第1章 第3節(jié) 電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用

第1章新知預習·巧設(shè)計名師課堂·一點通要點一要點二第3節(jié)創(chuàng)新演練·大沖關(guān)隨堂檢測歸納小結(jié)課下作業(yè)綜合提升1．了解渦流的產(chǎn)生原因及如何防止

和利用渦流。2．知道渦流在生產(chǎn)、生活中的實際

應(yīng)用。3．了解磁卡存取信息的原理及動圈

式話筒的工作原理。[讀教材·填要點]一、渦流及其應(yīng)用

1．定義將整塊金屬放在變化的磁場中，穿過金屬塊的磁通量

，金屬塊內(nèi)部所產(chǎn)生的旋渦狀的感應(yīng)電流。

2．產(chǎn)生把金屬塊放在

的磁場中，或讓它在非均勻磁場中

時，金屬塊內(nèi)部都會產(chǎn)生渦流。發(fā)生變化變化運動3．利用新型爐具

就是利用渦流原理制成的，其優(yōu)點是

高；無煙火，無

，被稱為“綠色爐具”。

4．防止為減小渦流，電動機、變壓器鐵芯是用外表涂有

的薄硅鋼片疊成的，而不采用整塊硅鋼鐵芯，這樣減少發(fā)熱，降低能耗，提高了設(shè)備的工作效率。電磁爐熱效率毒氣廢氣絕緣材料二、磁卡和動圈式話筒

1．磁卡工作原理磁卡信息的錄入是利用了

；信息的讀取與錄入過程相反，利用了

。

2．動圈式話筒動圈式話筒是把

轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

的裝置，由膜片、線圈、永磁體等構(gòu)成。其工作原理是利用了

。電流的磁效應(yīng)電磁感應(yīng)原理聲音信號電信號電磁感應(yīng)原理[試身手·夯基礎(chǔ)]1．渦流的本質(zhì)是________現(xiàn)象，根據(jù)能量守恒定律，伴隨著渦流的產(chǎn)生，其他形式的能轉(zhuǎn)化為________，最終在金屬塊中轉(zhuǎn)化為________。特殊之處在于感應(yīng)電流不是在線狀回路產(chǎn)生的，而是在塊狀金屬中自成回路產(chǎn)生的。答案：電磁感應(yīng)電能內(nèi)能2．下列關(guān)于渦流的說法中正確的是 (

)A．渦流跟平時常見的感應(yīng)電流一樣，都是因為穿過導體的磁通量變化而產(chǎn)生的B．渦流不是感應(yīng)電流，而是一種有別于感應(yīng)電流的特殊電流C．渦流有熱效應(yīng)，但沒有磁效應(yīng)D．在硅鋼中不能產(chǎn)生渦流解析：渦流屬電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故A項正確，B項錯誤。渦流具有電流的熱效應(yīng)和磁效應(yīng)，故C項錯。硅鋼中只是電阻率大，渦流小，故D項錯。答案：A3．普通錄音機主要由機內(nèi)話筒、磁帶、錄放磁頭、放大電路、揚聲器、傳動機構(gòu)等部分組成，如圖1－3－1所示是錄音機的錄、放原理示意圖。請根據(jù)示意圖，簡述錄音機的錄、放原理。圖1－3－1解析：錄音機在錄音時，聲音使話筒中產(chǎn)生隨聲音而變化的感應(yīng)電流——音頻電流。音頻電流經(jīng)放大電路放大后，進入錄音磁頭的線圈中，在磁頭的縫隙處產(chǎn)生隨音頻電流變化的磁場。磁帶緊貼著磁頭縫隙移動，磁帶上的磁粉層被磁化，在磁帶上就記錄下聲音的磁信號。放音是錄音的逆過程。放音時，磁帶緊貼著放音磁頭的縫隙通過，磁帶上變化的磁場使放音磁頭線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的變化跟記錄下的磁信號變化規(guī)律相同，所以線圈中產(chǎn)生的是音頻電流。這個電流經(jīng)放大電路放大后，送到揚聲器，揚聲器把音頻電流還原成聲音。在錄音機里，錄、放兩種功能是合用一個磁頭完成的，錄音時磁頭與話筒相連；放音時磁頭與揚聲器相連。答案：見解析1．渦流產(chǎn)生的條件渦流的本質(zhì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，渦流產(chǎn)生的條件是穿過金屬塊的磁通量發(fā)生變化，并且金屬塊本身可自行構(gòu)成閉合回路。同時因為整個導體回路的電阻一般很小，所以感應(yīng)電流很大，就像水中的旋渦。

2．可以產(chǎn)生渦流的兩種情況

(1)把塊狀金屬放在變化的磁場中。

(2)讓塊狀金屬進出磁場或在非勻強磁場中運動。3．能量轉(zhuǎn)化伴隨著渦流現(xiàn)象，其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能最終在金屬塊中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

(1)如果金屬塊放在了變化的磁場中，則磁場能轉(zhuǎn)化為電能最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

(2)如果是金屬塊進出磁場或在非勻強磁場中運動，則由于克服安培力做功，金屬塊的機械能轉(zhuǎn)化為電能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。[名師點睛]電磁感應(yīng)現(xiàn)象中出現(xiàn)的電能，一定是由其他形式的能轉(zhuǎn)化而來的，具體問題中會涉及多種形式的能之間的轉(zhuǎn)化，如機械能和電能的相互轉(zhuǎn)化，電能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化。分析時，應(yīng)牢牢抓住能量守恒這一基本規(guī)律，分析有哪些力做功，哪些形式的能量參與了轉(zhuǎn)化。圖1－3－21.如圖1－3－2所示，沿水平方向的磁場垂直于光滑曲面，閉合小金屬球從高為h的曲面上端無初速度滑下，又沿曲面的另一側(cè)上升，則(

)A．若是勻強磁場，小球在左側(cè)上升的高度小于hB．若是勻強磁場，小球在左側(cè)上升的高度等于hC．若是非勻強磁場，小球在左側(cè)上升的高度等于hD．若是非勻強磁場，小球在左側(cè)上升的高度大于h[審題指導](1)小球在哪種磁場中運動磁通量發(fā)生變化。(2)小球上升高度變化說明有機械能與電能的轉(zhuǎn)化。[解析]當磁場為勻強磁場時，穿過小球的磁通量保持不變，不會有電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)生，小球的機械能守恒，小球在曲面左側(cè)可以達到同樣的高度h，選項B正確，A錯誤；當磁場為非勻強磁場時，穿過小球的磁通量會發(fā)生變化，在小球中會有渦流產(chǎn)生，從而使小球的機械能減少，轉(zhuǎn)化為電能，進而使小球內(nèi)能增加，所以小球到達曲面左側(cè)的高度要比h低，選項C、D錯誤。

[答案]

B渦流的本質(zhì)是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，根據(jù)能量守恒定律，伴隨著渦流的產(chǎn)生，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能，最終在金屬塊中轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2．動圈式話筒的工作原理如圖1－3－3所示，是動圈式話筒的結(jié)構(gòu)原理圖。圖1－3－3它是利用電磁感應(yīng)原理制成的。當聲波傳播到金屬膜片時，金屬膜片隨著振動起來，連接在膜片上的線圈(即音圈)隨之振動起來，這樣線圈在永磁鐵的磁場中振動的過程中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的大小與方向隨著聲波信號的變化而變化，從而將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號。這個電信號電流經(jīng)放大，傳給揚聲器，又將電信號轉(zhuǎn)化為聲音信號發(fā)送出去。[名師點睛]任何相反的兩個物理過程，從能量轉(zhuǎn)化角度看，能量轉(zhuǎn)化的方向也正好相反，如豎直上拋上升過程，動能轉(zhuǎn)化為勢能，下降過程勢能轉(zhuǎn)化為動能，磁卡的錄入和讀取，聲音的錄制與播放都是能量轉(zhuǎn)化相反的兩個過程。2．動圈式話筒和磁帶錄放機都應(yīng)用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。圖1－3－4甲是動圈式話筒的原理圖，圖乙分別是錄放機的錄、放原理圖。由圖可知圖1－3－4①話筒工作時磁鐵不動，線圈振動而產(chǎn)生感應(yīng)電流

②錄音機放音時變化的磁場在靜止的線圈里產(chǎn)生感應(yīng)電流③錄音機放音時線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場④錄音機錄音時線圈中變化的電流在磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場其中正確的是 (

)A．②③④

B．①②③

C．①②④ D．①③④[審題指導]解答此類問題需把握以下三點：(1)弄清現(xiàn)象的因果關(guān)系。(2)明確由電(流)生磁(場)屬電流磁效應(yīng)。(3)明確由磁(場)生電(流)屬電磁感應(yīng)。[解析]話筒的工作原理是：聲波迫使金屬線圈在磁鐵產(chǎn)生的磁場中振動產(chǎn)生感應(yīng)電流，①正確。錄音機錄音時，話筒產(chǎn)生的感應(yīng)電流經(jīng)放大電路放大后在錄音機磁頭縫隙處產(chǎn)生變化的磁場，④正確。錄音機在放音時通過變化的磁場使放音磁頭產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng)放大電路后再送到揚聲器中，②正確。

[答案]

C錄音過程是電生磁，利用了電流的磁效應(yīng)；放音過程是磁生電，利用了電磁感應(yīng)現(xiàn)象。1．(對應(yīng)要點一)如圖1－3－5所示，在一個繞有線圈的可拆變壓器鐵芯上分別放一小鐵鍋水和一玻璃杯水。給線圈通入電流，一段時間后，一個容器中水溫升高，則通入的電流與水溫升高的是 (

)A．恒定直流、小鐵鍋B．恒定直流、玻璃杯C．變化的電流、小鐵鍋D．變化的電流、玻璃杯圖1－3－5解析：通入恒定直流時，所產(chǎn)生的磁場不變，不會產(chǎn)生感應(yīng)電流，通入變化的電流，所產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化，在空間產(chǎn)生感生電場，鐵鍋是導體，感生電場在導體內(nèi)產(chǎn)生渦流，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使水溫升高；渦流是由變化的磁場在導體內(nèi)產(chǎn)生的，所以玻璃杯中的水不會升溫。答案：C2．(對應(yīng)要點二)唱卡拉OK用的話筒，內(nèi)有傳感器，其中有一種是動圈式的，它的工作原理是在彈性膜片后粘接一個輕小的金屬線圈，線圈處于永磁體的磁場中，當聲波使膜片前后振動時，就將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。下列說法中正確的是 (

)A．該傳感器是根據(jù)電流的磁效應(yīng)工作的B．該傳感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的C．膜片振動時，穿過金屬線圈的磁通量不變D．膜片振動時，金屬線圈中不會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢解析：動圈式話筒是利用電磁感應(yīng)制成的。當聲波使金屬膜片振動時，粘接在膜片上的金屬線圈隨著一起振動，線圈在永磁體的磁場里振動，線圈中的磁通量發(fā)生變化，進而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，將聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘枴?/p>