2019_2020学年高中物理第1章电磁感应与现代生活6涡流现象与电磁灶精练沪教版选修3_2.doc

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1、涡流现象与电磁灶　1．知道涡流是如何产生的．(重点)　2．知道涡流的弊与利以及如何防止和利用．3．了解常见的电磁灶的分类和工作原理．一、探究涡电流现象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．这种感应电流呈涡旋状，所以叫做涡电流，又叫涡流．2．涡流的危害：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．3．涡流危害的防止：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，而不是用一整块金属制成，其原因是为了减小涡电流．涡流是在整块

2、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．工频励磁器由励磁线圈和励磁铁心构成．(2)工作原理：在两组线圈中分别通过50Hz的电流iA和iB，从而在锅体中产生涡流，电能在锅体中转化为热能以加热食品．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：50Hz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20～50kHz的高频振

3、荡电流，从而产生高频磁场使锅内产生涡流，加热食品．12　对涡流的理解1．涡流的产生：涡流实际上是一种特殊的电磁感应现象，当导体处在变化的磁场中，或者导体在非匀强磁场中运动时，导体内部可以等效成许许多多的闭合电路，当穿过这些闭合电路的磁通量变化时，在导体内部的这些闭合电路中将产生感应电流．即导体内部产生了涡流．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

4、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．　(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，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．　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

5、的电流、玻璃杯[思路点拨](1)穿过回路的磁通量变化是产生涡流的必要条件．(2)涡流是在导体内产生的．[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．12[答案]　C　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

6、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、减少热损耗解析：选A．涡流是高频交流电产生的磁场引起的电磁感应现象，故选项A正确、B错误；电磁炉表面一般用绝缘材料制成，避免产生涡流，锅体用金属制成利用涡流加热物体，故选项C、D错误．　电磁灶的原理及优点1．工频电磁灶(1)结构如图工频电磁灶的结构与原理示意图它的励磁线圈和励磁铁心构成了工频励磁器．(2)工作原理：接通电源后，在两组线圈中分别通过50Hz的电流iA和iB，从而在锅体中产生涡流．涡流又将电能在锅体的材料电阻上转化为热能以加热食品．同时，涡

7、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音．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12(2)原理：接通电源后，50Hz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20～50kHz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．　我们用来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，

8、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