涡流现象与电磁灶教案
涡流现象与电磁灶教案
涡流现象与电磁灶教案一、教学目标1. 让学生了解涡流的定义和产生条件。
2. 让学生掌握涡流的热效应及其应用。
3. 让学生了解电磁灶的工作原理。
4. 培养学生的实验操作能力和问题解决能力。
二、教学内容1. 涡流的定义和产生条件2. 涡流的热效应及其应用3. 电磁灶的工作原理4. 涡流在实际应用中的例子三、教学重点与难点1. 教学重点：涡流的定义、产生条件、热效应及其应用，电磁灶的工作原理。
2. 教学难点：涡流的产生条件和电磁灶的工作原理。
四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法，引导学生思考涡流的产生和应用。
2. 通过实验演示，让学生直观地了解涡流现象。
3. 利用多媒体课件，形象地展示电磁灶的工作原理。
五、教学准备1. 实验器材：电磁炉、铜线圈、铁芯、热电偶、温度计等。
2. 教学课件：涡流现象与电磁灶的工作原理。
教案内容请参考下述格式：【引入】通过生活中的实例，让学生感受到涡流现象的存在，激发学生的学习兴趣。
例如，讲解电吹风工作时，涡流的热效应使其产生热量，从而吹干头发。
【讲解】1. 涡流的定义和产生条件涡流是指在导体内部产生的闭合电流，其方向与外部磁场变化方向相反。
涡流的产生条件有：（1）导体内部有变化的磁场。
（2）导体与磁场相对运动。
（3）导体具有导电性。
2. 涡流的热效应及其应用涡流的热效应是指涡流在导体内部产生热量。
这种现象在实际应用中广泛存在，如电吹风、电烙铁、电热毯等。
涡流的热效应可以为我们提供热量，也可以用于散热。
3. 电磁灶的工作原理电磁灶是利用涡流的热效应制成的烹饪器具。
其工作原理如下：（1）当电流通过线圈时，产生变化的磁场。
（2）变化的磁场在铁芯内部产生涡流。
（3）涡流在导体内部产生热量，加热食物。
【实验】1. 涡流实验让学生观察铜线圈在通电线圈附近产生涡流的现象，并用热电偶或温度计测量涡流产生的热量。
2. 电磁灶实验让学生使用电磁灶加热食物，观察电磁灶的工作原理。
【巩固】通过课后习题，让学生进一步巩固涡流现象与电磁灶的工作原理。
关于涡流的物理教案
关于涡流的物理教案一、教学目标1.了解涡流的概念、产生条件及其应用。
2.掌握涡流对金属物体的影响及其在生活中的应用。
3.培养学生实验操作能力，提高观察、分析和解决问题的能力。
二、教学重点与难点1.教学重点：涡流的概念、产生条件、应用。
2.教学难点：涡流的产生原理及对金属物体的影响。
三、教学准备1.教具：电磁感应实验装置、金属板、条形磁铁、投影仪等。
2.学具：笔记本电脑、计算器、实验报告等。
四、教学过程第一环节：导入1.利用投影仪展示电磁感应实验装置，引导学生回顾电磁感应现象。
2.提问：电磁感应现象中，磁通量变化是如何引起感应电动势的？第二环节：新课讲解1.讲解涡流的概念：当磁通量变化时，在金属导体中产生的闭合电流称为涡流。
2.讲解涡流的产生条件：金属导体处于变化的磁场中，且磁通量发生变化。
3.讲解涡流的特点：涡流的大小与磁通量变化率成正比，方向与磁场变化方向相反。
4.讲解涡流对金属物体的影响：涡流会在金属导体中产生焦耳热，使金属物体发热。
第三环节：案例分析1.分析案例：金属板在磁场中运动，产生涡流。
2.引导学生观察实验现象，分析涡流的产生原因及对金属物体的影响。
3.组织学生讨论：如何利用涡流为人类服务？第四环节：应用拓展1.介绍涡流的应用：电磁炉、电焊机、电机等。
2.分析涡流在实际应用中的作用：加热、焊接、制动等。
3.鼓励学生思考：如何将涡流应用于其他领域？第五环节：实验探究1.分组进行实验：利用电磁感应实验装置观察涡流的产生及对金属物体的影响。
2.指导学生记录实验数据，分析实验结果。
第六环节：课堂小结2.强调涡流在实际生活中的重要作用，提高学生对物理现象的关注度。
五、课后作业1.复习涡流的概念、产生条件、应用及影响。
六、教学反思1.本节课通过讲解、实验、案例分析等多种教学手段，使学生掌握了涡流的概念、产生条件、应用及影响。
2.学生在实验探究环节积极参与，提高了观察、分析和解决问题的能力。
3.课后作业有助于巩固所学知识，提高学生的实际应用能力。
3.2涡流现象与电磁灶
3．如图所示，在光滑水平面上固定一条形 磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向 运动，如果发现小球做减速运动，则小球的 材料可能是（ CD ）
A．铁 B．木 C．铜 D．铝
交流感应电动机就是利用电磁驱动的 原理工作的。
电磁阻尼与电磁驱动的区别和联系
电磁阻尼是导体相对于磁场运动; 电磁驱动是磁场相对于导体运动. • 两者都是电磁感应现象，都遵循楞次
定律；安培力的作用都是阻碍它们间 的相对运动。
电磁驱动中，线圈转动与磁铁同向，但 转速小于磁铁，即同向异步。
巩固练习
1．如图所示，一块长方形光滑铝板水平放在桌面上， 铝板右端拼接一根与铝板等厚的条形磁铁，一质量
2、产生条件： 穿过金属块的磁通量发生
变化，并且金属块本生构成闭 合回路。
3、特点：
金属电阻率一般很小，产生的涡流很大，从 而产生的热量就很多。
4.涡流的应用：
探测器
机场 安检门
涡流的利用 真空冶炼炉，高频焊接
1、如图所示的真空冶炼炉，利用涡流的热效应 来熔化金属。交流电的频率越高，金属熔炉中的 感应电动势就越大，金属材料的电阻率越小，产 生的涡流热效应就越强。
思考与讨论
为什么磁电式电表的线圈要用铝框做骨架呢？
电学测量仪器要求指针的摆动很快停下来，也是 利用了铝框中产生的涡流，从而通过磁场对这个涡流 的作用力阻碍它们的摆动，使指针能很快地指到示数 的位置上。
磁铁的旋转使线圈跟着转动：
三、电磁驱动
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。
涡流现象与电磁灶教案
涡流现象与电磁灶教案一、教学目标1. 让学生了解涡流现象的产生原理及其在实际生活中的应用。
2. 使学生掌握电磁灶的工作原理，并能够分析其优缺点。
3. 培养学生的实验操作能力和观察能力，提高学生的科学思维能力。
二、教学内容1. 涡流现象的产生原理及其危害与利用。
2. 电磁灶的工作原理及特点。
3. 电磁灶在生活中的应用实例。
三、教学重点与难点1. 涡流现象的产生原理及危害与利用。
2. 电磁灶的工作原理及特点。
四、教学方法1. 采用讲授法讲解涡流现象的产生原理及其危害与利用。
2. 采用实验演示法让学生直观地观察电磁灶的工作原理及特点。
3. 采用案例分析法分析电磁灶在生活中的应用实例。
五、教学准备1. 涡流现象演示实验器材。
2. 电磁灶实物或模型。
3. 相关资料及图片。
教学过程：一、导入新课1. 通过展示电磁炉的图片，引导学生思考电磁炉的工作原理。
2. 提问：“你们知道电磁炉是如何加热的吗？”二、讲解涡流现象的产生原理及其危害与利用1. 讲解涡流现象的产生原理：闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生电流，这种现象叫涡流现象。
2. 讲解涡流现象的危害：涡流现象会导致能量的损失，使导体发热。
3. 讲解涡流现象的利用：涡流现象可以用来制作电炉、电磁炉等加热设备。
三、演示电磁灶的工作原理1. 展示电磁灶实物或模型，讲解其工作原理。
2. 进行实验演示，让学生直观地观察电磁灶的工作过程。
四、分析电磁灶的优缺点1. 优点：加热速度快，热效率高，环保节能。
2. 缺点：价格较高，对人体有一定的辐射。
五、案例分析1. 展示电磁灶在生活中的应用实例，如家庭烹饪、商业烹饪等。
2. 分析电磁灶在这些领域的优势和局限性。
六、课堂小结3. 强调电磁灶在生活中的应用及其对人类生活的影响。
七、课后作业1. 复习涡流现象的产生原理及其危害与利用。
2. 思考电磁灶的优缺点及其在生活中的应用。
3. 调查电磁灶的市场价格及其发展趋势。
2019-2020年高中物理选修(3-2)1.6《涡旋现象与电磁灶》word教案
2019-2020年高中物理选修（3-2）1.6《涡旋现象与电磁灶》word教案课题涡流现象与电磁灶课堂类型新授课课时 1 累计课时教学目标（一）知识与技能知道涡流现象（二）过程与方法通过分析，大致了解涡电流产生的原因（三）情感态度与价值观能举例说明生活和生产中的涡电流现象知道生活和技术中是怎样应用涡电流现象的，又是怎样避免其负面影响的教学重点及难点重点：涡流现象难点：怎样应用涡电流现象，又是怎样避免其负面影响主要教学方法实验法、探究法教具可拆教学变压器上的线圈一个，硅钢片叠加的铁芯以及外形与之相同的块状铁芯各一个。
电磁灶。
教学过程及时间分配主要教学内容（一）引入新课：实验1：如图线圈接入220V交变电源，块状铁芯插入线圈中，让一名学生感知铁芯的变化。
现象：几分钟后学生感到铁芯变热。
解释：原来把块状的金属放在变化的磁场中或让它在磁场中运动时，金属块内将产生感应电流，这种电流在金属块内自成闭合电路，很像水的漩涡，因此叫做涡电流，简称涡流。
（二）进行新课：探究涡电流现象1．涡流：块状金属放在变化磁场中，或者让它在磁场中运动时，金属块内产生的感应电流。
引导学生解释：如图所示，当交变电流通过线圈时，穿过铁芯的磁通量不断变化，铁芯会产生图中所示的涡流，块状铁芯的电流很强会使铁芯大量发热，浪费大量电能。
金属块中的涡流也要产生热量,如果金属的电阻率小，则涡流很强，产生的热量也很多。
2．涡流的防止和利用（1）涡流的防止实验2上面的实验中，把块状铁芯换成硅钢片铁芯，再接通电源，几分钟后，通过学生感知，温度没有明显变化。
引导学生解释：涂有绝缘的薄硅钢片叠加的铁芯，在变化的磁场中，产生的涡流被限制在狭窄的薄片之内，回路的电阻很大，涡流大为减弱，又因为硅钢片比普通的电阻大，可以进一步减小涡流损失，电动机和变压器的铁芯都不是整块金属。
线圈中流过变化的电流,在铁芯中产生的涡流使铁芯发热,浪费了能量,还可能损坏电器。
减少涡流的途径:①、增大铁芯材料的电阻率,常用的材料是硅钢。
普通班学案8 涡流现象与电磁灶
温馨提示：通过下面的例题，检测自己对本节课的知识理解是否到位，是否达成本节课的学习目标，先独立思考，规范解答，课上小组交流讨论，确定答案和该题考察的知识点。讨论完成后，小组代表展示并简要说明解题依据，点出注意事项或易错点，其他同学纠错补充。
【精练1】电磁炉（或电磁灶）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，即会产生无数之小涡流，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：（）
A．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
【精练2】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，感应电流通过焊缝产生大量热量，将金属融化，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（）
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
5、从涡流的定义中总结出涡流产生的条件：（可以想一想涡流产生的原因）
6、讨论交流电磁灶的工作原理
（1）电磁灶又叫电磁炉，是利用电磁感应原理制成的新型灶具。参照课本35页图1-59、图1-60说出电磁灶的工作原理。
高中物理教案涡流现象和电磁灶
课题 1.6涡流现象和电磁灶课时安排1课时本节课时 1 学期总课次主备人李萍审阅富平中学高二物理组授课人授课时间授课班级教学目标1．了解涡流是怎样产生的．2．了解涡流现象的利用和危害．3．通过对涡流实例的分析，了解涡流现象在生活和生产中的应用．4．了解电磁阻尼和电磁驱动．重难点涡流的概念与应用及电磁阻尼、电磁驱动实例分析。
教法设计以演示、讨论、分析、讲解为主，结合多媒体辅助法等教学方法教具准备硅钢片叠制的铁芯、金属探测器、演示用电流表等教学过程公共教学个性教学学习内容教师行为学生行为创设情境在现代家庭的厨房中，电磁炉是家庭主妇非常青睐的炊具，它具有热效率高、温控准确、安全性好、清洁卫生等特点．工作时，给电磁炉的炉盘下面的线圈通入交变电流，炉盘上面金属锅中的食物就能被加热．你知道这里面的原理吗？研读教材指导学生学会使用双色笔，确保每一位学生处于预习状态。
通读教材，作必要的标注，梳理出本节内容的大致知识体系。
完成学案巡视学生自主学习的进展，学生填写学案的情况。
尽可能多得独立完成学案内容，至少完成第一层级的内容。
结对交流指导、倾听部分学生的交流，初步得出学生预习的效果情况。
就学案中基础学习交流的内容与结对学习的同学交流。
主题1：涡流的产生教师点评：在变化的磁场中的一切导体内都会产生涡流,只是涡电流的大小有区别,而一些微弱的涡电流会被我们忽视。
(1)涡流的产生机理是什么？(2)为什么变压器、电动机的铁芯都不是整块金属，而是由许多薄片叠合而成的？(3)涡流是否遵循法拉第电磁感应定律？主题2：电磁阻尼、电磁驱动线圈进入磁场时，产生感应电流，受安培力，影响线圈的运动，这一系列分析(1)阅读教材，回答下列问题．①一个单匝线圈下落进入磁场，感应电流的方向和所受安培力方向如何？安培力对第1页第2页要比较熟练，教师可以在学生的分析过程中对学生的理解水平有一个初步。
磁电式仪表教师点评时可结合图片分析讲解。
使用铝框做线圈骨架的目的是利用感应电流来起电磁阻尼作用,使线圈偏转后尽快停下来。
沪科版高中物理选修(3-2)第1章第9节《涡流现象与电磁灶》学案
沪科版高中物理选修（3-2）第1章第9节《涡流现象与电磁灶》学案 涡流现象与电磁灶[学习目标定位] 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．1．楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化． 2．纯电阻产生电热的表达式：Q ＝I 2Rt ＝UIt ＝U 2Rt .一、探究涡电流现象1．涡电流现象：用整块金属材料做铁心绕制的线圈，铁心的横截面可看作是由一圈圈闭合回路组成的．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，从而在铁心内产生呈涡旋状的感应电流，叫做涡电流，简称涡流．2．为了减小涡流，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．二、无火之灶——电磁灶1．常用的电磁灶有工频电磁灶和高频电磁灶．2．利用涡电流转化的热能，还可提炼金属；利用涡电流在磁场中受到的电磁力，可制成电磁驱动设备和电磁阻尼设备.一、探究涡电流现象[问题设计]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．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？图1 答案 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)试着解释这种现象．答案 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．[要点提炼]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．磁场变化越快(ΔB Δt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．由于整块金属的电阻很小，所以涡电流常常很大．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，减少铁心发热损失．二、无火之灶——电磁灶[问题设计]如图2所示是某电磁炉的工作原理图，下面是某一品牌电磁炉的说明书上的部分内容：“这一部分和电磁炉是采用磁场感应涡流加热原理， 他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，对人体健康绝对无危害．”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)电磁炉的表面(陶瓷)在电磁炉工作时会不会发热？为什么？图2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，由于电磁炉表面是陶瓷做成，所以在电磁炉工作时不会发热．[要点提炼]电磁灶的台面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，在台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．三、电磁阻尼和电磁驱动[问题设计]1．电磁阻尼弹簧上端固定，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3所示)，磁铁就会很快停下来，解释这个现象．图3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4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．图4根据以上现象，回答下列问题：(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．[要点提炼]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．一、对涡流的理解例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答案 A解析涡流的本质是电磁感应现象中产生的感应电流，只不过是由金属块自身构成回路，它既有热效应，也有磁效应，所以A正确，B、C错误；硅钢中产生的涡流较小，D错误．二、对电磁灶工作原理的理解例2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、对电磁阻尼和电磁驱动的理解例3在水平放置的光滑绝缘导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁，如图5所示，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．各滑块在向磁铁运动的过程中()图5A．都做匀速运动B．甲、乙做加速运动C．甲、乙做减速运动D．乙、丙做匀速运动解析甲、乙向磁铁靠近时要产生涡流，受电磁阻尼作用，做减速运动，丙则不会产生涡流，只能匀速运动．答案 C针对训练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6所示，在此过程中()图6A．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的作用力阻碍磁铁的运动．同理，磁铁穿出时该电流产生的磁场的作用力也阻碍磁铁的运动，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运动，且一直做加速运动，C项对．答案BC1．(涡流的理解)下列做法中可能产生涡流的是 ()A．把金属块放在匀强磁场中B．让金属块在匀强磁场中做匀速运动C．让金属块在匀强磁场中做变速运动D．把金属块放在变化的磁场中答案 D解析涡流就是整个金属块中产生的感应电流，所以产生涡流的条件就是在金属块中产生感应电流的条件，即穿过金属块的磁通量发生变化．而A、B、C中磁通量不变化，所以A、B、C错误；把金属块放在变化的磁场中时，穿过金属块的磁通量发生了变化，有涡流产生，所以D正确．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，线圈中有一钳锅，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钳锅中产生感应电流，通过钳锅电阻产生焦耳热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，从而产生变化的电磁场，使得处于电磁场的金属块产生涡流，进而发热，故A、B、C错误，D正确；故选D.3．(电磁阻尼的理解与应用)如图7所示，条形磁铁从高h处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈，开关S断开时，至落地用时t1，落地时速度为v1；开关S闭合时，至落地用时t2，落地时速度为v2.则它们的大小关系正确的是 ()图7A．t1＞t2，v1＞v2B．t1＝t2，v1＝v2C．t1＜t2，v1＜v2D．t1＜t2，v1＞v2答案 D解析开关S断开时，线圈中无感应电流，对磁铁无阻碍作用，故磁铁自由下落，a＝g；当S闭合时，线圈中有感应电流，对磁铁有阻碍作用，故a＜g.所以t1＜t2，v1＞v2.4．(对涡流的防止)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，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．题组一涡流的理解与应用1．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．电磁炉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．电磁炉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炉来烹饪食物D．电磁炉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，电磁炉不能使用直流电，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；电磁炉产生变化的磁场，导致加热锅底出现涡流，从而产生热量而不是靠热传递，D错误．3．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，感应电流通过焊缝产生大量热，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1A ．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 交流电频率越高，则产生的感应电流越强，升温越快，故A 项对．工件上各处电流相同，电阻大处产生的热量多，故D 项对．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，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是 ( )图2A ．mgb B.12m v 2C ．mg (b －a )D ．mg (b －a )＋12m v 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 )＋12m v 2. 6．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．题组二 对电磁驱动与电磁阻尼的理解与应用7．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 管上端的管口无初速度释放，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 AD。
1.6涡流现象与电磁灶
四、总结反刍，知识梳理
自主归纳总结_____________________________________
1.涡流：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．这种感应电流呈_______状，所以叫做涡电流，又_______．
2.涡流的危害
由于整块金属的电阻_______，所以涡电流常常_______．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.利用涡流加热物体时，为什么使用高频交流电呢？
问题：1.电磁灶的工作原理是什么？有哪些优点？
2.使用电磁灶时，所有的锅具都能用吗？
四、学生总结，组间讨论，师生修正
五、各自独立完成，教师提问，并点拨解答中存在的问题。
2.高频电磁灶
(1)结构：它由加热线圈、灶面板、控制保护电路三部分组成，如图所示．高频电磁灶的结构示意图
(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，高频电流产生高频磁场，从而在锅体内产生涡流，涡流导致锅体发热，加热食品．
2.涡流的特点：当电流在金属块内自成闭合回路(产生涡流)时，由于整块金属的电阻很小，涡流往往很强，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．
3.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．
涡流现象与电磁灶_课件1
电磁灶
电磁灶的台面下布满了金属导线 缠绕的线圈，采用磁场感应涡电 流加热原理，当通有交替变化极 快的交流电时，在台面与铁锅底 之间产生强大的交变的磁场，磁 感线穿过锅底，使锅底产生强涡 流，当磁场内的磁力线通过铁质 锅底时会产生无数的涡流使锅的 本身自行高速发热，就放出大量 的热量，然后再作用于锅内食物， 将饭菜煮熟。这种最新的加热方 式，能减少热量传递的中间环节， 可大大提升制热效率，比传统炉 具（电炉、气炉）节省能源一半 以上。
工频电磁炉
电磁炉采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，电磁炉是 通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质的锅具底部 放置炉面上时，锅具切割交变磁感线而在锅具底部金属部分产生 交变的电流（即涡流），涡流的电能在锅体的材料电阻上转化为 热能以加热食品。同时，涡流又在磁场中受到电磁力的作用，可 使锅体紧紧地吸附在灶面板上，避免产生振动而发出噪声。
涡流现象与电磁灶
想一想，做一做
观察发电机、电动机和变压器，可以看到它们的铁芯都 不是整块金属，而是由许多相同绝缘的薄硅钢片叠合而 成的.为什么这样做呢？
想一想，做一做
如图线圈接入220V交变电源，块状铁芯插入线圈中，让 一名学生感知铁芯的变化。
现象：几分钟后学生感到铁芯变热。 这是怎么回事呢？
解释：原来把块状的铁芯放在变化的磁场中或让它在磁场 中运动时，铁芯块可看做是由一圈圈闭合回路组成的，穿 过这些回路的磁通量发生变化，从而产生感应电流，这种 电流在金属块内自成闭合电路，很像水的漩涡，因此叫做 涡电流，简称涡流
自我控制是最强者的本能。 ——萧伯纳
一、涡流
1.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-----涡流.
2.金属块中的涡流也要产生热量.
第八节涡流现象及其应用说课稿
第八节涡流现象及其应用说课稿一、说教材:本节教材有三个三级主题：“涡流现象”、“电磁灶与涡流加热”、“涡流制动与涡流探测”。
教材先从学生身边熟悉的电磁灶入手，一开始就能引起学生的兴趣。
然后描述涡流产生的原因及其物理本质。
再引导学生观察家用电磁灶，分析电磁灶的工作原理及优点，同时对感应加热做了展开，，描述了感应加热的其他应用及优点。
然后描述了涡流制动及涡流探测，最后指出，涡流有利有弊，要防止涡流的危害。
根据如上分析，可确定出本节教学的目标：知识与技能：1、知道涡流现象及涡流产生的原因。
2、知道涡流加热和电磁灶的原理。
3、知道涡流制动和涡流探测。
过程与方法：1、通过涡流的学习，理解理论对实践的指导意义，尝试利用所学知识解决实际中的涡流的防止和利用问题。
2、通过查阅资料了解涡流的各方面应用，培养学生收集资料、自主学习的能力。
情感态度与价值观：1、通过学习，培养学生对涡流现象的分析能力，发展对科学的好奇心和求知欲。
2、了解实际中涡流利用的例子，认识物理学对经济、社会发展的推动作用，培养学生将科学服务于人类的意识。
3、分析涡流的危害情况，培养学生关注生活、关注社会的责任感，可持续发展的意识。
4、通过对涡流利弊的认识，培养全面认识和对待事物的科学态度。
重点、难点分析：1．知道涡流的现象和认识其利弊是本节的重点。
2．涡流产生的原因形成学生理解的难点。
二、说教法、学法涡流又是一种特殊的电磁感应现象，在实际中有很多应用，比如：发电机、电动机和变压器等等．所以可以根据实际情况指导学生阅读．涡流和自感一样，也有利和弊两个方面．教学中应该充分应用这些实例，培养学生全面认识和对待事物的科学态度．三、说程序⑴新课引入以电磁灶为例，说明它的各项优点，引起学生的求知欲。
⑵新课教学⒈引导学生看书，引出涡流的概念：什么是涡流？把块状金属放在变化的磁场中，或者让它在磁场中运动时，金属块内将产生感应电流，这种电流在金属块内自成闭合回路，很象水的旋涡，因此叫做涡流．整块金属的电阻很小，所以涡流常常很大．（使学生明确：涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵守电磁感应定律．）⒉涡流在实际中的运用①热效应：利用：电磁炉（炉盘下的线圈中通入交流电，使炉盘上的金属锅体中产生涡流，从而生热。
2019-2020年高中物理 《涡流现象及其应用》教案 沪科版选修3-2
2019-2020年高中物理《涡流现象及其应用》教案沪科版选修3-2一、教材分析教材先从学生身边熟悉的电磁灶入手，一开始就能引起学生的兴趣，然后描述涡流产生的原因及其物理本质，再引导学生观察家用电磁灶，分析电磁灶的工作原理及优点，同时对感应加热作了展开，描述了感应加热的其它应用及优点。
然后描述了涡流制动及涡流探测，最后指出，涡流有利有弊，要防止涡流的危害。
二、教学目标：（一）知识与技能1．知道涡流是如何产生的。
2．知道涡流对我们有不利和有利的两方面，以及如何利用和防止。
3．知道电磁阻尼和电磁驱动。
（二）过程与方法培养学生客观、全面地认识事物的科学态度。
（三）情感、态度与价值观培养学生用辩证唯物主义的观点认识问题。
三、教学重点1．涡流的概念及其应用。
2．电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。
四、教学难点电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。
五、教学方法通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验六、教学用具：电机、变压器铁芯、演示涡流生热装置（可拆变压器）、电磁阻尼演示装置（示教电流表、微安表、弹簧、条形磁铁），电磁驱动演示装置（U形磁铁、能绕轴转动的铝框）。
七、教学过程（一）引入新课教师：出示电动机、变压器铁芯，引导学生仔细观察其铁芯有什么特点？学生：它们的铁芯都不是整块金属，而是由许多薄片叠合而成的。
教师：为什么要这样做呢？用一个整块的金属做铁心不是更省事儿？学习了涡流的知识，同学们就会知道其中的奥秘。
（二）进行新课1. 涡流教师：［演示］涡流生热实验。
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。
在原线圈接交流电。
几分钟后，让学生摸摸铁芯和铁板，比较它们的温度，报告给全班同学。
学生：铁板的温度比铁芯高。
教师：为什么铁芯和铁板会发热呢？原来在铁芯和铁板中有涡流产生。
安排学生阅读教材，了解什么叫涡流？学生：当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中就会产生感应电流。
这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做涡流。
人教版高中物理选修3-2课件1.6涡流现象与电磁灶
7
涂有绝缘材料的薄硅钢片叠压的铁芯，在变化的磁场中， 产生的涡流被限制在狭窄的薄片之内，回路的电阻很大， 涡流大为减弱，又因为硅钢片比普通导体的电阻大，可以 进一步减小涡流损失，电动机和变压器的铁芯都不是整块 金属。
4
想一想，做一做
如图线圈接入220V交变电源，块状铁芯插入线圈中，让 一名学生感知铁芯的变化。
现象：几分钟后学生感到铁芯变热。 这是怎么回事呢？
5
解释：原来把块状的铁芯放在变化的磁场中或让它在磁场 中运动时，铁芯块可看做是由一圈圈闭合回路组成的，穿 过这些回路的磁通量发生变化，从而产生感应电流，这种 电流在金属块内 自成闭合电路， 很像水的漩涡， 因此叫做涡电流， 简称涡流
11
高频电磁炉需要设置高频变换和控制电路,但无需复合材 料制成锅体。家用电磁炉一般采用高频模式。高频电磁炉 热效率高达83％。在电磁炉内部的主谐振部分,由整流电 路将50 Hz／60 Hz的交流电压变成直流电压,再经过控制 电路将直流电压转换成频率为20～50 kHz的高频电压。 高速变化的电流流过线圈时,产生高速交变的磁场;当磁 场内的磁力线通过金属器皿时,底部会产生巨大的涡流, 使器皿本身自行高速发热,然后再加热器皿内的物质。
28
4.教室里有一台灵敏电流计，如图所示。老师要求同学们 想办法检测这一电流计内部线圈是否断 了，可是教室里没有多用电表，也没有 电池。吴华慧同学翻了翻自己的文具盒， 手里握着一小玩意儿，神秘地对大家说， 我有办法了。请你猜一猜，她手中握的 可能是什么东西？她会用怎样的办法解 决这个问题？
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她手里应当是握着一段导体，可能是一个回形针（一 把小刀、一只圆规……），她会把导体接在电流计的 两极间，然后摇动电流计，如果指针很快停下，说明 内部线圈没有断，如果指针晃动很长时间，说明内部 线圈断了。
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3.2 涡流现象与电磁灶[学习目标定位] 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．1．楞次定律：感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化． 2．纯电阻产生电热的表达式：Q ＝I 2Rt ＝UIt ＝U 2R t .一、探究涡电流现象1．涡电流现象：用整块金属材料做铁心绕制的线圈，铁心的横截面可看作是由一圈圈闭合回路组成的．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，从而在铁心内产生呈涡旋状的感应电流，叫做涡电流，简称涡流．2．为了减小涡流，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．二、无火之灶——电磁灶1．常用的电磁灶有工频电磁灶和高频电磁灶．2．利用涡电流转化的热能，还可提炼金属；利用涡电流在磁场中受到的电磁力，可制成电磁驱动设备和电磁阻尼设备.一、探究涡电流现象[问题设计]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．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？图1答案 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)试着解释这种现象．答案 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．[要点提炼]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．磁场变化越快(ΔB Δt 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．由于整块金属的电阻很小，所以涡电流常常很大．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，减少铁心发热损失．二、无火之灶——电磁灶[问题设计]如图2所示是某电磁炉的工作原理图，下面是某一品牌电磁炉的说明书上的部分内容：“这一部分和电磁炉是采用磁场感应涡流加热原理，他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，对人体健康绝对无危害．”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)电磁炉的表面(陶瓷)在电磁炉工作时会不会发热？为什么？图2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，由于电磁炉表面是陶瓷做成，所以在电磁炉工作时不会发热．[要点提炼]电磁灶的台面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，在台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．三、电磁阻尼和电磁驱动[问题设计]1．电磁阻尼弹簧上端固定，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3所示)，磁铁就会很快停下来，解释这个现象．图3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4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．图4根据以上现象，回答下列问题：(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．[要点提炼]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．一、对涡流的理解例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答案 A解析涡流的本质是电磁感应现象中产生的感应电流，只不过是由金属块自身构成回路，它既有热效应，也有磁效应，所以A正确，B、C错误；硅钢中产生的涡流较小，D错误．二、对电磁灶工作原理的理解例2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、对电磁阻尼和电磁驱动的理解例3在水平放置的光滑绝缘导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁，如图5所示，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．各滑块在向磁铁运动的过程中()图5A．都做匀速运动B．甲、乙做加速运动C．甲、乙做减速运动D．乙、丙做匀速运动解析甲、乙向磁铁靠近时要产生涡流，受电磁阻尼作用，做减速运动，丙则不会产生涡流，只能匀速运动．答案 C针对训练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6所示，在此过程中()图6A．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的作用力阻碍磁铁的运动．同理，磁铁穿出时该电流产生的磁场的作用力也阻碍磁铁的运动，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运动，且一直做加速运动，C 项对．答案BC1．(涡流的理解)下列做法中可能产生涡流的是()A．把金属块放在匀强磁场中B．让金属块在匀强磁场中做匀速运动C．让金属块在匀强磁场中做变速运动D．把金属块放在变化的磁场中答案 D解析涡流就是整个金属块中产生的感应电流，所以产生涡流的条件就是在金属块中产生感应电流的条件，即穿过金属块的磁通量发生变化．而A、B、C中磁通量不变化，所以A、B、C错误；把金属块放在变化的磁场中时，穿过金属块的磁通量发生了变化，有涡流产生，所以D正确．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，线圈中有一钳锅，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钳锅中产生感应电流，通过钳锅电阻产生焦耳热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，从而产生变化的电磁场，使得处于电磁场的金属块产生涡流，进而发热，故A、B、C错误，D正确；故选D.3．(电磁阻尼的理解与应用)如图7所示，条形磁铁从高h处自由下落，中途穿过一个固定的空心线圈，开关S断开时，至落地用时t1，落地时速度为v1；开关S闭合时，至落地用时t2，落地时速度为v2.则它们的大小关系正确的是()图7A．t1＞t2，v1＞v2B．t1＝t2，v1＝v2C．t1＜t2，v1＜v2D．t1＜t2，v1＞v2答案 D解析开关S断开时，线圈中无感应电流，对磁铁无阻碍作用，故磁铁自由下落，a＝g；当S闭合时，线圈中有感应电流，对磁铁有阻碍作用，故a＜g.所以t1＜t2，v1＞v2.4．(对涡流的防止)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，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．题组一涡流的理解与应用1．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．电磁炉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．电磁炉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炉来烹饪食物D．电磁炉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，电磁炉不能使用直流电，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；电磁炉产生变化的磁场，导致加热锅底出现涡流，从而产生热量而不是靠热传递，D错误．3．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，感应电流通过焊缝产生大量热，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1A．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 交流电频率越高，则产生的感应电流越强，升温越快，故A 项对．工件上各处电流相同，电阻大处产生的热量多，故D 项对．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，金属块沿抛物线下滑后产生的焦耳热总量是 ( )图2A ．mgbB.12m v 2 C ．mg (b －a )D ．mg (b －a )＋12m v 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 )＋12m v 2.6．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．题组二 对电磁驱动与电磁阻尼的理解与应用7．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 管上端的管口无初速度释放，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AD8.如图4所示，金属球(铜球)下端有通电的线圈，今把金属球向上拉离平衡位置后释放，此后金属球的运动情况是(不计空气阻力)()图4A．做等幅振动B．做阻尼振动C．振幅不断增大D．无法判定答案 B解析金属球在通电线圈产生的磁场中运动，金属球中产生涡流，故金属球要受到安培力作用，阻碍它的相对运动，做阻尼振动．9．如图5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5A．2是磁铁，1中产生涡流B．1是磁铁，2中产生涡流C．该装置的作用是使指针能够转动D．该装置的作用是使指针能很快地稳定下来答案AD解析当指针摆动时，1随之转动，2是磁铁，那么在1中产生涡流，2对1的安培力将阻碍1的转动．总之，不管1向哪个方向转动，2对1的效果总是起到阻尼作用，所以它能使指针很快地稳定下来．10．如图6所示，磁极远离和靠近圆环时产生的现象正确的是()图6A．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反抗(或阻碍)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．。