1、,高中物理选修1-1人教版,第三章 电磁感应 第6讲 自感现象 涡流,目标定位 1.了解什么是自感现象、自感系数和涡流，知道影响自感系数大小的因素.2.了解自感现象和涡流的利用及其危害的防止.3.初步了解日光灯、电磁炉等家用电器的工作原理,一、自感现象 1线圈A中 引起的磁通量的变化，会在它自身激发感应电动势，这个电动势叫做 ，这种现象叫做 2电路中自感的作用是 电流的变化,预习导学,电流的变化,自感电动势,自感现象,阻碍,想一想 如图361所示的电路，L为自感线圈，A是一个灯泡，E是电源，当S闭合瞬间，通过灯泡的电流方向是ab.当S切断瞬间，通过灯泡的电流方向是ba.,预习导学,答案 当S切
2、断瞬间，由于电源提供给灯泡A及线圈的电流立即消失，因此线圈要产生一个自感电动势来阻碍原电流减小，所以线圈此时相当于一个电源，产生的自感电流和原电流方向相同，流经A时的方向是ba.,图361,二、电感器 1线路中的线圈叫做电感器，电感器的性能用 表示，简称 2线圈越大、匝数越多，它的自感系数越大给线圈中加入铁芯，自感系数比没有铁芯时大得多 3交流电通过电感器时，由于线圈中的自感电动势总是 电流的变化，所以电感器对交流电有 作用,预习导学,自感系数,自感,阻碍,阻碍,4在自感系数很大、电流很强的电路中，切断电源的瞬间都会产生很大的自感电动势，使开关两端出现很高的电压，形成 电弧不仅会烧蚀开关，有时
3、还会危及人员的安全 想一想 自感现象中产生的自感电动势与线圈是否有关？可能与线圈的哪些因素有关？ 答案 有关与线圈的长度、大小、匝数及有无铁芯都有关,预习导学,电弧,三、涡流及其应用 1只要空间有变化的 ，其中的导体中就会产生 ，我们把这种感应电流叫做涡流 2利用涡流的 可以制成一种新型炉灶 也是利用涡流工作的 3涡流的热效应在许多场合是有害的当电机、变压器绕组中通过交流时，在铁芯中会产生 这会使铁芯 ，消耗电能，破坏绝缘为了减少涡流，铁芯都用电阻率很大的硅钢片叠加,预习导学,磁通量,感应电流,热效应,电磁炉金属探测器,涡流,过热,想一想 电流频率的高低对涡流有什么影响？如何减小涡流？ 答案
4、电流频率越高，涡流越强；减小电流的频率或增大电阻可减小涡流.,预习导学,一、自感现象及分析 1通电自感的分析 (1)电路：如图362所示,课堂讲义,图362,(2)装置要求及作用：A1、A2规格相同，R的作用是使灯泡A1、A2亮度相同，R1的作用是使灯泡A1、A2均正常发光 (3)实验现象：S合上时，A2立即正常发光，A1逐渐亮起来，稳定后两灯亮度相同 (4)现象分析：在接通的瞬间，电路的电流增大，A2立刻亮起来；穿过线圈L的磁通量增加，线圈中产生自感电动势，这个自感电动势阻碍线圈中电流的增大，不能使电流立即达到最大值，所以A1只能逐渐亮起来,课堂讲义,2断电自感的分析 (1)电路：如图363
5、所示,课堂讲义,图363,(2)装置要求：线圈L的电阻较小，目的是接通电路的灯泡正常发光时，通过线圈的电流IL大于通过灯泡的电流IA，即ILIA. (3)实验现象：断开S时，发现灯泡A先闪亮一下，过一会儿才熄灭 (4)现象分析：电路断开的瞬间，通电线圈的电流突然减小，穿过线圈的磁通量也很快地减少，线圈中产生了感应电动势，此感应电动势阻碍线圈L电流的减小由于S断开后，L、A形成闭合回路，L中的电流从IL逐渐减小，流过A的电流突然变为IL，然后再从IL逐渐减小到零，所以A先闪亮一下，再逐渐熄灭,课堂讲义,【例1】 (2012安徽省学业水平测试)如图364所示为演示自感现象的实验电路，下列说法正确的
6、是 ( ) A当闭合开关S时A1先亮 B当闭合开关S时A2先亮 C当断开开关S时A1先熄灭 D当断开开关S时A2先熄灭,课堂讲义,图364,答案 B 解析 闭合开关时，由于自感电动势的阻碍作用，A1电路中的电流只能逐渐增大，所以A2先亮，选项A错误，B正确；当断开开关S时，L相当于电源，A1、A2、L、R组成闭合回路，电流由支路A1中的电流逐渐减小，所以A1、A2一起逐渐熄灭，选项C、D错误,课堂讲义,针对训练1 (2012江苏省学业水平测试)如图365所示的电路，当开关闭合时，小灯泡将_(选填“逐渐”或“立刻”)变亮当开关断开时，小灯泡将_(选填“逐渐”或“立刻”)熄灭,课堂讲义,图365,
7、答案 逐渐 立刻 解析 闭合开关时，由于电感器的自感电动势的阻碍作用，A中的电流只能逐渐增大，即小灯泡逐渐变亮；当开关断开时，由于小灯泡无法与其它用电器构成回路，虽然电感器中有自感电动势，但是没有自感电流，所以小灯泡立刻熄灭,课堂讲义,二、涡流的利用及防止 1涡流的利用 (1)涡流的热效应可以利用涡流来加热，例如电磁炉和高频感应炉 (2)涡流的阻尼作用(称为电磁阻尼)，例如在一些电学测量仪表中，利用电磁阻尼仪表的指针迅速地停在它所测出的刻度上，以及高速机车制动的涡流闸等 (3)涡流探测，如探雷器等,课堂讲义,2涡流的防止 要减小涡流，可采用的方法是把整块铁芯改成薄片叠压的铁芯，增大回路电阻例如
8、电动机和变压器的铁芯都不是整块金属,课堂讲义,【例2】 关于电磁炉，下列说法正确的是 ( ) A电磁炉也利用了电磁感应原理 B电磁炉可以用陶瓷锅做饭 C电磁炉是利用涡流的典型例子 D电磁炉工作时，锅与炉体是相互绝缘的,课堂讲义,答案 ACD 解析 电磁炉的工作原理是电磁感应产生的涡流的热效应，A对；电磁炉的锅应是金属材料，最好是铁锅当铁锅与炉体绝缘时，铁锅内的涡流产生大量的热量，从而加热食物B错，C、D对,课堂讲义,针对训练2 变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成，而不采用一块整硅钢，这是为了 ( ) A增大涡流，提高变压器的效率 B减小涡流，提高变压器的效率 C增大涡流，减小铁芯的发热量 D减小涡流，减小铁芯的发热量,课堂讲义,答案 BD 解析 涡流的主要效应之一就是发热，而变压器的铁芯发热，是我们不希望出现的所以不采用整块硅钢，而采用薄硅钢片叠压在一起，目的是减小涡流，减小铁芯的发热量，进而提高变压器的效率,课堂讲义,对点训练,单击此处进入 对点练习,再见,