涡流现象与电磁灶-课件

核心要点突破
一、探究涡流现象 1．涡流 整块金属处于变化的磁场中或切割磁感线时，在 金属块内部形成闭合回路，从而形成像旋涡状的 感应电流，这种电流叫做涡电流，简称涡流． 2．涡流的两种效应及应用 (1)涡流的热效应：利用涡流在回路中产生的热量 冶炼金属的高频炉；家庭中使用的电磁灶． (2)涡流的磁效应：利用涡流所产生的磁场进行电 磁阻尼和电磁驱动．
图1－6－3
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
(1)在用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)： ①________________. ②________________. ③________________. (2)电磁炉所用的锅不能用陶瓷锅、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？
3．涡流的本质 在理解涡流时，要注意涡流的本质是由于电磁 感应而产生的，它的产生仍然符合感应电流产 生的条件(有磁通量的改变，具体形式是有磁场 的变化或导体切割磁感线)，特殊之处在于感应 电流不是在线状回路中产生的，而是在块状金 属中产生的．
4．对涡流的理解 要注意到涡流产生的特点，从而理解涡流的两种 效应的应用．涡流是在金属块内部产生的，因而 加热电路无需和被加热材料直接接触，起到感应 加热的作用．另外金属的电阻率一般较低，故而 涡电流的强度一般很大，因而热效应和磁效应很 明显，所以在应用时要特别重视．
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 2.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
电磁驱动和电磁阻尼现象的分析
例3 (2011年咸阳高二检测)如图1－6－4所示， 蹄形磁铁的两极之间放置一个线圈abcd，磁铁和 线圈都可以绕OO′轴转动，线圈的运动情况是 () A．俯视，线圈顺时针转动，转速与磁铁相同 B．俯视，线圈逆时针转动，转速与磁铁相同 C．线圈与磁铁转动方向相同，但转速小于磁铁 的转速 D．线圈静止不动
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．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 生的涡电流的热效应工作的，故D正确．
即时应用 (即时突破，小试牛刀) 1.以下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 穿过导体的磁通量发生变化而产生的 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：选A.根据涡流的产生原因(变化磁场中的 金属块、电流变化的线圈附近的导体中都产生 涡流)知：涡流就是平时常见的感应电流，是因 为穿过导体的磁通量发生变化而产生的，符合 感应电流产生的原因，所以A正确，B错误。涡 流和其他电流一样，也有热效应和磁效应，C 错误．硅钢的电阻率大，产生的涡流较小，不 是不能产生涡流，D错误．
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15、最具挑战性的挑战莫过于提升自 我。。2021年3月2021/3/42021/3/42021/3/43/4/2021
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16、业余生活要有意义，不要越轨。2021/3/42021/3/4Marc h 4, 2021
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17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。2021/3/42021/3/42021/3/42021/3/4
电磁炉的特点是：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，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烹饪器都 适用．对于锅的选择，方法很简单，只要锅底能 被磁铁吸引的就能用．适合放在电磁炉上的烹饪 器有不锈钢锅、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．
【精讲精析】 (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 电阻率小，电热少， 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 效应加热食物．
【答案】 见精讲精析 【方法总结】 此类题目属于信息题，阅读量 较大，对学生在阅读中提取信息的能力要求较 高，因此解答此类问题时，一定要认真，在阅 读中发现问题，在阅读中分析问题，在阅读中 解决问题，在阅读中找到答案，在阅读中得出 结论．
图1－6－4
【思路点拨】
磁铁转动
→
线圈abcd内 磁通量变化
线圈中产 线圈受电磁 → 生涡流 → 驱动作用
【自主解答】 当磁铁转动时，由楞次定律知， 线圈中有感应电流产生，以阻碍磁通量的增加， 即感应电流的方向必定是使其受到的力矩的方向 与磁铁转动方向相同，以阻碍磁通量的增加，因 而线圈跟着转起来，但转速小于磁铁的转速． 【答案】 C
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9、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。2021/3/42021/3/4T hursday, March 04, 2021
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10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。2021/3/42021/3/42021/3/43/4/2021 12:12:45 PM
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11、越是没有本领的就越加自命不凡 。2021/3/42021/3/42021/3/4M ar-214- Mar-21
课堂互动讲练
涡流的产生及利用
例1 图1－6－2是利用高频交流电焊接自行车零 件的原理示意图，其中外圈A是通高频交变电流的 线圈，B是自行车零件，a是待焊接口，焊接时接 口两端接触在一起．当A中通有交变电流时B中会 产生感应电流，使得接口处金属熔化焊接起来． (1)试分析说明，焊接的快慢与交变电流的频率有 什么关系？ (2)试解释说明，为什么焊接过程中，接口a处被熔 化而零件的其他部分并不很热？
二、电磁灶的原理及优点 1．电磁灶的工作原理 电磁灶的台面下布满了金属导线缠绕的线圈．当 线圈中通有交替变化极快的交流电时，在台板上 与铁锅底之间产生强大的交变磁场；磁感线穿过 铁锅体，使锅底感应出大量的强涡流，当涡流受 材料电阻的阻碍时，就放出大量的热，将锅内食 物加热．
2．电磁灶的分类 常用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的励磁铁心组成的 工频励磁器．高频电磁灶主体部件由加热线圈、 控制保护电路组成． 3．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．
2．高频电磁灶 (1)结构：由_加__热__线__圈___、_灶_面__板______、 _控__制__保_护__电__路_____三部分组成． (2)工作原理：50 Hz的交流电经过整流和滤波变 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20 kHz～50 kHz的 _高__频__振__荡_电__流_____，从而产生高频磁场使锅内产 生涡流，加热食品．
课堂互动讲练
知能优化训练
课前自主学案
一、探究涡电流现象 1.如图1－6－1所示，当线圈中通有交变电流时， 铁心中这些回路的磁通量就会发生变化，从而在铁 心内产生感应电流．这种感应电流涡呈旋______状， 所以叫做涡电流，又涡叫流_____． 由于整块金属的电阻_很__小___，所以涡电流常常 _很__大___．涡电流会引起铁心发热，这不仅损耗了 大量的电能，而且还可能烧坏设备． 2．变压器和镇流器的铁心通常用涂有绝缘漆的 __薄_硅__钢__片___叠压制成，而不是用一__整__块__铁____制成， 其原因是为了__减__小__涡_电__流_____．
电磁灶原理分析
例2 (2011年上海高二检测)我们用来做煮食的 炉子有各种各样的款式，它们的工作原理各不相 同．有以天然气、液化石油气等作燃料的，例如 天然气炉；还有以直接的电热方式加热的，例如 电饭锅；下面介绍的是以电磁感应原理生热的电 磁炉．
如图1－6－3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，从而起到加热物体的作用．
图1－6－1
思考感悟 涡流是在整块金属中产生的涡旋状电流，是否遵 循法拉第电磁感应定律？ 提示：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．
二、无火之灶——电磁灶 1．工频电磁灶 (1) 结 构 ： 由 烹 调 锅 、 灶 面 板 及 工 频 励 磁 器 构 成．工频励磁器励由磁__线_圈_______励_磁和铁__心_________ 构成． (2)工作原理：在两组线圈中分别通过电50能Hz的电 流iA和iB，从而在锅体中产生涡流，______在锅 体中转化为热能以加热食品．
变式训练 磁电式仪表的线圈通常用铝框当骨架， 把线圈绕在铝框上，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 解析：选BC.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， 就是涡流．涡流阻碍线圈的转动，使线圈偏转后较 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．
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12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人 的错儿 。2021/3/42021/3/42021/3/4T hursday, March 04, 2021