学案 9 涡流现象及其应用[学习目标定位] 1.知道什么是涡流现象,并能够说明其产生的原因.2.了解电磁灶和涡流加热.3.了解涡流现象的应用——涡流制动和涡流探测.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、涡流现象如图 1 所示,当线圈中的电流随时间变化时,由于电磁感应,在附近导体中会产生像水中旋涡一样的感应电流,把这种在整块导体内部发生电磁感应而产生的感应电流的现象叫涡流现象.导体的外周长越长、交变磁场的频率越高,涡流就越大.图 1二、电磁灶与涡流加热1.如图 2 所示,电磁灶采用了磁场感应涡流的加热原理.电磁灶工作时,电磁灶的线圈产生交变电磁场,锅底部处在交变磁场中产生涡流,从而使锅体发热.图 21图 32.如图 3 所示,感应炉接到高频交流电源上,在线圈中产生交变磁场,使金属中产生涡流,金属发热而熔化,从而达到冶炼金属的目的.三、涡流制动与涡流探测1.涡流制动:如图 4 所示,铝盘在蹄形磁铁的磁场中转动,会在铝盘中激起涡流,涡流图 4与磁场相互作用产生一个动态阻尼力,从而提供制动力矩.2.涡流探测:涡流金属探测器具有一个通过一定频率交变电流的探测线圈,该线圈产生的交变磁场在金属物中激起涡流,涡流的变化会反过来影响探测线圈,改变探测线圈电流的大小和相位,从而探知金属物.一、涡流现象[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 5),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.(忽略热传导)图 5请回答下列问题:(1)铁锅和玻璃杯中水的温度有什么不同?(2)试着解释这种现象.答案 (1)通电后铁锅中的水逐渐变热,玻璃杯中水的温度不变化(忽略热传导).(2)线圈接入周期性变化的电流,某段时间内,若电流变大,则其磁场变强,变化的磁场激发出感应电场,小铁锅(导体)可以看作是由许多闭合线圈组成的,在感应电场作用下,这些线圈中产生了感应电动势,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,则锅中的水会热起来.而玻璃杯中虽然也会产生感应电场,但没有自由移2动的电荷,故不会产生电流,也不会产生电热,则玻璃杯中水的温度没有变化.[要点提炼]1.涡流是整块导体发生的电磁感应现象,同样遵...