(jīng)放大電路放大后，送到揚聲器，揚聲器把音頻電流還原成聲音．在錄音機里，錄、放兩種功能是合用一個磁頭完成的，錄音時磁頭與話筒相連；放音時磁頭與揚聲器相連．【答案】見自主解答第25頁，共29頁，2023年，2月20日，星期四變式訓練唱卡拉OK用的話筒內(nèi)有傳感器，其中有一種是動圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后面粘接一個輕小的金屬圈，線圈處于永磁體的磁場中，當聲波使膜片前后振動時，就將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枺铝姓f法中正確的是(

)A．該傳感器是根據(jù)電流的磁效應工作的B．該傳感器是根據(jù)電磁感應原理工作的C．膜片振動時，穿過線圈的磁通量不變D．膜片振動時，金屬線圈中不會產(chǎn)生感應電動