第01章 第3节 电磁感应定律的应用-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（鲁科版选修3-2）

第3节　电磁感应定律的应用 学习目标 核心提炼 1.了解涡流现象，知道涡流是如何产生的。 1个概念——涡流 3个应用——涡流、磁卡、话筒[来源:学&科&网Z&X&X&K][来源:学科网][来源:学§科§网Z§X§X§K] 2.知道涡流的利与弊，以及在生产、生活中的应用。[来源:学。科。网] 3.知道磁卡和动圈式话筒的工作原理。 一、涡流 　阅读教材第15～17页，认识涡流，知道涡流的应用和防止。 1.定义：将整块金属放在变化的磁场中，穿过金属块的磁通量发生变化，金属块内部就会产生旋涡状的感应电流，这种感应电流叫做涡电流，简称涡流。 2.涡流的应用——电磁炉 (1)工作原理：利用涡流原理制成的，如图1所示。 图1 (2)优点：热效率高；无烟火，无毒气、废气，被称为“绿色炉具”；只对铁质锅具加热，炉体本身不发热。 3.涡流的危害及防止 (1)危害：变压器、电动机、发电机的铁芯会因涡流损失大量的电能并导致设备发热。 (2)防止：为减小涡流，电动机、变压器铁芯是用外表涂有绝缘材料的薄硅钢片叠成的，而不采用整块硅钢铁芯，这样可以使涡流大为减弱，涡流损失大大降低，从而降低能耗，提高了设备的工作效率。 思考判断 (1)涡流也是一种感应电流。(√) (2)导体中有涡流时，导体没有和其他元件组成闭合回路，故导体不会发热。(×) (3)利用涡流制成的探测器也可探测毒品。(×) (4)涡流是一种有害的电磁感应现象。(×) 二、磁卡和动圈式话筒 　阅读教材第17～18页，了解磁卡和动圈式话筒的工作原理。 1.磁卡工作原理：磁卡信息的录入是利用了电流的磁效应；信息的读取与录入过程相反，利用了电磁感应原理。 2.动圈式话筒：动圈式话筒是把声音信号转变为电信号的装置，由膜片、线圈、永磁体等构成。其工作原理是电磁感应。 预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中 问题1 问题2 　涡流的理解、利用和防止 [要点归纳]　 1.涡流的本质：电磁感应现象。 2.产生涡流的两种情况 (1)块状金属放在变化的磁场中。 (2)块状金属进出磁场或在非匀强磁场中运动。 3.产生涡流时的能量转化：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。 (1)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。 (2)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。 [精典示例] [例1] (多选)如图2所示是高频焊接原理示意图。线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就会产生感应电流，感应电流通过焊缝处产生很多热量，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(　　) 图2 A.电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高的越快 B.电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高的越快 C.工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻小 D.工件上只有焊缝处温度升的很高是因为焊缝处的电阻大 解析　电流变化的频率越高，则产生的感应电流越大，升温越快，故选项A正确，B错误；工件上各处电流相同，电阻大处产生的热量多，故选项C错误，D正确。 答案　AD 涡流问题的三点注意 (1)涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵循法拉第电磁感应定律。　　　　　　 (2)金属能够自身形成闭合回路，形成涡流。 (3)磁场变化越快，导体的横截面积S越大，导体材料的电阻率越小，形成的涡流就越强。　　　　　　 [针对训练1] (多选)对变压器和电动机等中的涡流的认识，以下说法正确的是(　　) A.涡流会使铁芯温度升高，减少线圈绝缘的寿命 B.涡流发热，要损耗额外的能量 C.为了不产生涡流，变压器和电动机的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯 D.涡流产生于线圈中，对原电流起阻碍作用 解析　变压器和电动机中产生的涡流会使温度升高消耗能量，同时会减少线圈绝缘的寿命，选项A、B正确；变压器和电动机的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯是为了增加电阻，减小电流，减少产生的热量，选项C错误；涡流产生于铁芯中，对原电流无阻碍作用，选项D错误。 答案　AB 　磁卡和动圈式话筒的工作原理 [要点归纳] 1.磁卡的工作原理 (1)磁卡的录入 电流磁效应→磁现象 (2)磁卡的读取 磁现象→电磁感应 2.动圈式话筒的工作原理 (1)构造，如图3所示。 图3 (2)原理 ①话筒是把声音信号转变为电信号的装置。如图乙是动圈式麦克风构造原理图。 ②麦克风是利用电磁感应现象工作的，当声波使金属膜片振动时，连接在膜片上的线圈(音圈)随着一起振动，音圈在永久磁铁的磁场里振动，从而产生感应电流(电信号)，感应电流的大小和方向都变化。 ③声波的信号电流经扩音器放大后传给扬声器，扬声