2019-2020年高中物理 第1章 电磁感应与现代生活 1.6 涡流现象与电磁灶课后训练 沪科版选修3-2
高中物理第1章电磁感应与现代生活课件
电感器在电路中的作用
电感器的定义与原理
电感器的应用领域与未来发 展
电磁感应与现代生活的 联系
电磁感应在电子设备中的应用
电磁感应现象：在电子设备中，电磁感应现象是普遍存在的，如变压器、电感器等。
电磁感应在电子设备中的作用：电磁感应在电子设备中起到转换电能、控制电流和保护电路的作用。 电磁感应在电子设备中的应用实例：如手机充电器、电磁炉、无线充电等，都利用了电磁感应的原理。
● 电磁感应技术还可以应用于节能环保领域。例如，可以利用电磁感应技术对工业生产过程中的余热进行回收利用，从而提高能源利用效率。此外，电磁感应技 术也可以应用于太阳能发电等领域，为环保事业做出贡献。
● 电磁感应技术应用于环保监测 最后，电磁感应技术还可以应用于环保监测领域。通过利用电磁感应技术对环境中的污染物质进行监测和分析，可以及 时了解环境状况，为环境保护提供科学依据。
● 电磁感应技术也可以应用于空气净化领域。通过产生电磁场，可以有效地去除空气中的有害物质，如甲醛、苯等。这种技术在空气净化领域的应用可以有效地 改善室内空气质量，保障人们的健康。
● 电磁感应技术应用于节能环保 电磁感应技术还可以应用于节能环保领域。例如，可以利用电磁感应技术对工业生产过程中的余热进行回收利用，从而 提高能源利用效率。此外，电磁感应技术也可以应用于太阳能发电等领域，为环保事业做出贡献。
电磁感应与现代生活的关系
电磁感应基本概念： 法拉第电磁感应定 律、楞次定律等
电磁感应在现代生 活中的应用：发电 机、变压器、无线 充电等
电磁感应对现代生 活的影响：能源转 换、环境保护、医 疗技术等
电磁感应的未来发 展：新能源、智能 家居、交通出行等
电磁感应的应用
电磁感应在发电机中的应用
高一物理课件：第1章-电磁感应与现代生活剖析
[经典案例] (8分)(2012·陕西安康 高二检测)如图所示，线圈A中接 有如图所示的电源，线圈B有一半 的面积处在线圈A中，两线圈平行但不接触． 则在开关S闭合的瞬间，线圈B中有无感应电 流？
栏目 导引
第1章 电磁感应与现代生活
【思路点拨】 解答本题时可按以下思路分析：
明确线圈A的 磁感线分布
物理 意义
某时刻穿过磁场中 某个面的磁感线条 数
穿过某个面的磁 通量的差值
Φ＝B·S，S为与B垂 大小 直的面积，不垂直 ΔΦ＝Φ2－Φ1要首 计算 时，取S在与B垂直 先规定正方向
方向上的投影
栏目 导引
第1章 电磁感应与现代生活
磁通量Φ
磁通量变化量ΔΦ
穿过某个面有方向 与磁场垂直的平面，
相反的磁场，则不 开始时和转过
栏目 导引
第1章 电磁感应与现代生活
(4)B不变，S不变，θ变化，则ΔΦ＝BS(sinθ2－ sinθ1) 如图(丁)所示，闭合线圈abcd在匀强磁场中绕 垂直于磁场方向的转轴OO′转动，B不变，S不 变，但B和S的夹角θ发生变化，引起穿过线圈 的磁通量变化．
栏目 导引
第1章 电磁感应与现代生活
【审题指导】 解此题从以下三点思考： (1)磁通量大小的计算Φ＝BS. (2)磁通量的变化量ΔΦ＝Φ2－Φ1. (3)周长不变的线圈形状变化,面积变化情况．
高中物理 第一章 电磁感应 第六节 自感现象及其应用 第七节 涡流现象及其应用 粤教版选修3-2
4．单位：亨利，简称为亨，符号为பைடு நூலகம்H.常用的有毫亨 (mH)和微亨(μH)．
1 mH＝10－3 H，1 μH＝10－3 mH.
解析：自感电动势总是阻碍原电流的变化，故 D 选 项正确．
答案：D
知识点二 日光灯
提炼知识 1．日光灯的组成：镇流器、灯管、启动器． 2．日光灯的发光：灯管中气体导电，发出紫外线， 照射管壁的荧光粉，然后才发出可见光．灯管中气体要 导电，需要较高的瞬时电压，这个瞬时电压需要镇流器 和启动器的配合完成．
(2)涡流的防止． ①原理：缩小导体的外周长，增大材料的电阻． ②事例：电机和变压器的铁芯用薄片叠压而成． ③目的：减少发热损失，提高机械效率．
判断正误
(1)涡流是整块导体发生的电磁感应现象，不遵循法 拉第电磁感应定律．(×)
(2)金属探测器利用了涡流现象．(√)
小试身手
3.如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分 别放一小铁锅水和一玻璃杯水．给线圈通入电流，一段时 间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的 是( )
提示：(1)开关断开后，感应电动势使线圈 L 中电流
IL 减小得更慢些．
(2)开关断开后，感应电流将沿线圈 L 向右流动，经 灯泡 A 后流到线圈的左端，即线圈 L 和灯泡 A 构成闭合 电路，回路中电流沿逆时针方向．
1．对自感电动势的理解． (1)自感电动势产生的原因． 通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量 发生变化，因而在原线圈中产生感应电动势． (2)自感电动势的作用． 阻碍原电流的变化，而不是阻止，电流仍在变化， 只是使原电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变 化的作用．
2019年高中物理第一章电磁感应第七节涡流现象及其应用讲义含解析粤教版选修3_2
涡流现象及其应用．在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，导体的外周长越长，交变磁场的频率越高，涡流越大。
．电磁灶是通过锅底涡流发热，不存在热量在传递过程中的损耗，所以它的热效率高。
．在涡流制动中，安培力做负功，把机械能转化为电能。
一、涡流现象．定义在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象，如图所示。
图．影响因素()导体的。
外周长()交变磁场的。
频率()导体的外周长越长，交变磁场的频率越高，涡流就越大。
二、涡流的应用与防止．电磁灶原理：电磁灶采用了磁场感应()的加热原理。
涡流()优点：发热，不存在①涡流热量在传递过程中的损耗，热效率高，耗电量少。
无明火和炊烟，没有因②加热产生的废气，清洁、环保、安全。
③功能齐全。
．高频感应加热()原理：涡流感应加热。
()优点：①加热，热源和受热物体可以不直接接触。
非接触式②加热效率高，速度快，可以减小现象。
表面氧化③容易控制温度，提高加工精度。
④可实现加热。
局部可实现⑤自动化控制。
⑥可减少占地、热辐射、噪声和灰尘。
()其他应用：高频塑料热压机，涡流热疗系统等。
．涡流制动与涡流探测()涡流制动：原理：金属盘与磁场发生相对运动时，会在金属盘中激起①涡流，涡流与磁场相互作用产生一个动态阻尼力，从而提供制动力矩。
②应用：电表的阻尼制动，高速机车制动的涡流闸等。
()涡流探测原理：探测线圈产生的交变磁场在金属中激起①涡流，隐蔽金属物的等效电阻、电感反射到探测线圈中，改变通过探测线圈电流的大小和相位，从而探知金属物。
②应用：探测行李中的枪支、埋于地表的地雷、金属覆盖膜厚度等。
．涡流的防止()目的：损失，提高机械效率。
减少发热()原理：缩小导体的周长，增大材料的电阻。
()方法：把整块铁芯改成用薄片叠压的铁芯，增大回路电阻，从而削弱涡流。
．自主思考——判一判()涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的。
【物理】高中物理第1章电磁感应与现代生活16涡流现象与电磁灶教师用书沪科版选修32
【关键字】物理1.6 涡流现象与电磁灶学习目标知识脉络1.了解涡流现象，知道涡流是如何产生的.2.知道电磁驱动和电磁阻尼现象.(难点)3.知道涡流的危害以及如何利用和防止涡流.(难点)4.掌握电磁灶的结构及工作原理.(重点)探究涡电流现象1.整块金属放在变化的磁场中或者线圈中用整块软铁割成的铁心在通有交变电流时，金属内的磁通量就会发生变化，从而在金属内产生感应电流，这种感应电流呈涡旋状，叫做涡电流，简称涡流.2.导体的外周长越长、交变磁场的频率越高，涡流就越大.图1-6-11.涡流有热效应，但没有磁效应.(×)2.把金属块放在变化的磁场中可产生涡流.(√)3.涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流.(×)1.涡流是否遵守楞次定律和法拉第电磁感应定律？【提示】涡流是电磁感应现象产生的，遵守楞次定律和法拉第电磁感应定律.2.为什么变压器和镇流器的铁心用一片片的硅钢片叠压而成？【提示】为了防止在铁心中形成涡流，从而减小电能损失，并防止变压器和镇流器被烧坏.在可拆变压器的一字铁下面加一块厚约2 mm的铁板，铁板垂直于铁芯里磁感线的方向，给原线圈接交流电.探讨1：通电几分钟以后，会发现铁芯和铁板的温度会升高，那么，它们温度升高的原因是什么？【提示】在铁芯和铁板中有涡流产生，使铁芯和铁板发热.探讨2：通电几分钟以后，铁芯和铁板哪个温度更高些？【提示】铁板的温度比铁芯的温度高.1.对涡流的正确理解(1)成因：块状金属在变化的磁场中或在磁场中运动时，穿过金属块的磁通量发生变化，在金属块自身构成的紧闭回路中产生感应电流.(2)特点：金属块本身自行构成紧闭回路，如果整块金属的电阻很小，涡流往往很强，金属块会产生大量的热量.2.涡流的利用和防止(1)涡流的利用：利用高频真空冶炼炉冶炼高纯度的金属；用探测器探测地雷、探测地下电缆；利用涡流可以治疗疾病；利用涡流探伤技术可以检测导电物体的表面和近表面缺陷、涂镀层厚度，还有磁悬浮列车是利用涡电流减速的.(2)涡流的防止：减小涡流的主要途径是增大在变化的磁场中使用金属导体的电阻：一是选用电阻率大的材料，如常用的铁芯材料是电阻率较大的硅钢；二是把导体制作成薄片，薄片与薄片之间用绝缘材料相隔，这样增大电阻来减小因涡流损失的能量.1.下列关于涡流的说法中正确的是 ( )A.涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的B.涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流C.涡流有热效应，但没有磁效应D.在硅钢中不能产生涡流【解析】涡流是由于穿过整块导体的磁通量发生变化而产生的电磁感应现象，具有热效应、磁效应、机械效应等.故选项A正确.【答案】 A2.在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁，如图1-6-2所示，现有铜、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的A点以某一初速度向磁铁滑去.各滑块在未接触磁铁前的运动情况是( )图1-6-2A.都做匀速运动B.甲、乙做加速运动C.甲、乙做减速运动D.乙、丙做匀速运动【解析】铜块、铝块向磁铁靠近时，穿过它们的磁通量发生变化，因此在其内部产生涡流，反过来涡流产生的感应磁场对原磁场的变化起阻碍作用，所以铜块和铝块向磁铁运动时会受到阻碍而减速，有机玻璃为非金属，不产生涡流现象.故C正确.【答案】 C3.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图1-6-3所示，抛物线的方程为y＝x2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y＝a的直线(如图中的虚线所示)，一个小金属块从抛物线上y＝b(b＞a)处以速度v沿抛物线下滑，假设抛物线足够长.求金属块在曲面上滑动的过程中产生的总热量为多少？【导学号：】图1-6-3【解析】金属块在进入磁场或离开磁场的过程中，穿过金属块的磁通量发生变化，产生涡流，进而产生热.最后，金属块在高为a的曲面上做往复运动.减少的机械能为mg(b－a)＋mv2，这些机械能全部转化为内能，故产生的总热量为mg(b－a)＋mv2.【答案】mg(b－a)＋mv2涡流现象中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.如果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；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.无火之灶——电磁灶[先填空]1.工频电磁灶(1)构造：励磁线圈和励磁铁心构成了工频励磁器.(2)原理：在两组线圈中通过50 Hz的电流i A和i B，从而在锅体中产生涡流，涡流的电能在锅体的材料电阻上转化为热能以加热食品.2.高频电磁灶(1)构造：由加热线圈、灶面板、控制保护电路三部分组成.(2)原理：接通电源后，50 Hz的交变电流经过整流和滤波变为直流，然后通过电子开关的迅速导通和截止，使加热线圈中产生频率为20～50 kHz的高频振荡电流.高频振荡电流产生高频磁场，从而在锅体内产生涡流.3.涡流的其他应用(1)利用涡流转化的热能，可以提炼金属.(2)利用涡流在磁场中受到的电磁力，可制成电磁驱动和电磁阻尼设备.[再判断]1.提炼金属是利用了涡流产生的热量.(√)2.电磁灶是利用变化的磁场在食物中产生涡流从而对食物进行加热的.(×)3.电磁灶是利用变化的磁场在铁质锅底中产生涡流，使铁质锅底迅速升温，而对锅内食物加热的.(√)[后思考]1.电磁灶在工作时能不能用陶瓷锅、耐热玻璃锅来加热食物呢？【提示】不能，因为不能在锅底产生涡流，也就无法利用涡流的热效应来加热食物.2.利用涡流制成的电磁驱动和电磁阻尼设备符合能量守恒定律吗？【提示】电磁驱动和电磁阻尼都有能量的转化，都遵守能量守恒定律.[合作探讨]高频焊接原理示意图如图164所示，线圈通以高频交流电，金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热，将焊缝处金属熔化.图164探讨1：高频焊接是利用了涡流的哪个效应？【提示】高频焊接是利用了电磁感应，涡流的热效应.探讨2：要使焊接处产生的热量较大，高频交流电的频率越高越好，还是越低越好？【提示】越高越好.[核心点击]1.电磁灶采用了电磁感应、涡流加热原理，它利用交变电流通过线圈产生交变磁场，在铁质锅的底部即会产生无数强大的小涡流，使锅本身自行迅速发热，然后再加热锅内的食物.2.涡流有以下几方面的应用(1)利用涡流的热效应：应用涡流在回路中产生的热量冶炼金属，如高频感应炉、电磁灶.(2)利用涡流的磁效应：电磁阻尼和电磁驱动.(3)利用涡流现象的小型装置：在车站、机场进行安检的探测器，用来探测旅客是否带有金属制品，像刀、枪之类的危险物品等.4.涡电流会使金属发热，人们利用这个原理制成了电磁灶.关于电磁灶，下列说法正确的是( )A.电磁灶都是用高频交流电工作的B.高频电磁灶有加热线圈，可以通过热传导将热能传导给锅体及锅内食物C.电磁灶和微波炉是一个道理，工作原理是一样的D.无论哪种电磁灶，都是利用涡流原理工作的【解析】电磁灶都是用家用交流电工作的，工频电磁灶就是直接用50 Hz的电流工作，而不是用高频交变电流工作的，故A错；高频电磁灶由加热线圈、灶面板、控制保护电路组成.通过电子开关，可以使加热线圈中产生高频率振荡电流，从而再使锅体内产生涡电流，用以加热食物，而不是直接用加热线圈去加热锅体内食物，故B错；电磁灶是利用电磁感应现象产生涡流，而微波炉是利用电磁场产生电磁波，故C错；电磁灶都是利用电磁感应产生的涡流电的热效应工作的，故D正确.【答案】 D5.如图165所示，金属球(铜球)下端有通电的线圈，现把小球拉离平衡位置后释放，此后关于小球的运动情况是(不计空气阻力)( )图165A.做等幅振动B.做阻尼振动C.振幅不断增大D.无法判定【解析】小球在通电线圈磁场中运动，小球中产生涡流，故小球要受到安培力作用阻碍它的相对运动做阻尼振动，故B正确.【答案】 B6.(多选)(2015·全国卷Ⅰ)1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”.实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图166所示.实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后.下列说法正确的是( )【导学号：】图166A.圆盘上产生了感应电动势B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C.在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动【解析】 A.当圆盘转动时，圆盘的半径切割磁针产生的磁场的磁感线，产生感应电动势，选项A正确； B.如图所示，铜圆盘上存在许多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流，根据楞次定律，感应电流阻碍其相对运动，但抗拒不了相对运动，故磁针会随圆盘一起转动，但略有滞后，选项B正确；C.在圆盘转动过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量始终为零，选项C 错误；D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场方向沿圆盘轴线方向，会使磁针沿轴线方向偏转，选项D错误.【答案】AB电磁灶的分类及优点(1)电磁灶的分类：常用的电磁灶有工频电磁灶和高频电磁灶.工频电磁灶的主体部件是由励磁线圈和励磁铁心组成的工频励磁器.高频电磁灶的主体部件是由加热线圈、控制保护电路和灶面板组成.(2)电磁灶的优点：与一般灶具相比，电磁灶具有热效率高、环保性好、节能等优点.学业分层测评(六)(建议用时：45分钟)[学业达标]1.电磁灶的加热原理是涡流现象，下列哪种锅体适用于电磁灶加热( )A.不锈钢锅体B.玻璃锅体C.塑料锅体D.陶瓷锅体【解析】因为加热原理是涡流，首先考虑锅体应该是导体，只有导体才能产生较强的涡流，这里不考虑食物本身产生涡流，因为食物的导电性能太差了.2.如图167所示，教室正南面的钢窗原来是关着的，现在将其中一扇钢窗迅速朝外推开，从室内观察则钢窗中( )【导学号：】图167A.不会产生感应电流B.会产生感应电流，电流方向为顺时针方向C.会产生感应电流，电流方向为逆时针方向D.会产生感应电流，但是电流方向无法判定【解析】地理南极为地磁场的N极，磁感线分布如图所示，打开窗子的过程中，通过窗子的磁通量减小，由楞次定律可知产生的感应电流方向为逆时针方向.【答案】 C3.(多选)磁电式仪表的线圈通常用铝框作为骨架，把线圈绕在铝框上，这样做的目的是( )A.防止涡流B.利用涡流C.起电磁阻尼的作用D.起电磁驱动的作用【解析】线圈通电后，在安培力作用下发生转动，铝框随之转动，并切割磁感线产生感应电流即涡流，涡流阻碍线圈的转动，使线圈偏转后尽快停下来.所以，这样做的目的是利用涡流来起到电磁阻尼的作用.【答案】BC4.在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小铁锅水和一玻璃杯水.给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高很明显，而另一个容器中的水温升高不明显，则通入的电流与水温升高明显的是( )A.恒定直流、小铁锅B.恒定直流、玻璃杯C.变化的电流、小铁锅D.变化的电流、玻璃杯【解析】通入恒定直流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电流，通入变化的电流，所产生的磁场发生变化.在空间产生感生电场，小铁锅是导体，感生电场在导体内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高明显；涡流是由变化的磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水温升高不明显.5.(多选)变压器的铁心是利用薄硅钢片叠压而成的.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.增大铁心中的电阻，以产生更多的热量D.增大铁心中的电阻，以减小发热量【解析】不使用整块硅钢而是采用很薄的硅钢片，这样做的目的是增大铁心中的电阻，减小涡流；减少电能转化成铁心的内能，提高效率，是为了防止涡流而采取的措施，故选B、D.【答案】BD6.如图168所示，光滑水平绝缘面上有两个金属环静止在平面上，环1竖直、环2水平放置，均处于中间分割线上，在平面中间分割线正上方有一条形磁铁，当磁铁沿中间分割线向右运动时，下列说法正确的是( )图168A.两环都向右运动B.两环都向左运动C.环1静止，环2向右运动D.两环都静止【解析】条形磁铁向右运动时，环1中磁通量保持为零不变，无感应电流，仍静止.环2中磁通量变化，根据楞次定律，为阻碍磁通量的变化，感应电流的效果使环2向右运动.【答案】 C7.如图169所示，在光滑绝缘水平面上，有一铝质圆形金属球以一定的初速度通过有界匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿出磁场过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，小球( )图169A.整个过程做匀速运动B.进入磁场过程中做减速运动，穿出过程中做加速运动C.整个过程都做匀减速运动D.穿出时的速度一定小于初速度【解析】小球的运动主要有两个阶段.一是球进入磁场的过程，由于穿过小球的磁通量增加，在球内垂直于磁场的平面上产生涡流，有电能产生，而小球在水平方向上又不受其他外力，所以产生的电能只能是由球的机械能转化而来，由能的转化与守恒可知，其速度减小；二是穿出磁场的过程，同理可得速度进一步减小，故D正确.【答案】 D8.(多选)如图1610所示是电表中的指针和电磁阻尼器，下列说法中正确的是( )图1610A.2是磁铁，在1中会产生涡流B.1是磁铁，在2中会产生涡流C.电磁阻尼器的作用是使指针能够转动D.电磁阻尼器的作用是使指针能很快地稳定【解析】电磁阻尼在实际中有很多用处，电学仪表的指针能很快停下来就是利用了电磁阻尼，故题图中2是磁铁，线圈1在磁场中运动时，闭合线圈中形成电流，获得电磁阻尼力矩.【答案】AD[能力提升]9. (多选)如图1611所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴OO′转动.从上向下看，当磁铁逆时针转动时，则( )【导学号：】图1611A.线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同B.线圈将逆时针转动，转速比磁铁小C.线圈转动时将产生感应电流D.线圈转动时感应电流的方向始终是abcda【解析】当磁铁逆时针转动时，相当于磁铁不动而线圈顺时针旋转切割磁感线，线圈中产生感应电流，故C对；当线圈相对磁铁转过90°时电流方向不再是abcda，D错；由楞次定律的推广含义可知，线圈将与磁极同向转动，但转动的角速度一定小于磁铁转动的角速度.若两者的角速度相同，磁感线与线圈处于相对静止，线圈不切割磁感线，无感应电流产生，故A错、B对.【答案】BC10.如图1612所示为高频电磁炉的工作示意图，它是采用电磁感应原理产生涡流加热的，它利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，当变化的磁场通过含铁质锅的底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速升温，然后再加热锅内食物.电磁炉工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康无危害.关于电磁炉，以下说法中正确的是( )图1612A.电磁炉是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的B.电磁炉是利用变化的磁场产生涡流，使含铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加热的C.电磁炉是利用变化的磁场使食物中的极性水分子振动和旋转来对食物加热的D.电磁炉跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的【解析】电磁炉的工作原理是利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，变化的磁场通过含铁质锅的底部产生无数小涡流，使锅体温度升高后加热食物，故选项A、D错误、B 正确；而选项C是微波炉的加热原理，C错误.【答案】 B11.把一个用丝线悬挂的铜球放在通电螺线管上方，如图1613所示，在下列三种情况下，悬挂铜球的丝线所受的拉力怎样变化：【导学号：】图1613(1)当滑动变阻器的滑片向右移动时，拉力 (填“变大”不变”或“变小”)；(2)当滑动变阻器的滑片向左移动时，拉力 (填“变大”“不变”或“变小”)；(3)当滑动变阻器的滑片不动时，拉力 (填“变大”“不变”或“变小”).【解析】(1)铜球可看成由许多水平铜片叠加而成，每一铜片又可看成由许多同心圆环叠加而成.当滑动变阻器的滑片向右移动时，螺线管中的电流增大，穿过铜球的磁通量增大，铜球中产生感应电流(涡流)，感应电流的磁场阻碍其磁通量增大，故有远离螺线管运动的趋势，因此丝线的拉力变小.(2)同理可分析，当滑片向左移动时，螺线管中的电流减小，使铜球中产生涡流，阻碍磁通量的减小，因此铜球有靠近螺线管运动的趋势，使丝线的拉力变大.(3)滑片不动，铜球中不产生涡流，因此丝线拉力不变.【答案】(1)变小(2)变大(3)不变12.如图1614所示是描述电磁炉工作原理的示意图.炉子的内部有一个金属线圈，当交变电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是不断变化的，这个变化的磁场又会引起放在电磁炉上面的铁质(或钢质)锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，所以感应电流又会在锅底产生热效应，这些内能便能起到加热物体的作用从而煮熟食物.电磁炉的特点：电磁炉的效率比一般的炉子都高，热效率高达90%，炉面无明火、无烟、无废气，电磁炉火力强劲，安全可靠.因为电磁炉是以电磁感应产生电流，利用电流的热效应产生热量，所以不是所有的锅或器具都适用.对于锅的选择，方法很简单，只要锅底能被磁铁吸住的就能用.适合放在电磁炉上的烹饪器具有不锈钢锅、不锈钢壶、平底铁锅；不适用的有陶瓷锅、圆底铁锅、耐热玻璃锅、铝锅、铜锅等.【导学号：】图1614(1)在电磁炉加热食物的过程中涉及的物理原理有(回答三个即可)：①②③(2)电磁炉所用的锅不能是陶瓷锅、耐热玻璃锅的原因是；电磁炉所用的锅不能用铝锅、铜锅的原因是 .(3)在锅和电磁炉中间放置一纸板，则电磁炉还能起到加热作用吗？为什么？【解析】(1)因为电磁炉是以电磁感应产生电流，利用电流的热效应产生热量，所以包含了电流的热效应、电磁感应现象；对于锅的选择，方法很简单，只要锅底能被磁铁吸住的就能用，其中包含了电流的磁效应.(2)陶瓷锅、耐热玻璃锅不能产生电磁感应现象，在锅内也就不能产生电流；铝锅、铜锅导磁性太差，效率低.(3)能起到加热作用，线圈产生的磁场能穿透纸板到达锅底，在锅底产生感应电流，利用电流的热效应起到加热作用.【答案】(1)①电流的磁效应(或电生磁)②电磁感应现象(或磁生电) ③电流的热效应(或焦耳定律)(2)不能产生电磁感应现象铝、铜的导磁性太差，效率低(3)见解析此文档是由网络收集并进行重新排版整理.word可编辑版本！。
高中物理第1章电磁感应与现代生活1.6涡流现象与电磁灶课件沪科版选修3-2
涡流现象中的能量转化 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.如 果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；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.
无 火 之 灶——电 磁 灶
[先填空] 1.工频电磁灶 (1)构造：励磁线圈和励磁铁心构成了工频励磁器. (2)原理：在两组线圈中通过 50 Hz 的电流 iA 和 iB，从而在锅体中产生涡流， 涡流的电能在锅体的材料电阻上转化为热能以加热食品.
【答案】 AB
电磁灶的分类及优点 (1)电磁灶的分类：常用的电磁灶有工频电磁灶和高频电磁灶.工频电磁灶的 主体部件是由励磁线圈和励磁铁心组成的工频励磁器.高频电磁灶的主体部件是 由加热线圈、控制保护电路和灶面板组成. (2)电磁灶的优点：与一般灶具相比，电磁灶具有热效率高、环保性好、节 能等优点.
知 识 点 一
学
1.6 涡流现象与电磁灶
业 分
层
测
评
知 识 点 二
探究涡电流现象
[先填空] 1.整块金属放在变化的磁场中或者线圈中用整块软铁割成的铁心在通有交 变电流时，金属内的 磁通量就会发生变化，从而在金属内产生感应电流，这种 感应电流呈涡旋状，叫做涡电流，简称涡流.
2.导体的外周长越长、交变磁场的频率越高，涡流就越大. 图 1-6-1
2.高频电磁灶 (1)构造：由加热线圈、灶面板、控制保护电路三部分组成. (2)原理：接通电源后，50 Hz 的交变电流经过整流和滤波变为直流，然后通 过电子开关 的迅速导通和截止，使加热线圈中产生频率为 20～50 z 的高频振荡电流.高频振荡电流产生高频磁场，从而在锅体内产生涡流.
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高中物理第1章电磁感应第3节电磁感应定律的应用涡流的热效应的主要应用素材鲁科版选修3-2(new)
涡流的热效应的主要应用1。
涡流的热效应的应用由于大多数金属的电阻率很小，因此不大的感应电动势往往可以在整块金属内部激起强大的涡流，涡流同样也要放出焦耳热。
如果是整块金属绕上线圈,线圈通入交流，则金属产生的焦耳热与交流的频率的二次方成正比。
由此，人们制出了冶炼金属用的真空高频感应炉。
在感应炉中，有产生高频电流的电源,有产生交变磁场的线圈，线圈中间放置一个耐火材料制成的坩埚，用来放待熔化的金属.整个冶炼过程能在真空中进行，能冶炼出高纯度的金属。
现代家庭烹饪食物的一种新型炊具——电磁炉,其原理也是利用电磁感应引起的涡流加热来工作的。
2。
防止涡流的热效应的危害涡流产生的焦耳热也会造成危害，例如涡流的热效应对变压器和电机的运行极为不利,会导致铁芯温度升高,从而危及线圈绝缘材料的使用寿命；要损耗额外的能量，使变压器和电机的效率降低。
如何减少涡流的热效应造成的危害呢？因为焦耳热与电流的二次方成正比，所以减少涡流更能减少发热量。
在磁场的磁通量变化率相同的情况下,涡流的大小与回路面积有关,故可将电机、变压器的铁芯改用彼此绝缘的硅钢片叠合而成来代替。
彼此绝缘的硅钢片越薄，则涡流的回路面积越小，涡流也越小。
计算表明：涡流的热损耗与硅钢片的厚度的平方成正比。
如果金属中的涡流是由金属外边紧密绕着的线圈通入的交变电流的磁场B1产生的,由楞次定律，则涡流的磁场B2与B1 平行，阻碍B1的变化。
根据右手螺旋定则，磁感应强度方向垂直于电流(即线圈）所在平面。
故金属中的涡流所在平面与金属外边的线圈平面平行。
为了减少涡流的回路面积，彼此绝缘的薄硅钢片的叠合方向要与外边套上的线圈平面垂直，与交变电流的磁场B1方向平行(涡流的回路最大直径为薄硅钢片的厚度）。
常见的小型变压器,薄硅钢片各表面涂上绝缘漆，两近似于“F”型薄片交叉对接拼成“曰”形状的平面,各平面再叠压在一起，将绕上线圈的方塑料框卡紧，线圈平面与硅钢片平面互相垂直，这也是为了减少涡流的回路面积，减少涡流的热损耗。
2019高中物理第一章电磁感应与现代生活1.6涡流现象与电磁灶练习(含解析)沪科选修3_2
涡流现象与电磁灶1.(多选)如图所示,A、B为大小形状均相同且内壁光滑、使用不同材料做成的圆管,竖直固定在相同的高度,两个相同的磁性小球,同时从A、B管上端的管口无初速释放,穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面。
下面关于两管的描述中可能正确的是()A.A管是用塑料制成的,B管是用铜制成的B.A管是用铝制成的,B管是用胶木制成的C.A管是用胶木制成的,B管是用塑料制成的D.A管是用胶木制成的,B管是用铝制成的解析:穿过B管的小球后落地,说明在通过圆筒时受到了阻碍,由于圆筒光滑,该阻碍只有感应电流磁场与引起感应电流的磁场间的阻碍,即B圆管中产生了感应电流,为金属管;穿过A管的小球没有受到阻碍,A管为非金属管。
选项A、D正确。
答案:AD2.(多选)变压器的铁心是利用薄硅钢片叠压而成的,而不是采用一整块硅钢,这是因为()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.增大铁心中的电阻,以产生更多的热量D.增大铁心中的电阻,以减少产生的热量解析:不使用整块硅钢而是采用很薄的硅钢片,这样做的目的是增大铁心中的电阻,阻断涡流回路,来减少电能转化成铁心的内能,提高效率,这是防止涡流而采取的措施。
本题正确选项是B、D。
答案:BD3.如图所示,非磁性弹簧上端固定,下端系一铜球,整个装置在磁铁磁极的正上方,当启动振动系统做上下振动时,不计空气阻力。
关于铜球的运动,以下说法中正确的是()A.铜球做等幅振动,系统机械能守恒B.铜球做等幅振动,系统机械能不守恒C.铜球做减幅振动,系统机械能守恒D.铜球做减幅振动,系统机械能不守恒解析:铜球振动过程中,球内会有涡流产生,涡流会在铜球内产生电热,消耗机械能,因此说,系统机械能不守恒,铜球做减幅振动。
答案:D4.(多选)异步电动机模型如图所示,蹄形轻磁铁和矩形线框abcd均可绕竖直轴转动。
现使线框沿逆时针方向保持匀速转动(从上往下看),则磁铁的运动情况是()A.磁铁沿逆时针方向(从上往下看)转动B.磁铁沿顺时针方向(从上往下看)转动C.磁铁由静止开始一直加速转动D.磁铁先由静止开始加速转动,后匀速转动解析:刚开始,由于磁铁静止,线框匀速转动,它们之间存在相对运动,因而在线框中产生感应电流。
高中物理第1章电磁感应与现代生活1.6涡流现象与电磁灶练习沪科版选修
1.6 涡流现象与电磁灶考点一对涡流的理解与应用1.(多选)下列仪器是利用涡流工作的有( )A.电磁灶B.微波炉C.金属探测器D.真空冶炼炉答案ACD2.电磁灶是利用电磁感应现象产生的涡流，使锅体发热从而加热食物，下列相关的说法中正确的是( )A.锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关B.电磁灶中通入电压足够高的直流电也能正常工作C.金属或环保绝缘材料制成的锅体都可以利用电磁灶来烹饪食物D.电磁灶的上表面一般都用金属材料制成，以加快热传递减少热损耗答案 A解析锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关，故A正确；直流电不能产生变化的磁场，在锅体中不能产生感应电流，电磁灶不能使用直流电，故B错误；锅体只能用铁磁性导体材料，不能使用绝缘材料制作锅体，故C错误；电磁灶产生变化的磁场，导致锅底出现涡流，从而产生热量而不是靠热传递，D错误.3.(多选)安检门是一个用于安全检查的“门”，“门框”内有线圈，线圈里通有交变电流，交变电流在“门”内产生交变磁场，金属物品通过“门”时能产生涡流，涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流，从而引起报警.以下关于这个安检门的说法正确的是( )A.这个安检门也能检查出毒品携带者B.这个安检门只能检查出金属物品携带者C.如果这个“门框”的线圈中通上恒定电流，也能检查出金属物品携带者D.这个安检门工作时，既利用了电磁感应现象，又利用了电流的磁效应答案BD解析这个安检门是利用涡流工作的，因而只能检查出金属物品携带者，A错，B对.若“门框”的线圈中通上恒定电流，只能产生恒定磁场，它不能使块状金属产生涡流，因而不能检查出金属物品携带者，C错.安检门工作时，既利用了电磁感应现象，又利用了电流的磁效应，D对.4.如图1所示为高频电磁灶的工作示意图，它是采用电磁感应原理产生涡流加热的，它利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，当变化的磁场通过含铁质锅的底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速升温，然后再加热锅内食物.电磁灶工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康无危害.关于电磁灶，以下说法中正确的是( )图1A.电磁灶是利用变化的磁场在食物中产生涡流对食物加热的B.电磁灶是利用变化的磁场产生涡流，使含铁质锅底迅速升温，进而对锅内食物加热的C.电磁灶是利用变化的磁场使食物中的极性水分子振动和旋转来对食物加热的D.电磁灶跟电炉一样是让电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的答案 B解析 电磁灶的工作原理是利用变化的电流通过线圈产生变化的磁场，变化的磁场通过含铁质锅的底部产生无数小涡流，使锅体温度升高后加热食物，故选项A 、D 错误，B 正确；而选项C 是微波炉的加热原理，C 错误.5.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图2所示，抛物线的方程是y ＝x 2，下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y ＝a 的直线(图中的虚线所示)，一个质量为m 的小金属块从抛物线上y ＝b (b ＞a )处以初速度v 沿抛物线下滑.假设抛物线足够长，重力加速度为g ，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是 ( )图2A.mgbB.12mv 2C.mg (b －a )D.mg (b －a )＋12mv 2 答案 D解析 金属块进出磁场时，会产生焦耳热，损失机械能而使金属块所能达到的最高位置越来越低，当金属块所能达到的最高位置为y ＝a 时，金属块不再进出磁场，不再产生焦耳热.金属块的机械能不再损失，而在磁场中做往复运动.由于金属块减少的动能和重力势能全部转化为内能，所以Q ＝|ΔE p ＋ΔE k |＝mg (b －a )＋12mv 2. 考点二 对电磁驱动与电磁阻尼的理解与应用6. (多选)如图3所示，A 、B 为大小、形状均相同且内壁光滑、但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度.两个相同的磁性小球，同时从A 、B 管上端距管口相同高度处无初速度释放，穿过A 管比穿过B 管的小球先落到地面.下面对于两管的描述中可能正确的是( )图3A.A 管是用塑料制成的，B 管是用铜制成的B.A 管是用铝制成的，B 管是用胶木制成的C.A 管是用胶木制成的，B 管是用塑料制成的D.A 管是用胶木制成的，B 管是用铝制成的答案 AD7.扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌.为了有效隔离外界振动对STM 的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图4所示.无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是( )图4答案 A解析 紫铜薄板上下及左右振动，都存在磁通量变化的为选项A 所示方案.8.(多选)磁电式仪表的线圈通常用铝框做骨架，把线圈围绕在铝框上，这样做的目的是( )A.防止涡流而设计的B.利用涡流而设计的C.起电磁阻尼的作用D.起电磁驱动的作用答案 BC解析线圈通电后，在安培力作用下发生转动，铝框随之转动，并切割磁感线产生感应电流，也就是涡流.涡流阻碍线圈的转动，使线圈偏转后尽快停下来.所以，这样做的目的是利用涡流来起电磁阻尼的作用.9.如图5所示，磁极远离和靠近圆环时产生的现象正确的是 ( )图5A.图中磁铁N极接近A环时，A环被吸引，而后被推开B.图中磁铁N极远离A环时，A环被排斥，而后随磁铁运动C.用磁铁N极接近B环时，B环被排斥，远离磁铁运动D.用磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被排斥答案 D解析根据楞次定律，感应电流在回路中产生的磁通量总是阻碍原磁通量的变化，所以用磁铁的任意一磁极接近A环时，A环均被排斥；由于B环不是闭合回路，因此没有感应电流.10.如图6所示，闭合导线圆环和条形磁铁都可以绕水平的中心轴OO′自由转动，开始时磁铁和圆环都静止在竖直平面内，若条形磁铁突然绕OO′轴，N极向纸里，S极向纸外转动，在此过程中，圆环将 ( )图6A.产生逆时针方向的感应电流，圆环上端向里、下端向外随磁铁转动B.产生顺时针方向的感应电流，圆环上端向外、下端向里转动C.产生逆时针方向的感应电流，圆环并不转动D.产生顺时针方向的感应电流，圆环并不转动答案 A解析磁铁开始转动时，环中穿过环向里的磁通量增加，根据楞次定律，环中产生逆时针方向的感应电流.磁铁转动时，为阻碍磁通量的变化，圆环与磁铁同向转动，所以选项A正确.11.如图7所示，在一蹄形磁铁下面放一个铜盘，铜盘和磁铁均可以绕OO′轴自由转动，两磁极靠近铜盘，但不接触.当磁铁绕轴转动时，铜盘将( )图7A.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.静止不动答案 B12.(多选)位于光滑水平面上的小车上放置一螺线管，一个比螺线管长的条形磁铁沿着螺线管的轴线以初速度v水平穿过，如图8所示，在此过程中( )图8A.磁铁做匀速直线运动B.磁铁做减速运动C.小车向右做加速运动D.小车先加速后减速答案BC解析磁铁水平穿入螺线管时，管中将产生感应电流，由楞次定律知该电流产生的磁场阻碍磁铁的运动.同理，磁铁穿出时该电流产生的磁场也阻碍磁铁的运动，故整个过程中，磁铁做减速运动，B项对.而对于小车上的螺线管来说，在此过程中，螺线管受到的安培力都是水平向右，这个安培力使小车向右一直做加速运动，C项对.。
高中物理 第1章 电磁感应与现代生活 6 涡流现象与电磁灶 随堂演练巩固提升课件 沪教版选修3-2
9．如图所示，光滑金属球从高 h 的曲面滚 下，又沿曲面的另一侧上升，设金属球初 速度为零，曲面光滑，则( ) A．若是匀强磁场，球滚上的高度小于 h B．若是匀强磁场，球滚上的高度等于 h C．若是非匀强磁场，球滚上的高度等于 h D．若是非匀强磁场，球滚上的高度小于 h
解析：选 BD．若是匀强磁场，则穿过球的磁通量不发生变化， 球中无涡流，机械能没有损失，故球滚上的高度等于 h，选 项 A 错，B 对；若是非匀强磁场，则穿过球的磁通量发生变 化，球中有涡流产生，机械能转变为内能，故球滚上的最大 高度小于 h，选项 C 错，D 对．
解析：选 D．电磁灶都是用家用交流电工作的，工频电磁灶 就是直接用 50 Hz 的电流工作，而不是用高频交变电流工作 的，故 A 错误；高频电磁灶由加热线圈、灶面板、控制保护 电路组成．通过电子开关，可以使加热线圈中产生高频率振 荡电流，从而再使锅体内产生涡电流，用以加热食物．而不 是直接用加热线圈去加热锅体内食物，故 B 错误；电磁灶是 利用电磁感应现象产生涡流，而微波炉是利用电磁场产生电 磁波，故 C 错误；电磁灶都是利用电磁感应产生的涡电流的 下列哪种锅体适用于电磁
灶加热( )
A．不锈钢锅体
B．玻璃锅体
C．塑料锅体
D．陶瓷锅体
解析：选 A．因为加热原理是涡流，首先考虑锅体应该是导 体，只有导体才能产生较强的涡流，这里不考虑食物本身产 生涡流，食物的导电性能太差了．
3．如图所示，在光滑绝缘水平面上，有一 铝质圆形金属球以一定的初速度通过有界 匀强磁场，则从球开始进入磁场到完全穿 出磁场过程中(磁场宽度大于金属球的直径)，小球( ) A．整个过程做匀速运动 B．进入磁场过程中球做减速运动，穿出过程中球做加速运动 C．整个过程都做匀减速运动 D．穿出时的速度一定小于初速度
2019版高中物理 第1章 电磁感应与现代生活 1.6 涡流现象与电磁灶学案 沪科版选修3-2
1.6 涡流现象与电磁灶[目标定位] 1.能说出涡流的产生原因及涡流的防止和利用.2.了解电磁灶的工作原理.一、涡流 演示涡流生热实验在一个绕有线圈的可拆变压器铁心上面放一口小铁锅(如图1)，锅内放少许水，给线圈通入交变电流一段时间.再用玻璃杯代替小铁锅，通电时间相同.图1分析上面实验结合教材内容回答下列问题： (1)铁锅和玻璃杯中的水温有什么不同？ (2)试着解释这种现象.答案 (1)通电后铁锅中的水逐渐变热，玻璃杯中的水温不变化(忽略热传导).(2)线圈接入周期性变化的电流，某段时间内，若电流变大，则其磁场变强，变化的磁场激发出感生电场，小铁锅(导体)可以看作是由许多闭合线圈组成的，在感生电场作用下，这些线圈中产生了感生电动势，从而产生涡旋状的感应电流，由于导体存在电阻，当电流在导体中流动时，就会产生电热，则锅中的水会热起来.而玻璃当中虽然也会产生感生电场，但没有自由移动的电荷，故不会产生电流，也不会产生电热，则玻璃杯中的水温没有变化. [要点总结]1.涡流：整块导体中的磁通量发生变化时，导体中产生的涡旋状的感应电流叫做涡电流，简称涡流.2.磁场变化越快(ΔBΔt 越大)，导体的横截面积S 越大，导体材料的电阻率越小，形成的涡流就越大.3.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. 4.产生涡流时的能量转化(1)金属块在变化的磁场中，磁场能转化为电能，最终转化为内能.(2)金属块进出磁场或在非匀强磁场中运动，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.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2A.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答案AD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A项对，B项错；工件上各处电流相同，电阻大处产生的热量多，故C项错，D项对.例2(多选)如图3所示，闭合金属环从光滑曲面上h高处滚下，又沿曲面的另一侧上升，设环的初速度为零，摩擦不计，曲面处在图中磁场中，则( )图3A.若是匀强磁场，环上升的高度小于hB.若是匀强磁场，环上升的高度等于hC.若是非匀强磁场，环上升的高度等于hD.若是非匀强磁场，环上升的高度小于h答案BD解析若磁场为匀强磁场，穿过环的磁通量不变，不产生感应电流，即无机械能向电能转化，机械能守恒，故A 错误，B正确；若磁场为非匀强磁场，环内要产生电能，机械能减少，故C错误，D正确.二、无火之灶——电磁灶如图4所示是某电磁灶的工作原理图，下面是某一品牌电磁灶的说明书上的部分内容：“电磁灶是采用磁场感应涡流加热原理，它利用电流通过线圈产生磁场，当磁场内的磁感线通过含铁质锅底部时，即会产生无数的小涡流，使锅体本身自行快速发热，然后再加热锅内食物.电磁灶工作时产生的电磁波，完全被线圈底部的屏蔽层和顶板上的含铁质锅所吸收，不会泄漏，对人体健康绝对无危害.”回答下列问题：(1)涡流产生在哪里？(2)产生涡流的部分和引起涡流的部分是否接触？(3)电磁灶的表面(陶瓷)在电磁灶工作时会不会发热？图4答案(1)涡流产生在铁质锅底部.(2)产生涡流的部分和引起涡流的部分不接触.(3)从理论上讲，由于电磁灶表面是陶瓷做成，所以在电磁灶工作时不会发热.[要点总结]电磁灶的原理：电磁灶的面板下布满了金属导线缠绕的线圈.当通上交替变化极快的交变电流时，在面板与铁锅底之间产生强大的交变磁场；磁感线穿过锅体，使锅底感应出大量的强涡流，当涡流受到材料电阻的阻碍时，就放出大量的热，将饭菜煮熟.例3(多选)电磁灶采用感应电流(涡流)的加热原理，是通过电子线路产生交变磁场，把铁锅放在灶面上时，在铁锅底部产生交变的电流，它具有升温快、效率高、体积小，安全性好等优点.下列关于电磁灶的说法中正确的是( )A.电磁灶面板可采用陶瓷材料，发热部分为铁锅底部B.电磁灶可以用陶瓷器皿作为锅具对食品加热C.可以通过改变电子线路的频率来改变电磁灶的功率D.电磁灶面板可采用金属材料，通过面板发热加热锅内食品答案AC解析电磁灶的上表面如果用金属材料制成，使用电磁灶时，上表面材料发生电磁感应要损失电能，所以电磁炉上表面要用绝缘材料制作，发热部分为铁锅底部，故A正确，B、D错误；锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关，故C正确.三、电磁阻尼和电磁驱动1.电磁阻尼图5弹簧上端固定，下端悬挂一根磁铁.将磁铁托起到某一高度后放开，磁铁能上下振动较长时间才停下来.如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈，使磁铁上下振动时穿过它(如图5所示)，磁铁就会很快停下来，解释这个现象. 答案当磁铁穿过固定的闭合线圈时，在闭合线圈中会产生感应电流，感应电流的磁场会阻碍磁铁靠近或离开线圈，也就使磁铁振动时除了受空气阻力外，还受线圈的磁场阻力，克服阻力需要做的功较多，弹簧振子的机械能损失较快，因而会很快停下来.2.电磁驱动一个闭合线圈放在蹄形磁铁的两磁极之间，如图6所示，蹄形磁铁和闭合线圈都可以绕OO′轴转动.当蹄形磁铁顺时针转动时线圈也顺时针转动，当磁铁逆时针转动时线圈也逆时针转动.根据以上现象，回答下列问题：图6(1)蹄形磁铁转动时，穿过线圈的磁通量是否变化？(2)线圈转动起来的动力是什么力？线圈的转动速度与磁铁的转动速度相同吗？答案(1)变化.(2)线圈内产生感应电流受到安培力的作用，安培力作为动力使线圈转动起来.线圈的转速小于磁铁的转速. [要点总结]电磁阻尼与电磁驱动的区别与联系1.电磁阻尼中安培力的方向与导体运动方向相反，阻碍导体运动；电磁驱动中导体受安培力的方向与导体运动方向相同，推动导体运动.2.电磁阻尼中克服安培力做功，其他形式的能转化为电能，最终转化为内能；电磁驱动中由于电磁感应，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而对外做功.3.电磁阻尼与电磁驱动现象中安培力的作用效果均为阻碍相对运动，应注意电磁驱动中导体的运动速度要小于磁场的运动速度.例4如图7所示，上端开口、内壁光滑的铜管P和塑料管Q竖直放置.小磁块先后在两管中从相同高度处由静止释放，并落至底部，则小磁块(不计空气阻力)( )图7A.在P和Q中都做自由落体运动B.在两个下落过程中的机械能都守恒C.在P中的下落时间比在Q中的长D.落至底部时在P中的速度比在Q中的大答案 C解析小磁块下落过程中，在铜管P中产生感应电流，小磁块受到向上的磁场力，不做自由落体运动，而在塑料管Q中只受到重力，在Q中做自由落体运动，故选项A错误；根据功能关系知，在P中下落时，小磁块机械能减少，在Q中下落时，小磁块机械能守恒，故选项B错误；在P中加速度较小，在P中下落时间较长，选项C正确；由于在P中下落时要克服磁场力做功，机械能有损失，故落至底部时在P中的速度比在Q中的小，选项D错误. 例5(多选)如图8所示，蹄形磁铁和矩形线圈均可绕竖直轴OO′转动.从上向下看，当磁铁逆时针转动时，则( )图8A.线圈将逆时针转动，转速与磁铁相同B.线圈将逆时针转动，转速比磁铁小C.线圈转动时将产生大小、方向周期性变化的电流D.线圈转动时感应电流的方向始终是abcda答案BC解析当磁铁逆时针转动时，相当于磁铁不动而线圈顺时针旋转切割磁感线，线圈中产生大小、方向周期性变化的电流，故C对，D错；由楞次定律可知，线圈将与磁铁同向转动，但转速一定小于磁铁的转速.如两者的转速相同，磁感线与线圈处于相对静止状态，线圈不切割磁感线，无感应电流产生，故A错，B对.1.(涡流的防止)(多选)变压器的铁心是利用薄硅钢片叠压而成的，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.增大铁心中的电阻，以产生更多的热量D.增大铁心中的电阻，以减小发热量答案BD解析不使用整块硅钢而是采用很薄的硅钢片叠压，这样做的目的是增大铁心中的电阻，减少电能转化成铁心的内能，提高效率，而且是为了防止涡流而采取的措施.2.(对电磁灶工作原理的理解)熔化金属的一种方法是用“高频炉”，它的主要部件是一个铜制线圈，线圈中有一坩锅，锅内放待熔的金属块，当线圈中通以高频交流电时，锅中金属就可以熔化，这是因为( )A.线圈中的高频交流电通过线圈电阻，产生焦耳热B.线圈中的高频交流电产生高频微波辐射，深入到金属内部，产生焦耳热C.线圈中的高频交流电在坩锅中产生感应电流，通过坩锅电阻产生焦耳热D.线圈中的高频交流电在金属块中产生感应电流，通过金属块电阻产生焦耳热答案 D解析线圈中的高频交流电通过线圈，从而产生变化的磁场，使得处于变化磁场中的金属块产生涡流，进而发热，故A、B、C错误，D正确；故选D.3.(对电磁阻尼的理解与应用)如图9所示，条形磁铁用细线悬挂在O点.O点正下方固定一个水平放置的铝线圈.让磁铁在竖直面内摆动，下列说法中正确的是( )图9A.磁铁左右摆动一次，线圈内感应电流的方向改变2次B.磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用C.磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力D.磁铁所受到感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力答案 C解析磁铁向下摆动时，根据楞次定律，线圈中产生逆时针方向感应电流(从上往下看)，并且磁铁受到感应电流对它的作用力为阻力，阻碍它靠近；磁铁向上摆动时，根据楞次定律，线圈中产生顺时针方向感应电流(从上往下看)，磁铁受感应电流对它的作用力仍为阻力，阻碍它远离，所以磁铁在左右摆动一次过程中，电流方向改变3次，感应电流对它的作用力始终是阻力，只有C项正确.4.(对电磁驱动的理解)(多选)1824年，法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验”.实验中将一铜圆盘水平放置，在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针，如图10所示.实验中发现，当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时，磁针也随着一起转动起来，但略有滞后.下列说法正确的是( )图10A.圆盘上产生了感应电动势B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C.在圆盘转动的过程中，磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流，此电流产生的磁场导致磁针转动答案AB。
电磁感应现象与涡流应用知识点总结
电磁感应现象与涡流应用知识点总结在物理学的广阔领域中，电磁感应现象和涡流应用是极为重要的概念，它们不仅在理论研究中具有关键地位，而且在实际生活和工业生产中发挥着巨大的作用。
首先，我们来理解一下电磁感应现象。
电磁感应现象是指当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中就会产生感应电流。
这就好像是磁场和电路之间的一种“交流”，磁场的变化“通知”了电路，让电路做出了产生电流的反应。
磁通量的变化可以由多种方式引起。
比如说，导体在磁场中做切割磁感线运动，这就像一把刀在磁感线这块“蛋糕”上切来切去，从而改变了通过闭合回路的磁通量。
再比如，磁场本身的强弱发生变化，或者磁场的方向改变，也都能导致磁通量的变化，进而引发电磁感应现象。
电磁感应定律则定量地描述了感应电动势的大小。
法拉第电磁感应定律告诉我们，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
这个定律为我们计算感应电动势提供了重要的依据。
那么，产生的感应电流会有什么样的特点呢？感应电流的方向可以用楞次定律来判断。
楞次定律就像是一个“交通规则”，它指出感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化。
简单来说，如果磁通量增加，感应电流产生的磁场就会“抵抗”这种增加；如果磁通量减少，感应电流产生的磁场就会“弥补”这种减少。
接下来，我们说一说涡流。
涡流是一种特殊的电磁感应现象，当块状金属在变化的磁场中，或者在磁场中运动时，金属块内部会产生感应电流。
这些电流在金属块内部自成闭合回路，就像水中的漩涡一样，所以被称为涡流。
涡流在生活中有很多应用。
比如，电磁炉就是利用涡流的原理来加热食物的。
电磁炉内部有一个线圈，当通上交流电时，会产生变化的磁场。
放在电磁炉上的铁锅由于是金属材质，在变化的磁场中就会产生涡流。
涡流使铁锅自身发热，从而实现对锅内食物的加热。
这种加热方式高效、清洁，而且便于控制温度。
另外，在金属探测器中也用到了涡流。
当探测器靠近金属物体时，金属物体中产生的涡流会改变探测器的磁场，从而被检测到。
2019_2020学年高中物理第一章电磁感应67涡流(选学)课件教科版
在 S 闭合瞬间，L2 灯立即亮起来，L1 亮一下后再渐渐熄灭(当抽掉铁芯
灯逐渐变亮，最终一样亮
后，重做实验，断开开关 S 时，会
看到 LA 灯马上熄灭)
通电自感
断电自感
由于开关闭合时，流过电 断开开关 S 时，流过线圈 L 的电流减小，产
感线圈的电流迅速增大， 生自感电动势，阻碍电流的减小，使电流继
[答案] AC
自感电动势的两个特点 (1)自感电动势阻碍自身电流的变化，但不能阻止，且自感电动势阻碍自身电流变化 的结果，会对其他电路元件的电流产生影响． (2)自感电动势的大小跟自身电流变化的快慢有关，电流变化越快，自感电动势越大．
1．关于自感现象，正确的说法是( ) A．感应电流一定和原来的电流方向相反 B．对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈产生的自感电动势也越大 C．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈的自感系数也越大 D．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势也越大
[判断] (1)线圈中产生的自感电动势较大时，其自感系数一定较大．( ) (2)对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感电动势也较大．( ) (3)自感系数由线圈自身因素决定，与自感电动势大小及通电电流变化无关．( )
提示：(1)× (2)√ (3)√
三、自感的典型应用——日光灯 按如图所示连接日光灯电路．
[解析] 闭合开关 S 时，由于 L 是一个自感系数较大的线圈，产生反向的自感电动 势阻碍电流的变化，所以 I2 开始很小，随着电流达到稳定，自感作用减小，I2 开始 逐渐变大．闭合开关 S 时，由于线圈阻碍作用很大，路端电压较大，随着自感作用 减小，路端电压减小，所以 R1 上的电压逐渐减小，电流逐渐减小，故 A、C 正确．
[解析] 由于灯泡 LA 与线圈 L 串联，灯泡 LB 与电阻 R2 串联，当 S 闭合的瞬间，通 过线圈的电流突然增大，线圈产生自感电动势，阻碍电流的增加，所以 LB 比 LA 先 亮，A、B 项错误；由于 LA 所在的支路电阻阻值偏小，故稳定时电流大，即 LA 更 亮一些；当 S 断开的瞬间，线圈产生自感电动势，在两灯组成的串联电路中，电流 从线圈中电流开始减小，即从 IA 减小，故 LA 慢慢熄灭，LB 闪亮后才慢慢熄灭，C 错误，D 正确． [答案] D
电磁感应定律与涡流知识点总结
电磁感应定律与涡流知识点总结在物理学中，电磁感应定律和涡流是非常重要的概念，它们在许多领域都有着广泛的应用，从发电到电子设备，从交通到工业生产等等。
接下来，让我们一起深入了解一下这两个关键的知识点。
一、电磁感应定律电磁感应定律是指当穿过闭合电路的磁通量发生变化时，电路中就会产生感应电动势。
如果电路是闭合的，就会产生感应电流。
这个定律是由迈克尔·法拉第发现的。
那么，什么是磁通量呢？磁通量可以简单理解为通过某一面积的磁感线的条数。
其计算公式为：Φ ＝B·S·cosθ，其中 B 是磁感应强度，S 是面积，θ 是 B 与 S 法线方向的夹角。
当磁通量发生变化时，产生的感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
用公式表示就是：E ＝nΔΦ/Δt ，其中 n 是线圈的匝数。
电磁感应定律有多种表现形式。
比如，当导体在磁场中做切割磁感线运动时，也会产生感应电动势。
此时，感应电动势的大小可以用 E＝ BLv 来计算，其中 L 是导体在磁场中切割磁感线的有效长度，v 是导体运动的速度。
电磁感应定律的应用非常广泛。
发电机就是基于电磁感应定律工作的。
在发电机中，通过转动线圈，使其在磁场中不断切割磁感线，从而产生感应电动势，向外输出电能。
二、涡流涡流是指当块状金属在变化的磁场中，或者在磁场中运动时，在金属内部会产生感应电流。
这些感应电流在金属块内自成闭合回路，就像水中的漩涡一样，所以被称为涡流。
涡流具有热效应和磁效应。
由于涡流在金属内部流动时会产生电阻，从而导致电能转化为热能，这就是涡流的热效应。
利用涡流的热效应，可以制成高频感应炉来冶炼金属，还可以用于电磁炉加热食物等。
然而，涡流也并非总是有益的。
在变压器、电机等设备中，涡流会导致能量损耗和发热，降低设备的效率和使用寿命。
为了减少涡流的影响，通常会采用一些措施，比如将铁芯做成相互绝缘的薄片叠合而成。
三、电磁感应定律与涡流的关系电磁感应定律是涡流产生的理论基础。
高中物理涡流
高中物理涡流
涡流现象是一种非常特殊的现象，它在物理世界中具有着广泛的应用。
在车间中，涡流现象常常用来检测金属材料的缺陷与损伤；在实验室中，涡流现象则被利用来研究物质的特性。
涡流现象发生的机制十分复杂，下面我们将对这个问题进行一些详细的介绍。
涡流现象的机制
涡流现象是由于磁感应线在金属中引起的感应电流产生的。
如果在一个金属块内部产生了交变磁场，那么就会在块内部产生涡流。
由于涡流是由磁场创造的，所以在外部磁场消失后，涡流也会逐渐消失。
涡流现象的特征
涡流现象有几个非常显著的特征，下面我们将一一介绍：
1. 接触面上会出现电压，这个电压的大小与涡流的大小成正比。
2. 涡流越大，金属内部损耗的能量也就越大。
3. 涡流的方向是垂直于磁场方向的。
4. 金属的电导率越高，产生的涡流也就越大。
应用涡流现象的场合
关于涡流现象的应用，下面我们将会介绍几个典型的场合：
1. 金属检测：利用涡流现象可以检测金属材料中的缺陷和损伤，使得
金属检测变得更加可靠。
2. 涡流制动：涡流制动可以在短时间内减缓高速运动物体的运动速度，使得这些物体可以更加平稳地停下来。
3. 涡流加热：涡流可以产生废热，这种废热可以被利用来加热或者熔
化金属材料。
总之，涡流现象在物理学领域有着广泛的应用。
例如在工业领域，涡
流现象常常被用于材料检测和热处理；在实验室中，涡流现象可以被
用于研究材料的电学性质和热学性质。
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2019-2020年高中物理第1章电磁感应与现代生活 1.6 涡流现象与电
磁灶课后训练沪科版选修3-2
1．对涡流理解正确的是( )。
A．涡流中的电流是由电源直接提供的B．涡流产生的原理是电磁感应
C．只有金属导体才能产生涡流D．只要导体面内磁场发生变化就能产生涡流2．如图所示，A、B为大小形状均相同且内壁光滑、使用不同材料做成的圆管，竖直固定在相同的高度，两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面。
下面关于两管的描述中可能正确的是( )。
A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的
B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的
C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的
D．A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的
3．麦克风是常用的一种电子设备，它的内部就是一个小型传感器，把声音信号转变成电信号。
它的种类比较多，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，该线圈处在柱形永磁体的辐射状磁场中，当声音使膜片振动时，就能将声音信号转变成电信号，下列说法正确的是( )。
A．该传感器是根据电流的磁效应工作的
B．该传感器是根据电磁感应现象工作的
C．膜片振动时，线圈内不会产生感应电流
D．膜片振动时，线圈内会产生感应电流
4．如图所示，非磁性弹簧上端固定，下端系一铜球，整个装置在磁铁磁极的正上方，当启动振动系统做上下振动时，不计空气阻力。
关于铜球的运动，以下说法中正确的是( )。
A．铜球做等幅振动，系统机械能守恒B．铜球做等幅振动，系统机械能不守恒C．铜球做减幅振动，系统机械能守恒D．铜球做减幅振动，系统机械能不守恒5．异步电动机模型如图所示，蹄形轻磁铁和矩形线框abcd均可绕竖直轴转动。
现使线框沿逆时针方向保持匀速转动(从上往下看)，则磁铁的运动情况是( )。
A．磁铁沿逆时针方向(从上往下看)转动 B．磁铁沿顺时针方向(从上往下看)转动
C．磁铁由静止开始一直加速转动D．磁铁先由静止开始加速转动，后匀速转动6．如图所示，闭合小金属环从高为h的光滑曲面上无初速滚下，又沿曲面的另一侧上升，若图中磁场为匀强磁场，则环上升的高度________h；若为非匀强磁场，则环上升的高度应________h(填“＞”“＝”或“＜”)。
7．如图所示为阻尼摆的示意图，在轻质杆上固定一金属薄片，轻质杆可绕上端O点轴在竖直面内转动，一水平有界磁场垂直于金属薄片所在的平面。
使摆从图中实线位置释放，摆很快就会停止摆动；若将摆改成梳齿状，还是从同一位置释放，摆会摆动较长的时间。
试定性分析其原因。
8．如图所示，质量为m＝100 g的铝环，用细线悬挂起来，环中央距地面高度h＝0.8 m，有一质量为M＝200 g的小磁铁(长度可忽略)，以10 m/s的水平速度射入并穿过铝环，落地点距铝环原位置的水平距离为 3.6 m，则磁铁与铝环发生相互作用时(小磁铁穿过铝环后的运动看做平抛运动)：
(1)铝环向哪边偏斜？
(2)若铝环在磁铁穿过后速度为 2 m/s，在磁铁穿过铝环的整个过程中，环中产生了多少电能？(g取10 m/s2)
参考答案
1.答案：BD
解析：处在磁场中的导体，只要磁场变化就会引起导体中的磁通量的变化，导体中就有感应电动势，这一电动势在导体内部构成回路，导体内就有感应电流，原理就是电磁感应，故A错B对。
严格地说，在变化的磁场中的一切导体内都有涡流产生，只是涡电流的大小有区别，以至一些微弱的涡电流就被我们忽视了，故C错D对。
2.答案：AD
解析：穿过B管的小球后落地，说明在通过圆筒时受到了阻碍，由于圆筒光滑，该阻碍只有感应电流磁场与引起感应电流的磁场间的阻碍，即B圆管中产生了感应电流，为金属管；穿过A管的小球没有受到阻碍，A管为非金属管．选项A、D正确。
3.答案：BD
解析：当声音使膜片振动时，膜片后的金属线圈随之振动，线圈就会切割永磁体磁场的磁感线，产生感应电流，声音的强弱不同，产生的感应电流的强弱也就不同，从而将声音信号转变成电信号，这就是电磁感应现象．所以选项B、D正确。
4.答案：D
解析：铜球振动过程中，球内会有涡流产生，涡流会在铜球内产生电热，消耗机械能，因此说，系统机械能不守恒，铜球做减幅振动。
5.答案：AD
解析：刚开始，由于磁铁静止，线框匀速转动，它们之间存在相对运动，因而在线框中产生感应电流．根据楞次定律可知，当线框中产生感应电流时，它阻碍磁铁与线框间的相对运动，因而磁铁与线框同方向转动，而且磁铁逐渐加速转动，只要磁铁的转速比线框的转速小，上述电磁感应现象一直存在，直到磁铁转速加大到与线框转速相等时，它们处于相对静止，此时线框中无电磁感应现象产生，线框和磁铁一起匀速转动．
6.答案：＝＜
解析：若磁场为匀强磁场，则小金属环中无感应电流，所以小金属环的机械能守恒；若磁场为非匀强磁场，则小金属环中磁通量发生变化，产生感应电流，所以小金属环的机械能通过感应电流做功转化为内能。
7.答案：第一种情况下，阻尼摆进入有界磁场后，在摆中会形成涡流，涡流受磁场的阻碍作用，会很快停下来；第二种情况下，将金属摆改成梳齿状，阻断了涡流形成的回路，从而减弱了涡流，受到的阻碍会比先前小得多，所以会摆动较长的时间。
8.答案：(1)铝环向右偏(2)1.7 J
解析：(1)由楞次定律可知，当小磁铁向右运动时，铝环向右偏斜(阻碍相对运动)。
(2)由能量守恒可得：由磁铁穿过铝环飞行的水平距离可求出穿过后的速度v
m/s＝9 m/s，
W电＝Mv02－Mv2－mv′2＝1.7 J。