（通用版）2018-2019版高中物理第一章电磁感应17涡流(选学)学案教科版选修3-2

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1、7涡流（选学）［学习目标］1.了解涡流是怎样产生的，了解涡流现象在日常生活和生产中的应用和危害.2.了解高频感应炉与电磁灶的工作原理.3.了解什么是电磁阻尼，了解电磁阻尼在日常生活和生产中的应用.自主预习预习新知夯实基础一、涡流由于电磁感应,在大块金属中会形成感应电流，电浚在金属块内组成闭合冋路，很像水的旋涡，因此叫做涡电流,简称涡流.二、高频感应炉与电磁灶1.高频感应炉是利用過遞熔化金属，这种冶炼方法速度快，温度容易控制,能避免有害杂质混入被冶炼的金属屮.2.电磁灶：在灶内的励磁线圈屮通入交变电流时,形

2、成交变磁场,作用于铁磁材料制成的烹饪锅，使锅底产生涡流,锅底有适当的电阻，产生焦耳热,使锅底发热.三、电磁阻尼当导体在磁场中运动时,导体中会产生感应电流,感应电流使导体受到安培力，安培力总是阻碍导体的运动,这种现象叫电磁阻尼.［即学即用］1.判断下列说法的正误.（1）导体中有涡流时，导体没有和其他元件组成闭合回路，故导体不会发热.（X）（2）电磁阻尼遵循楞次定律.（V）（3）电磁阻尼发生的过程，存在机械能向内能的转化.（V）（4）高频感应炉是利用高频电流的热效应冶炼金属的.（X）（5）电磁灶烹饪食物吋，锅

3、上的电流容易造成触电事故，故使用时要小心操作.（X）2.光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图1所示，抛物线的方程为其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是尸已的直线（如图中的虚线所示）.一个质量为/〃的小金属块从抛物线上勿处以速度y沿抛物线下滑，假设曲面足够长，重力加速度为g,则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量为.图1答案mg{b—a)+mv重点探究启迪思维探究畫点一、涡流［导学探究］如图2所示，线圈屮的电流随时间变化时，导体屮有感应电流吗？如果有，它的形状像什么？答案有•变化的

4、电流产生变化的磁场，变化的磁场产生感生电场，使导体中的自由电子发生定向移动，产生感应电流，它的形状像水中的旋涡，所以把它叫做涡电流，简称涡流.［知识深化］1.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.2.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.3.涡流的应用与防止(1)应用：真空冶炼炉、探雷器、安检门等.(2)

5、防止：为了减小电动机、变压器铁芯上的涡流，常用电阻率较大的硅钢做材料，而且用相互绝缘的薄硅钢片叠合成铁芯來代替整块硅钢铁芯.【例1】(多选)“电磁感应铝箔封口机”被广泛应用在医药、食品、化工等生产行业的产品封口环节中，如图3所示为一手持式封口机，它的工作原理是：当接通电源时，内置线圈产生磁场，当磁感线穿过封口铝箔材料时，瞬间产生大量小涡流，致使铝箔自行快速发热，熔化复合在铝箔上的溶胶，从而粘贴在承封容器的封口处，达到迅速封口的冃的•下列有关说法正确的是（）图3A.封II材料可用普通塑料来代替铝箔B.该封I

6、I机可用干电池作为电源以方便携带C.封口过程中温度过高，可适当减小所通电流的频率来解决D.该封口机适用于玻璃、塑料等多种材质的容器封口，但不适用于金属容器答案CD解析市于封口机利用了电磁感应原理，故封口材料必须是金属类材料，而且电源必须是交流电，八、B错误；减小内置线圈中所通电流的频率可降低封口过程中产生的热量，即控制温度，C正确；封口材料应是金属类材料，但对应被封口的容器不能是金属，否则同样会被熔化，只能是玻璃、塑料等材质，D正确.【例2】（多选）如图4所示，闭合金属环从光滑曲面上力高处滚下，又沿曲面的

7、另一侧上升，设环的初速度为零，摩擦不计，曲面处在图屮磁场屮，贝M）若是匀强磁场，环上升的高度等于力C.若是非匀强磁场，环上升的高度等于力D.若是非匀强磁场，环上升的高度小于力答案BD解析若磁场为匀强磁场，穿过环的磁通暈不变，不产生感应电流，即无机械能向电能转化,机械能守恒，故八错误，B正确；若磁场为非匀强磁场，坏内要产生电能，机械能减少，故C错误，D正确.二、电磁阻尼［导学探究］弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁.将磁铁托起到某一高度后放开，磁铁能上下振动较反时间才停下来.如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈，

8、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./////'//////图5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，还要受到线圈的磁场阻力，克服阻力碍要做的功较多，机械能损失较快，因而会很快停下來.［知识深化］1.闭合回路的部分导体在做切割磁感线运动产生感应电流时，导体在磁场中就要受到磁场力的作用，根据楞次定律