高三物理选修知识点总结复习学案4(涡流(选学).pdf

该【高三物理选修知识点总结复习学案4(涡流(选学) 】是由【老狐狸】上传分享，文档一共【6】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【高三物理选修知识点总结复习学案4(涡流(选学) 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。 : .

学案 9 涡流(选学)
[学习目标定位] ，了解涡流现象在日常生活和生产
.
阻尼，了解电磁阻尼在日常生活和生产中的应用．


1．楞次定律：感应电流具有这样的方向，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．根据楞次定律的扩展含义，感应电流所受安培力总是阻碍引起感应电流的
导体与磁场间的相对运动．概括为“来拒去留”．

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．为了降低涡流的损耗，变压器和电动机中的铁芯都是用许多相互绝缘的薄
硅钢片叠合而成的．
二、高频感应炉与电磁灶
1．高频感应炉：如图 1 所示，让高频交流电通过线圈，就可在被冶炼的金属
内部产生很强的涡流，从而产生大量的热使金属熔化．

图 1 图 2
2．电磁灶：如图 2 所示，当灶内的励磁线圈通有交变电流时，形成交变磁场，
使铁磁材料制成的锅底产生涡流发热．
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，这种现象叫做电磁阻尼.

1 : .

一、涡流
[问题设计] 在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上面放一口小铁锅(图 3)，锅
内放少许水，给线圈通入交变电流一段时间．再用玻璃杯代替小铁锅，通电
时间相同．

图 3
请回答下列问题：
(1)铁锅和玻璃杯中的水温有什么不同？
(2)试着解释这种现象．
答案 (1)通电后铁锅中的水逐渐变热，玻璃杯中的水温不变化 (忽略热传
导)．
(2)线圈接入交变电流，某段时间内，若电流变大，则其磁场变强，根据麦克
斯韦理论，变化的磁场激发出感生电场，小铁锅 (导体)可以看做是由许多闭
合线圈组成的，在感生电场作用下，这些线圈中产生了感生电动势，从而产
生涡旋状的感应电流，由于导体存在电阻，当电流在导体中流动时，就会产
生电热使锅中的水热起来．而玻璃杯中虽然也会产生感生电场，但没有自由
移动的电荷故不会产生电流，也不会产生电热，则玻璃杯中的水温没有变化．
[要点提炼]
1．产生：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．
2．利用：高频感应炉，电磁灶等利用了涡流的热效应；安检门、扫雷器等利
用了涡流的磁效应．
3．防止：为了减少涡流对电动机、变压器的损害，常用电阻率较大的硅钢做
铁芯材料，而且用互相绝缘的薄硅钢片叠成铁芯来代替整块硅钢材料．
二、高频感应炉与电磁灶
[问题设计]
请阅读教材“高频感应炉与电磁灶”的内容，回答下列问题：
(1)高频感应炉冶炼金属的原理是什么？有什么优点？
(2)电磁灶中的涡流是怎样产生的？产生涡流的部分和引起涡流的部分是否
接触？电磁灶的表面在电磁灶工作时的热量是怎么产生的？
答案 (1)高频感应炉冶炼金属是利用涡流熔化金属．冶炼锅内装入被冶炼的
金属，让高频交流电通过线圈，被冶炼的金属内部就产生很强的涡流，从而
2 : .

产生大量的热使金属熔化．
优点：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．
(2)涡流产生在铁磁材料制成的锅底部，引起涡流的部分是灶内的励磁线圈，
它与锅底不接触．电磁灶工作时表面摸上去温度也挺高，是因为其表面与铁
锅发生了热传递．
三、电磁阻尼
[问题设计]
1．拨动灵敏电流计指针，拨动停止后观察现象．在两个接线柱上接上一根导
线(短路线)，再次拨动指针，拨动停止后再次观察现象，比较两次观察的现
象有何不同？
答案 第一次停止拨动后，可观察到指针要摆动多次，经过一定时间才能停
止下来；第二次可发现指针摆幅迅速减小，比不连导线时摆动的时间短得多．
2．两次观察到不同的现象，是什么原因造成的？
答案 这是由于与指针相连的线圈在磁场中摆动时产生了涡流，线圈受到的
安培力总是阻碍线圈的转动，使指针摆幅迅速衰减，这样能起到阻尼保护的
作用．
[要点提炼]
1．电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，导体中产生的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，这种现象称为电磁阻尼．
2．应用：磁电式仪表中利用电磁阻尼使指针迅速停下来，便于读数．

一、对涡流的理解
例 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
解析 涡流的本质是电磁感应现象中产生的感应电流，只不过是由金属块自
身构成回路，它既有热效应，也有磁效应，所以 A 正确，B、C 错误；硅钢中
产生的涡流较小，D 错误．
答案 A
二、涡流热效应的应用
例 2 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
3 : .

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
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成，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，导致锅底出现涡流，从而产生热量，故 D 错
误；故选 A、C.
答案 AC
三、对电磁阻尼的理解
例 3 在水平放置的光滑绝缘导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁，如图 4 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．各滑块在向磁铁运动的过程中( )

图 4
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 甲、乙向磁铁靠近时要产生涡流，受电磁阻尼作用，做减速运动，丙
则不会产生涡流，只能匀速运动．
答案 C
针对训练 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 5 所示，在此过程中
( )

图 5
A．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
4 : .

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
产生的磁场的作用力阻碍磁铁的运动．同理，磁铁穿出时该电流产生的磁场
的作用力也阻碍磁铁的运动，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运动，且一直做加速运动，C 项对．



1．(涡流的理解)下列做法中可能产生涡流的是 ( )
A．把金属块放在匀强磁场中
B．让金属块在匀强磁场中做匀速运动
C．让金属块在匀强磁场中做变速运动
D．把金属块放在变化的磁场中
答案 D
解析 涡流就是整个金属块中产生的感应电流，所以产生涡流的条件就是在
金属块中产生感应电流的条件，即穿过金属块的磁通量发生变化．而A、B、C
中磁通量不变化，所以 A、B、C 错误；把金属块放在变化的磁场中时，穿过
金属块的磁通量发生了变化，有涡流产生，所以 D 正确．
2．(对涡流热效应的应用)熔化金属的一种方法是用“高频炉”，它的主要部
件是一个铜制线圈，线圈中有一坩埚，埚内放待熔的金属块，当线圈中通以
高频交流电时，埚中金属就可以熔化，这是因为( )
A．线圈中的高频交流电通过线圈电阻，产生焦耳热
B．线圈中的高频交流电产生高频微波辐射，深入到金属内部，产生焦耳热
C．线圈中的高频交流电在坩埚中产生感应电流，通过坩埚电阻产生焦耳热
D．线圈中的高频交流电在金属块中产生感应电流，通过金属块电阻产生焦耳
热
答案 D
5 : .

解析 高频交流电通过线圈，从而产生变化的电磁场，使得处于电磁场的金
属块产生涡流，进而发热，故 A、B、C 错误，D 正确．
3．(电磁阻尼的理解与应用)如图 6 所示，条形磁铁从高 h 处自由下落，中途
穿过一个固定的空心线圈，开关 S 断开时，条形磁铁落地用时 t ，落地时速
1
度为 v ；开关 S 闭合时，条形磁铁落地用时 t ，落地时速度为 v .则它们的大
1 2 2
小关系正确的是 ( )

图 6
A．t ＞t ，v ＞v B．t ＝t ，v ＝v
1 2 1 2 1 2 1 2
C．t ＜t ，v ＜v