2.5 涡流现象及其应用 课件 -2026-2027学年高二下学期物理粤教版选择性必修第二册

该高中物理课件围绕涡流现象展开，涵盖定义、本质、条件、应用及防止等核心内容。通过电磁炉工作原理导入，结合金属圆环与圆盘在变化磁场中的感应电流问题，衔接电磁感应知识，搭建学习支架。 其亮点在于以生活实例激发兴趣，通过“思考与讨论”“小试牛刀”培养科学探究与科学推理能力，结合真空冶炼炉、电磁驱动等实例强化物理观念。练习和典例助学生巩固，提升科学思维，教师使用可提高效率，学生能联系实际加深理解。

第二章 电磁感应 粤教版 选择性必修二 第五节 涡流现象及其应用 1 新课导入 既没火苗，也没黑烟，锅底也不变黑，为什么一个大大的线圈就能让电磁炉工作，使锅里的水很快就烧开？ 思考与讨论 1、在变化磁场中放入金属圆环能否产生感应电流？ 若能，感应电流的形状、方向如何？ 2、在变化磁场中放入金属圆盘能否产生感应电流？ 若能，感应电流的形状、方向如何？ 磁场增强 磁场增强 涡流 (像漩涡一样的闭合曲线) 一、涡流现象 当线圈中的电流随时间变化时,这个线圈附近的任何导体中都会产生感应电流,这种电流在金属块内自成闭合回路，很像水的旋涡，故叫涡电流，简称涡流。整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象。 1、定义： 3、条件： (1) 穿过导体（金属块）的磁通量发生变化 (2) 导体（金属块）本身可自行构成闭合回路 2、本质：电磁感应 (导体内部可以等效成许许多多的闭合电路) 【小试牛刀】下列哪种做法可能使金属圆盘产生涡流? A．放在匀强磁场中 B．放在变化的磁场中 C．在匀强磁场中做匀速运动 D．在匀强磁场中做变速运动 E．在非匀强磁场中做匀速运动 F．进入或离开（匀强或非匀强）磁场中 对涡流本质的理解 涡流可以应用在哪些方面，又应该如何防止涡流的影响？ 若金属的电阻率小，则涡流很强，产生大量焦耳热 真空冶炼炉 (高频感应炉) 电磁炉 高频焊接机 涡流 二、涡流的应用 —— 热效应 (一) 涡流的热效应 真空冶炼炉 (高频感应炉) 低频或直流行不行？ 被冶炼的金属内部产生很强的涡流，产生大量的热量使金属熔化 高频焊接 该处电阻大还是小？ 焊接时要使工件在极短时间内迅速加热，必须采用很大的焊接电流和电阻 二、涡流的应用 —— 热效应 练习1：(多选)如图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产生感应电流，感应电流通过焊缝处产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其它部分发热很少，以下说法正确的是( 　 ) A．交流电的频率越高，焊缝处的温度升高得越快 B．交流电的频率越低，焊缝处的温度升高得越快 C．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小 D．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大 交流电频率越高，则产生的感应电流越强，升温越快，工件电流相同，即电阻大，温度高，放热多 AD 【典例1】　(多选)如图所示为用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，将金属材料置于冶炼炉中，当线圈中通以电流时用感应加热的方法使炉内金属发热．下列说法中正确的是(　　 ) A．线圈中通以恒定电流，金属材料中也能产生感应电流 B．线圈中通以随时间变化的电流，在金属材料中会产生 感应电流 C．感应加热是利用金属材料中的涡流冶炼金属的 D．感应加热是利用线圈电阻产生的焦耳热冶炼金属的 BC 练习2：电磁炉又名电磁灶,是现代厨房革命的产物,它无需明火或传导式加热而让热直接在锅底产生,因此热效率得到了极大的提高。是一种高效节能厨具,完全区别于传统所有的有火或无火传导加热厨具。如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图,下列说法正确的是(　　) B A.电磁炉通电线圈加直流电,电流越大,电磁炉加热效果越好 B.电磁炉的原理是通电线圈加交流电后,在锅底产生涡流,进而发热工作 C.在锅和电磁炉中间放一绝缘物质,电磁炉不能起到加热作用 D.电磁炉的锅不能用陶瓷锅或耐热玻璃锅,主要原因是这些材料的导热性能较差 二、涡流的应用 —— 机械效应 磁场中的涡流会受到安培力的作用，表现出相应的机械效应。 1、电磁驱动 (二) 涡流的机械效应 磁场相对于导体转动，在导体中产生感应电流，感应电流使导体受到安培力，安培力使导体跟着磁场转动，这种现象称为电磁驱动。 B N S N S B I F F 1、电磁驱动 (二) 涡流的机械效应 应用：磁悬浮列车 1、电磁驱动 (二) 涡流的机械效应 应用：交流感应电动机 连接三相电源时产生旋转的磁场 把三个大小相等、频率相同、初相位相差120°的交流电合在一起就组成一个三相交流电。 13 当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动——电磁阻尼。 应用：磁电式电表 2、电磁阻尼 (二) 涡流的机械效应 磁式电流表为什么用铝框做线圈骨架？ 思考与讨论 （1）假定仪表工作时指针向右转动，铝框中感应电流沿什么方向？ 由右手定则可知，右侧产生的电流向里，左侧产生的电流向外，故从前向后看产生的感应电流为逆时针方向。 （2）铝框是否会受安培力，安培力是沿什么方向的？ 有左手定则知，此时铝框中受到的安培力与运动方向相反 （3）安培力对铝框的转动产生什么影响？ 起到了阻尼作用 （4）使用铝框做线圈骨架有什么好处？ 产生感应电流，出现安培阻力，使其很快停止摆动。 考点2　电磁阻尼与电磁驱动电磁阻尼与电磁驱动的比较 比较项 电磁阻尼 电磁驱动 不同点 成因 由于导体在磁场中运动而产生感应电流 由于磁场运动引起磁通量的变化而产生感应电流 效果 安培力的方向与导体运动方向相反，阻碍导体运动 导体受安培力的方向与导体运动方向相同，推动导体运动 能量转化 导体克服安培力做功， 其他形式的能转化为电能， 最终转化为内能 由于电磁感应，磁场能转化为电能，通过安培力做功，电能转化为导体的机械能，从而对外做功 相同点 两者都是电磁感应现象，都是由于导体相对于磁场运动引起磁通量的变化，产生感应电流，安培力的方向与导体的相对运动方向相反，阻碍导体相对运动。 【典例2】　如图所示，在一蹄形磁铁下面放一个铜盘，铜盘和磁铁均可以自由绕OO′轴转动，两磁极靠近铜盘，但不接触，当磁铁绕轴转动时，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．静止不动 B 7．磁力刹车是游乐场中过山车采用的一种新型刹车装置，该刹车装置的原理图(从后朝前看)如图所示，停车区的轨道两侧装有强力磁铁，当过山车进入停车区时铜片从强力磁铁间穿过，车很快停下来，关于该装置的刹车原理，下列判断正确的是(　　) A．磁力刹车利用了电流的磁效应 B．磁力刹车属于电磁驱动现象 C．磁力刹车利用铜片中涡流与强力磁铁作用刹车 D．过山车的质量越大，进入停车区时由电磁作用引起的刹车阻力越大 C 涡流的磁场反过来影响线圈中的原电流，使仪器报警。 线圈 探雷器 金属探测仪 安检门 二、涡流的应用 —— 磁效应 (三) 涡流的磁效应 金属物品在交变磁场中被激发出涡流，涡流的磁场影响线圈磁场，使仪器报警。 19 练习：如图所示，是用涡流金属探测器探测地下金属物的示意图，下列说法中正确的是( 　　) A．探测器内的探测线圈会产生交变磁场 B．只有有磁性的金属物才会被探测器探测到 C．探测到地下的金属是因为探头中产生了涡流 D．探测到地下的金属物是因为金属物中产生了涡流 AD 涡流的磁效应： 涡流的机械效应： 涡流的热效应： 电能 其他形式的能量 转化 电能 内能 电能 机械能 电能 磁场能 二、涡流的应用 线圈中流过变化的电流，在铁芯中产生的涡流: ①使铁芯发热 减少涡流的途径 ②浪费了能量 ③还可能损坏电器 危害： 增大铁芯材料的电阻率，常用的材料是硅钢 用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯 三、涡流的危害与防止 练习：(多选)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠加而成的,而不是采用一整块硅钢,这是为了( 　　) A.增大涡流, 提高变压器的效率 B.减小涡流, 提高变压器的效率 C.增大铁芯的电阻, 以产生更多的热量 D.增大铁芯的电阻, 以减小发热量 BD 练习：(多选)下列图中， A图是真空冶炼炉可以冶炼高质量的合金； B图是充电器工作时绕制线圈的铁芯中会发热； C图是安检门可以探测人身是否携带金属物品； D图是工人穿上金属丝织成的衣服可以高压带电作业。 属于涡流现象的是 ( 　 ) ABC Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.63 $