2015-3-25-7 1.6 涡流现象与电磁灶
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。
涡流现象与电磁灶
涡流现象是电磁感应原理的一种表现， 当磁场发生改变时，导体中会产生感应 电流，形成涡流。在电磁灶中，利用涡 流现象产生热量，从而实现烹饪功能。
电磁灶的加热原理是利用高频电磁场在 涡流的大小和分布与电磁灶的功率、锅
金属锅具中产生涡流，使锅体自身发热， 具的材质、形状以及磁场强度等因素有
从而实现对食物的加热。因此，涡流现 关。通过合理设计电磁灶的电路和磁场
高效节能
涡流能够集中电磁能量， 提高能量利用率，从而实 现高效节能的效果。
均匀加热
涡流在锅底形成均匀的磁 场，使锅具受热均匀，确 保食物烹饪均匀。
电磁灶中涡流的产生与控制
产生原理
电磁灶通过高频电磁场在金属锅 具中产生涡流，从而产生热量。
控制方式
通过调节电磁灶的功率和温度， 可以控制涡流的强度和加热温度，
象是电磁灶的核心原理之一。
分布，可以实现对涡流的精确控制，从
而提高加热效率和均匀性。
对未来研究的建议与展望
进一步研究不同材质、形状和大小的 锅具对电磁灶中涡流产生和分布的影 响，以提高电磁灶的加热效率和均匀 性。
加强电磁灶的安全性研究，如电磁辐 射、泄漏电流等，确保电磁灶在使用 过程中的安全可靠。
提高电磁灶的效率与安全性
优化电磁灶的加热效率
通过改进电磁灶的线圈结构和控制算 法，提高加热效率，减少能源浪费。
增强电磁灶的安全性
采用温度控制、过载保护和电磁屏蔽 等安全措施，确保使用过程中的安全 可靠。
开发新型的电磁灶材料与技术
探索新型的电磁材料
研究具有高磁导率、低损耗的新型电磁材料，提高电磁灶的 工作效能。
探索新型的电磁灶技术，如多频段加 热、远红外加热等，以实现更高效、 更健康的烹饪方式。
高中物理 1.6 涡流现象与电磁灶课后知能检测
实蹲市安分阳光实验学校【课堂坐标】高中物理 1.6 涡流现象与电磁灶课后知能检测沪科3-21．关于电磁灶，以下说法中正确的是( )A．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．电磁灶是利用电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的【解析】由电磁灶的工作原理可知，选项A、D错误，B正确，选项C其实是微波炉的加热原理．【答案】B2．(2012·琼海高二检测)下列关于涡流的说法正确的是( )A．涡流跟平时常见的感电流一样，都是由于穿过导体的磁通量的变化而产生的B．涡流不是感电流，而是有别于感电流的特殊电流C．涡流有热效，但没有磁效D．在硅不能产生涡流【解析】涡流是感电流的一种，是由磁通量的变化而产生的，既具有热效也具有磁效，故A正确，B、C错；只要在硅有变化的磁场，就能产生涡流，所以D错．【答案】A3．(2012·中学高二检测)机场的安检门可以利用涡流探测人身上携带的金属物品，安检门中接有线圈，线圈中通以交变电流．关于其工作原理，以下说法正确的是( )A．人身上携带的金属物品会被地磁场磁化，在线圈中产生感电流B．人体在线圈交变电流产生的磁场中运动，产生感电动势并在金属物品中产生感电流C．线圈产生的交变磁场会在金属物品中产生交变的感电流D．金属物品中感电流产生的交变磁场会在线圈中产生感电流【解析】一般金属物品不一能被磁化，且地磁场很弱，即使金属被磁化磁性也很弱，作为导体的人体电阻很大，且一般不会与金属物品构成回路，故A、B错误；安检门利用涡流探测金属物品的工作原理是：线圈中交变电流产生交变磁场，使金属物品中产生涡流，故C正确；该涡流产生的磁场又会在线圈中产生感电流，而线圈中交变电流的变化可以被检测，故D正确．【答案】CD4.图1－6－7如图1－6－7所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁心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( )A．恒直流、小铁锅B．恒直流、玻璃杯C．变化的电流、小铁锅D．变化的电流、玻璃杯【解析】通入恒直流时，所产生的磁场不变，不会产生感电流，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，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；涡流是由变化的磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温．【答案】C5.图1－6－8(2012·检测)如图1－6－8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( )A．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．线圈转动时将产生交变电流D．线圈转动时感电流的方向始终是abcda【解析】本题考查电磁驱动和楞次律．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，线圈中产生交变电流，故C对，D错；由楞次律的推广含义可知，线圈将与磁铁同向转动，但转动的角速度一小于磁铁转动的角速度．如果两者的角速度相同，磁感线与线圈处于相对静止，线圈不切割磁感线，无感电流产生．【答案】BC6．(2012·检测)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产生的涡电流的热效工作的，故D正确．【答案】D7．(2012·一中高二检测)图1－6－9如图1－6－9所示，金属球(铜球)下端有通电的线圈，今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)( ) A．做幅振动B．做阻尼振动C．振幅不断增大D．无法判【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】B8．(2012·检测)图1－6－10在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固一个条形磁铁，如图1－6－10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．各滑块在没碰上磁铁前的运动情况是( )A．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】同为金属的铜块、铝块向磁铁靠近时，穿过它们的磁通量发生变化，因此在其内部会产生感电流I，这个电流在金属块内部形成涡流．即有感电流形成，则铜块、铝块的一动能要转化为电能并进一步转化为内能，所以铜块、铝块做减速运动．有机玻璃为非金属，不产生涡流现象，故仍以原速度运动．【答案】C9．(2013·一中)图1－6－11如图1－6－11所示，闭合导线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( )A．产生逆时针方向的感电流，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电流，圆环上端向外、下端向里转动C．产生逆时针方向的感电流，圆环并不转动D．产生顺时针方向的感电流，圆环并不转动【解析】磁铁转动时，环中穿过环向里的磁通量增加，根据楞次律，环中产生逆时针方向的感电流．磁铁转动时，为阻碍磁通量的变化，导线环与磁铁同向转动，所以选项A正确．【答案】A10.图1－6－12(2012·高二检测)如图1－6－12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，整个装置处于水平方向的磁场中，则( )A．若是匀强磁场，球滚上的高度小于hB．若是匀强磁场，球滚上的高度于hC．若是非匀强磁场，球滚上的高度于hD．若是非匀强磁场，球滚上的高度小于h【解析】若是匀强磁场，穿过金属球的磁通量不变，金属球中无涡流产生，机械能守恒，故B正确；若是非匀强磁场，金属球运动过程中穿过的磁通量发生改变，有涡流产生，一机械能转化为电能，故D正确．【答案】BD图1－6－1311．有一个铜盘，轻轻拨动它，能长时间地绕轴自由转动．如果在转动时把蹄形磁铁的两极放在铜盘边缘，但并不与铜盘接触，如图1－6－13所示，铜盘就能在较短的时间内停止．分析产生这种现象的原因．【答案】磁铁放入后，铜盘内从中心到边缘辐向分布的导体会切割磁感线，导体内自成回路，产生涡流，涡流消耗机械能，所以很快就会停止转动．12.图1－6－14图1－6－14所示是被称为阻尼摆的示意图，在轻质杆上固一金属薄片，轻质杆可绕上端过O点且垂直于纸面的轴在竖直面内转动，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(表面开有许多槽)，还是从同一位置释放，摆会摆动较长的时间．试性分析其原因．【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，金属摆会很快停下来；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，金属摆受到的阻碍会比先前小得多，所以会摆动较长的时间．。
涡流现象和电磁灶26页PPT
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
涡流现象和电磁灶
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
《涡流现象与电磁灶》 课件1
4．防止将电动机、变压器的线圈都绕在铁芯上．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．因此，我们要想办法减小涡 流．途径之一是 增大铁芯材料的电阻率 ，常用的铁芯 材料是硅钢，它的电阻率比较大．另一个途径就是用
[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、电磁驱动和电磁阻尼 [问题设计] 1．一个闭合线圈放在蹄形磁铁的两磁极之间， 如图 3 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： (1)蹄形磁铁转动时，穿过线圈的磁通量是否变化？
涡流现象与电磁灶
1.能说出涡流的产生原因及涡流的防止和利用. 2.了解电磁灶的原理. 3.了解动样的方向，即感应电流的 磁场总要 阻碍引起感应电流的磁通量的变化 . 2．左手定则：伸开左手，让拇指与其余四指垂直，并且 都与手掌在同一个平面内，让磁感线 垂直穿入手心 ， 并使 伸开的四指 指向电流的方向，则 大拇指 所指的 方向就是通电导线在磁场中所受的安培力的方向．
[要点提炼] 1．电磁驱动：如果 磁场相对于导体 运动，在导体中会产 生 感应电流 ， 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， ________ 这种作用常称为电磁驱动．
2．电磁阻尼：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 导体与磁 场的相对运动，这种现象称为电磁阻尼．
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。
1.6 涡流现象
1.6 涡流现象1．关于电磁灶，以下说法中正确的是( )A．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．电磁灶是利用电流通过电阻丝产生热量来对食物加热的2．下列关于涡流的说法正确的是( )A．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是由于穿过导体的磁通量的变化而产生的B．涡流不是感应电流，而是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3．机场的安检门可以利用涡流探测人身上携带的金属物品，安检门中接有线圈，线圈中通以交变电流．关于其工作原理，以下说法正确的是( )A．人身上携带的金属物品会被地磁场磁化，在线圈中产生感应电流B．人体在线圈交变电流产生的磁场中运动，产生感应电动势并在金属物品中产生感应电流C．线圈产生的交变磁场会在金属物品中产生交变的感应电流D．金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流4.如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁心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( )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5.如图所示，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( )A．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．线圈转动时将产生交变电流 D．线圈转动时感应电流的方向始终是abcda7．如图所示，金属球(铜球)下端有通电的线圈，今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)( )A．做等幅振动 B．做阻尼振动 C．振幅不断增大 D．无法判定8．在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁，如图所示．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．各滑块在没碰上磁铁前的运动情况是( )A．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9．如图所示，闭合导线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( )A．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10.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，整个装置处于水平方向的磁场中，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hC．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h11．有一个铜盘，轻轻拨动它，能长时间地绕轴自由转动．如果在转动时把蹄形磁铁的两极放在铜盘边缘，但并不与铜盘接触，如图所示，铜盘就能在较短的时间内停止．分析产生这种现象的原因．12.图所示是被称为阻尼摆的示意图，在轻质杆上固定一金属薄片，轻质杆可绕上端过O点且垂直于纸面的轴在竖直面内转动，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(表面开有许多槽)，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．1.6 涡流现象1．【解析】由电磁灶的工作原理可知，选项A、D错误，B正确，选项C其实是微波炉的加热原理．【答案】 B2．【解析】涡流是感应电流的一种，是由磁通量的变化而产生的，既具有热效应也具有磁效应，故A 正确，B、C错；只要在硅钢中有变化的磁场，就能产生涡流，所以D错．【答案】 A3．【解析】一般金属物品不一定能被磁化，且地磁场很弱，即使金属被磁化磁性也很弱，作为导体的人体电阻很大，且一般不会与金属物品构成回路，故A、B错误；安检门利用涡流探测金属物品的工作原理是：线圈中交变电流产生交变磁场，使金属物品中产生涡流，故C正确；该涡流产生的磁场又会在线圈中产生感应电流，而线圈中交变电流的变化可以被检测，故D正确．【答案】CD4. 【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，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；涡流是由变化的磁场在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温．【答案】 C5.【解析】本题考查电磁驱动和楞次定律．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，线圈中产生交变电流，故C对，D错；由楞次定律的推广含义可知，线圈将与磁铁同向转动，但转动的角速度一定小于磁铁转动的角速度．如果两者的角速度相同，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．【答案】BC6．【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电流的热效应工作的，故D正确．【答案】 D7．【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】 B8．【解析】同为金属的铜块、铝块向磁铁靠近时，穿过它们的磁通量发生变化，因此在其内部会产生感应电流I，这个电流在金属块内部形成涡流．即有感应电流形成，则铜块、铝块的一部分动能要转化为电能并进一步转化为内能，所以铜块、铝块做减速运动．有机玻璃为非金属，不产生涡流现象，故仍以原速度运动．【答案】 C9．【解析】磁铁转动时，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，导线环与磁铁同向转动，所以选项A正确．【答案】 A10.【解析】若是匀强磁场，穿过金属球的磁通量不变，金属球中无涡流产生，机械能守恒，故B正确；若是非匀强磁场，金属球运动过程中穿过的磁通量发生改变，有涡流产生，一部分机械能转化为电能，故D正确．【答案】BD11．【答案】磁铁放入后，铜盘内从中心到边缘辐向分布的导体会切割磁感线，导体内自成回路，产生涡流，涡流消耗机械能，所以很快就会停止转动．12. 【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，金属摆会很快停下来；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，金属摆受到的阻碍会比先前小得多，所以会摆动较长的时间．。
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32
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
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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
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【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.
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2.高频电磁灶 (1)构造：由加热(灶jiā面、rè板)线(m圈控ià制n、b保ǎn护) (bǎohù)电三部路分组成. (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.
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[合作探讨] 高频焊接原理示意图如图 1-6-4 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 1-6-4
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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.
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.。
涡流现象与电磁灶
在三个互成120 的线圈中通入三相 交变电流，会在空间中产生旋转磁场， 从而驱动放在其中场中 成因 运动而产生感应电 流，受到安培力
电磁驱动 由于磁场运动引起磁通 量的变化而产生感应电 流，受到安培力
不 安培力的方向与导 导体受安培力的方向 同 效果 体运动方向相反， 与导体运动方向相同， 点 阻碍物体运动 推动导体运动 由于电磁感应，磁场能 导体克服安培力 转化为电能，通过安培 能量 做功，其他形式 力做功，电能转化为导 转化 能转化为电能， 体的机械能，而对外做 最终转化为内能 功 相同点 两者都是电磁感应现象
会很快停下来。为什
么会出现这种现象？
思考与讨论 如图所示，当使磁 铁旋转起来，在金属块 内产生涡流将阻碍它与 磁铁的相对运动，因而 使得导体跟随磁铁运动 起来。
2、电磁驱动
磁场相对于导体运动时，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，这种现象称为电磁驱动。
电磁驱动的应用 交流感应电动机
挂一根磁铁，将磁铁托起到
某高度后释放，磁铁能振动 较长时间才停下来。如果在 磁铁下端放一固定线圈，磁 铁会很快停下来。
三、涡流的机械效应
1、电磁阻尼：导体在磁场中运动时，感应电流 使导体受到安培力而总是要阻碍导体的相对运动 的现象。 应用:磁电式仪表、电气机车的电磁制动等.
如图所示，圆盘 转动较长时间才停下 来。如果在圆盘上下 放一蹄形磁体，圆盘
思考： 生活中的电磁炉烧菜做饭但电 源并没有接到锅上，饭菜为什么能被 烧熟呢？
一、涡流
如图所示，线圈接入反复变化的电流，某段时间内， 若电流变大，则其磁场变强，导体可以看作是由许多闭 合线圈组成的，由于磁通量发生变化，这些线圈中产生 了感应电动势，从而产生感应电流。
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.
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_______班 组 号 姓名_________ 组评 师评
1.6 涡流现象与电磁灶
编制人：任斌 审核人：高二物理组 编号08
学习目标：
⒈了解涡流的概念，理解涡流产生的原理；
⒉了解涡流在生活中的一些防止和应用；
⒊理解电磁灶的工作原理，了解电磁灶的分类。
学习重点：
涡流的概念、电磁灶。
学习难点：
涡流的实例分析和涡流的危害。
第一部分：自学探究
自学探究一: 涡电流
⒈定义：导体（铁心）的横截面可看做是 回
路，当线圈中通有交变电流时，导体（铁心）中的这些
闭合回路中的 就会发生变化，从而在导体
（铁心）内产生的像水中旋涡一样的 电流。
涡
电流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵循法拉弟
电磁感应定律。
⒉产生涡电流的条件：
①导体（铁心）自身构成 回路；
②穿过导体（铁心）的 发生变化。
⒊涡电流的特点：由于整块导体（铁心）的电阻很小，所以涡电流 ，产生的热量 。
⒋涡电流的应用：
①涡电流热效应的应用：如 ；
②涡电流磁效应的应用：如 。
⒌涡电流的防止：
电动机、变压器等设备中应防止铁心中涡流过大而导致浪费能量、损坏电器，因此要想办法减小涡流。
由t B S t E ∆∆=∆∆=φ、R E I =、S
L R ρ=可知，磁场变化越快（t
B ∆∆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。
由此可知减小涡流可有如下途径：
①从导体材料的电阻率上考虑，可增大铁心材料的 ，如用硅钢； ②从导体的横截面积S 上考虑，可用相互 的硅钢片叠压的铁心来代替整块硅钢片。
自学探究二: 电磁灶
⒈电磁灶是根据什么原理制成的？
⒉按照频率，电磁灶可分哪几类？
⒊电磁灶中有涡电流，为什么我们摸到锅底却没有触电？
第二部分：知识反馈
⒈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
⒉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（）A．铁
B．木
C．铜
D．铝
⒊如图所示，闭合金属环从高h的曲面滚下，又沿曲面的另一侧上升，设闭合环初速度为零，摩擦不计，则( )
A.若是匀强磁场，环滚上的高度小于h
B.若是匀强磁场，环滚上的高度等于h
C.若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h
D.若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h
⒋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。