高中物理 3.6 自感现象 涡流同步备课课件 新人教版选修11.ppt

六自感现象涡流 1 基本知识 1 自感现象线圈中通交流时 由于线圈自身电流的变化 引起的变化 也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 自感现象及电感器 磁通量 自感电动势 自感现象 2 自感的作用阻碍电路中的变化 3 电感器 电路中的叫做电感器 4 描述电感器性能的物理量 自感系数 简称 决定线圈自感系数的因素 线圈的 线圈中是否有 有铁芯时的自感系数比没有铁芯时 5 电感器的电路作用 由于线圈中的自感电动势总是阻碍电流的 因此 电感器对有阻碍作用 电流 线圈 自感 大小 匝数 铁芯 大得多 变化 交流 2 思考判断 1 线圈中电流增大时 自感现象阻碍电流的增大 2 线圈中电流减小时 自感现象阻碍电流的减小 3 探究交流如何理解自感现象中的阻碍作用 提示 自感现象中的阻碍是延长变化的时间 但增大时还是要增大 减小时还是要减小 1 基本知识 1 定义 只要在空间有变化的磁通量 其中的导体就会产生 我们把这种感应电流叫做涡流 2 应用 涡流通过电阻时可以 金属探测器和电磁炉就利用了涡流 但在电动机 变压器中涡流是的 涡流及其应用 感应电流 生热 有害 2 思考判断 1 涡流是可以利用的 2 变压器中的涡流是有害的 3 探究交流变压器中是如何减小涡流的 提示 变压器中的铁芯是用涂有绝缘漆的硅钢片叠压制成 从而减小了涡流 问题导思 1 自感现象遵循的规律是什么 2 自感的作用有哪些 如何应用 自感现象的理解 1 通电自感和断电自感 2 自感现象的实质自感现象遵循法拉第电磁感应定律 自感是由自身电流变化而产生的电磁感应现象 而前面所学变压器是由于另外线圈中电流变化 进而磁场 磁通量变化而在该线圈回路中产生电磁感应的现象 因此又叫互感现象 3 自感的作用阻碍电流的变化 应理解为自感仅仅是减缓了原电流的变化 而不会阻止原电流的变化或逆转原电流的变化 4 电感器的特点由于恒定直流的大小不变 通过电感器的磁通量也不变 无自感电动势 因此 电感器对恒定直流无阻碍作用 故电感器有 通直流 阻交流 的特点 2012 东城区高二检测 如图3 6 1所示电路中 s是闭合的 此时流过l的电流为i1 流过灯a的电流为i2 且i1 i2 在t1时刻将s断开 那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是图中的 图3 6 1 审题指导 自感现象的发生条件及自感的作用 解析 s断开前 流过a与l的电流分别为i2 i1 二者方向相同 s断开后 i2立即消失 但由于自感作用 i1不会立即消失 并且a与l构成一回路 a中电流方向反向且由i1逐渐减小至0 答案 d 1 如图3 6 2所示 l为自感系数较大的线圈 电路稳定后小灯泡正常发光 当断开开关s的瞬间会有 图3 6 2 a 灯a立即熄灭b 灯a慢慢熄灭c 灯a突然闪亮一下再慢慢熄灭d 无法判定 解析 当开关s断开时 由于通过电感线圈的电流从有变到零 线圈将产生自感电动势 但由于线圈l与灯a串联 在s断开后 不能形成闭合回路 因此灯a在开关断开后 电源供给的电流为零 灯就立即熄灭 因此正确选项为a 答案 a 问题导思 1 涡流是如何产生的 原理是什么 2 为什么变压器的铁芯不用整块的铁或钢 而用涂有绝缘漆的硅钢片叠压制成的 涡流 1 涡流把块状金属放在变化的磁场中 或者让它在磁场中运动时 金属块内将产生感应电流 这种电流在金属块内自成闭合回路 很像水的漩涡 故叫涡电流 简称涡流 涡流常常很强 2 涡流的减少在各种电机和变压器中 为了减少涡流的损失 在电机和变压器上通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压制成的铁芯 3 涡流的利用冶炼金属的高频感应炉就是利用强大的涡流使金属尽快熔化 电学测量仪表的指针快速停止摆动也是利用铝框在磁场中转动产生的涡流 如图3 6 3所示是高频焊接原理示意图 线圈中通以高频变化的电流时 待焊接的金属工件中就产生感应电流 感应电流通过焊缝产生大量热量 将金属熔化 把工件焊接在一起 而工件其他部分发热很少 以下说法正确的是 图3 6 3 a 电流变化的频率越高 焊缝处的温度升高得越快b 电流变化的频率越低 焊缝处的温度升高得越快c 工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小d 工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大 解析 线圈中通以高频变化的电流时 待焊接的金属工件中就产生感应电流 感应电流的大小与感应电动势有关 电流变化的频率越高 电流变化得越快 感应电动势就越大 a选项正确 工件上焊缝处的电阻大 电流产生的热量就多 d选项也正确 答案 ad 2 2012 1月广东学业水平测试 电磁炉在炉内由交变电流产生交变磁场 使放在炉上的金属锅体内产生感应电流而发热 从而加热食品 电磁炉的工作利用了 a 电流的热效应b 静电现象c 电磁感应原理d 磁场对电流的作用 解析 电磁炉的原理是电磁炉产生高频的变化磁场 是炉上的铁或钢锅的锅底产生感应电流 此电流产生热量 所以选项a c正确 答案 ac 1 关于线圈的自感系数 下面说法正确的是 a 线圈的自感系数越大 自感电动势一定越大b 线圈中电流等于零时 自感系数也等于零c 线圈中电流变化越快 自感系数越大d 线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定 解析 线圈的自感系数由线圈的大小 形状 匝数和是否带有铁芯有关 而与电流及电流的变化无关 答案 d 2 如图3 6 4所示 a b是两盏完全相同的白炽灯 l是电阻不计的电感线圈 如果断开s2 接通s1 a b两灯都能同样发光 如果s2接通 那么 下列情况可能出现的是 图3 6 4 a 刚一接通s1 a灯就立即亮 而b灯则迟延一段时间才亮b 刚接通s1时 线圈l中的电流为零c 接通s1以后 a灯变亮 b灯由亮变暗 然后熄灭d 断开s1时 a灯立即熄灭 b灯先亮一下然后熄灭 解析 刚接通s1时 由于l的自感作用 a灯 b灯同时亮 a错 刚开始时 线圈l中的电流为零 b正确 稳定以后由于rl 0 故l把灯b短路 b熄灭 c正确 断开s1后 回路中的电流变小 a灯立即熄灭 由于l的自感作用 b要亮一下再熄灭 d正确 答案 bcd 3 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 涡流本质上是感应电流 是自身构成回路 在穿过导体的磁通量变化时产生的 所以a对 b错 涡流不仅有热效应 同其他电流一样也有磁效应 c错 硅钢电阻率大 产生的涡流较小 但仍能产生涡流 d错 答案 a 4 下列关于自感现象的说法 正确的是 a 自感现象不是电磁感应现象b 自感电动势不是感应电动势c 自感电动势总是阻碍电流的通过d 自感电动势总是阻碍电流的变化 解析 自感现象是由于自身电流变化 引起磁通量变化而产生的电磁感应现象 故a b错 自感的作用是阻碍电流的变化 电流增大时自感电动势阻碍电流的增大 电流减小时自感电动势阻碍电流的减小 而不是阻碍电流的通过 所以c错 d对 答案 d 5 2013 太原检测 如图3 6 5所示的电路 l为自感线圈 r是一个灯泡 e是电源 当开关s闭合瞬间 通过电灯的