{高考必备]高二物理教科版选修3-2学案：1.10涡流（选学）Word版含解析(经典).docxVIP

第10讲　涡流(选学)[目标定位]　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．一、涡流1．由于电磁感应，在大块金属中会形成感应电流，电流在金属块内组成闭合回路，很像水的旋涡，因此叫做涡电流，简称涡流．2．为了减少涡流对电动机、变压器的危害，常用电阻率较大(填“较大”或“较小”)的硅钢做铁芯材料，而且用互相绝缘的薄硅钢片叠合而成．二、高频感应炉与电磁灶——涡流的应用1．高频感应炉(1)原理：高频交流电通过线圈，使被冶炼的金属内部产生很强的涡流，从而产生的大量热使金属熔化．(2)优点：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中，适于冶炼特种合金和特种钢．2．电磁灶(1)原理：交变电流作用于烹饪锅，使锅底产生涡流而发热．(2)优点：电磁灶不存在一般电炉在热量传递过程中的损耗，热效率高，耗电量低．(均填“高”或“低”)三、电磁阻尼1．定义：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力总是阻碍导体的运动，这种现象叫电磁阻尼．2．应用：磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速停止，便于读数.一、对涡流的认识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(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．例1　对变压器和电动机等中的涡流的认识，以下说法正确的是(　)A．涡流会使铁芯温度升高，减少线圈绝缘的寿命B．涡流发热，要损耗额外的能量C．为了不产生涡流，变压器和电动机的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯D．涡流产生于线圈中，对原电流起阻碍作用答案　AB解析　变压器和电动机中产生的涡流会使温度升高消耗能量，同时会减少线圈绝缘的寿命，A、B正确；变压器和电动机的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯是为了增加电阻，减小电流，减少产生的热量，C错误；涡流产生于铁芯中，对原电流无阻碍作用，D错误．故选A、B.二、涡流热效应的应用图1例2　如图1所示，电磁炉采用感应电流(涡流)的加热原理，是通过电子线路产生交变磁场，把铁锅放在炉面上时，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，下列关于电磁炉的说法中正确的是(　)A．电磁炉面板可采用陶瓷材料，发热部分为铁锅底部B．电磁炉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炉的功率D．电磁炉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　电磁炉的上表面如果用金属材料制成，使用电磁炉时，上表面材料发生电磁感应要损失电能，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错误；锅体中涡流的强弱与磁场变化的频率有关，故C正确；电磁炉产生变化的电磁场，导致加热锅底出现涡流，从而产生热量，故D错误．三、对电磁阻尼的理解1．产生：闭合回路的部分导体在做切割磁感线运动产生感应电流，导体在磁场中就要受到安培力的作用，根据楞次定律，安培力总是阻碍导体的运动，于是产生电磁阻尼．任何在磁场中运动的导体，只要给感应电流提供回路，就会存在电磁阻尼作用．2．应用举例：使用磁电式电表进行测量时，总希望指针摆到所示值的位置时便迅速地稳定下来，以便读数．由于指针转轴的摩擦力矩很小，若不采取其他措施，线圈及指针将会在所示值附近来回摆动，不易稳定下来，为此，许多电表把线圈绕在闭合的铝框上，当线圈摆动时，在闭合的铝框中将产生感应电流，从而获得电磁阻尼力矩，以使线圈迅速稳定在所示值的位置．电气列车中的电磁制动器也是根据电磁阻尼这一道理制成的．例3　如图2所示，一狭长的铜片能绕O点在纸平面内摆动，有界磁场的方向垂直纸面向里，铜片在摆动时受到较强的阻尼作用，很快就停止摆动．如果在铜片上开几个长缝，铜片可以在磁场中摆动较多的次数后才停止摆动，这是为什么？图2答案　见解析解析　没有开长缝的铜片在磁场中摆动时，铜片内将产生较大的涡流，涡流在磁场中所受的安培力总是阻碍铜片的摆动，因此铜片很快就停止摆动．如果在铜片上开几个长缝，就可以把涡流限制在缝与缝之间的各部分铜片上，较大地削弱了涡流，阻力随之减小，所以铜片可以摆动多次后才停止摆动．例4　如图3所示，在光滑水平桌面上放一条形磁铁，分别将大小相同的铁球、铝球和木球放在磁铁的一端且给它一个初速度，让其向磁铁滚去，观察小球的运动情况是(　)图3A．都做匀速运动B．甲、乙做加速运动C．甲做加速运动，乙做减速运动，丙做匀速运动D．甲做减速运动，乙做加速运动，丙做匀速运动答案　C解析　(1)铁球将加速运动，其原因是铁球被磁化后与磁铁之间产生相互吸引的磁场力．(2)铝球将减速运动，其原因是铝球内产生了感应电流，感应电流的磁场阻碍相对运动．(3