第2章 第5节 涡流现象及其应用-（课件）2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册【南方凤凰台·5A新学案】粤教版

第二章　电磁感应 第五节　涡流现象及其应用 第1页 第二章　电磁感应 5A新学案 物理 · 选择性必修第二册 YJ 核心 目标 1. 了解涡流现象，知道涡流的产生、利用和危害． 2. 了解电磁阻尼和电磁驱动，能解释有关现象，解决简单的问题. 必备知识·记忆理解 要点笔记 要点1　涡流现象 1. 定义：由于____________，在导体中产生的像水中旋涡样的________电流． 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． 2. 特点： (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． 电磁感应 感应 大 要点2　涡流的热效应 (1) 电磁灶：电磁灶是________现象在生活中的应用，采用了磁场感应________的加热原理. (2) 感应加热：在感应炉中，有产生高频电流的______________和产生交变磁场的________，其工作原理也是涡流加热. (3) 热效应是将电能转化为________的过程． 涡流 涡流 大功率电源 线圈 内能 要点3　涡流的机械效应 (1) 电磁驱动 ①概念：磁场相对导体转动时，导体中产生____________，感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来的现象． ②应用：磁性式转速表． (2) 电磁阻尼 ①概念：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到__________，安培力的方向总是________导体运动的现象． ②应用：磁电式电表中利用____________使指针迅速停止到某位置，便于读数． (3) 机械效应是将电能转化为__________的过程． 感应电流 安培力 阻碍 电磁阻尼 机械能 要点4　涡流的磁效应 (1) 涡流探测：通有交变电流的探测线圈，产生交变磁场，当靠近金属物时，在金属物中激起________，隐蔽金属物的等效电阻、电感也会反射到探测线圈中，改变通过探测线圈电流的________和________，从而探知金属物. (2) 磁效应是将电能转化为__________的过程． 涡流 大小 相位 磁场能 基础内化 1. 如图所示为用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外绕有线圈，将金属材料置于冶炼炉中，则( ) A. 如果线圈中通以恒定电流，冶炼炉就能冶炼金属 B. 通过线圈的高频交变电流使炉体产生涡流从而熔化炉内金属 C. 真空冶炼炉在工作时炉内金属中产生涡流使炉内金属熔化 D. 如果真空冶炼炉中金属的电阻率大，则涡流很强，产生的热量很多 解析：如果线圈中通以恒定电流，不能产生感应电流，冶炼炉无法冶炼金属，A错误；通过线圈的高频交变电流使炉内金属产生涡流从而熔化炉内金属，而不是炉体，B错误，C正确；如果真空冶炼炉中金属的电阻率越小，则涡流越强，产生的热量越多，D错误． C 2. 如图所示，在一蹄形磁铁下面放一铜盘，马蹄形磁铁和铜盘均可以自由地绕OO′轴转动，两磁极靠近铜盘，但不接触，当磁铁绕OO′轴转动时，铜盘将( ) A. 以相同的转速与磁铁同向转动 B. 以较小的转速与磁铁同向转动 C. 以相同的转速与磁铁反向转动 D. 以较小的转速与磁铁反向转动 解析：当磁铁绕轴匀速转动时，铜盘内要产生涡流，涡电流又处在马蹄形磁铁的磁场中，因此要受到安培力的作用，从而阻碍铜盘与磁铁的相对转动，则铜盘会随着磁铁同向转动；又因为电磁感应的效果是阻碍相对运动，不是阻止，因此铜盘转速要比磁铁转速小，二者之间仍有相对转动，故B正确． B 关键能力·分析应用 分类悟法 考向1　对涡流的理解及应用 1. 涡流的特点 当电流在金属块内自成闭合回路(产生涡流)时，由于整块金属的____________，涡流往往________，根据公式P＝I2R知，热功率的大小与电流的平方成正比，故金属块的发热功率很大． 2. 涡流中的能量转化 涡流现象中，其他形式的能转化成电能，并最终在金属块中转化为内能．如果金属块放在变化的磁场中，则磁场能转化为电能，最终转化为内能；如果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． 3. 考查分析：主要考查涡流的应用与防止． 电阻很小 很强 (多选)(2022·辽宁营口高二期末)金属探测器是用来探测金属的仪器，如图所示，关于其工作原理，下列说法中正确的是( ) A. 探测器内的探测线圈会产生变化的磁场 B. 只有有磁性的金属物才会被探测器探测到 C. 探测到金属物是因为金属物中产生了涡流 D. 探测到金属物是因为探测器中产生了涡流 解析：金属探测器利用涡流探测金属物品原理是：线圈中交变电流产生交