高中物理 3.6 自感现象 涡流同步辅导与检测课件 新人教版选修11.ppt

第六节自感现象涡流 电磁感应 亨利亨利1797年12月17日生于美国纽约州奥尔贝尼市 1822年毕业于奥尔贝尼学院 1826年被聘为奥尔贝尼学院物理学教授 1867年任美国科学院第一任院长 1829年 亨利改进电磁铁 他用绝缘导线密绕在铁芯上 制成了能提起近一吨重物的强电磁铁 同年 亨利在用实验证明不同长度的导线对电磁铁的提举力的影响时 发现了电流的自感现象 断开通有电流的长导线可以产生明亮的火花 1832年 他在发表的论文中宣布发现了自感现象 1835年1月 亨利向美国哲学会介绍了他的研究结果 他用14个实验定性地确定了各种形状导体的电感的相对大小 他还发现了变压器工作的基本定律 1830年8月 亨利在实验中已经观察到了电磁感应现象 这比法拉第发现电磁感应现象早一年 但是当时亨利正在集中精力制作更大的电磁铁 没有及时发表这一实验成果 失去了发明权 亨利的电磁铁为电报机的发明作出了贡献 实用电报的发明者莫尔斯和惠斯通都采用了亨利发明的继电器 亨利一生有许多创造发明 但他从不拿去申请专利 总是无偿地向社会公布 1878年5月13日亨利在华盛顿去世 一 自感现象由于流过 的电流发生变化而引起的电磁感应现象叫做自感现象 产生的电动势叫做 二 电感器电路中的 叫做电感器 其性能用 来描述 简称 线圈越 匝数越 它的自感系数越大 给线圈中加入铁芯 自感系数变 一 导体 线圈 本身自感电动势二 线圈自感系数自感大多大 三 涡流只要空间有 其中的导体就会产生 这种 称之为涡流 涡流实际上是一种特殊的 现象 只要把金属块放在 的磁场中 或者是让金属块在 金属块中均可产生涡流 这种电流在金属块内会自成闭合回路 像 一样 整块金属的电阻很 故涡流往往很 三 变化的磁通量感应电流感应电流电磁感应变化非均匀磁场中运动水的漩涡小强 通电自感与断电自感的比较 如下图所示 a1与a2是完全相同的灯泡 线圈l的电阻可以忽略 下列说法中正确的是 a 合上开关接通电路时 a2先亮 a1后亮 最后一样亮b 合上开关接通电路时 a1与a2始终一样亮c 断开开关切断电路时 a2立即熄灭 a1过一会儿才熄灭d 断开开关切断电路时 a1和a2都要过一会儿才熄灭 解析 闭合开关时 a2灯立即就有电流流过 而由于线圈l中产生自感电动势会阻碍a1灯中电流的增大 所以灯a2先亮 a1后亮 故选项a正确 断开开关时 虽然电源电路不通了 但由于线圈l中又产生自感电动势 线圈l与a1 a2灯构成闭合电路 线圈l对a1 a2供电 使l a1 a2回路中有电流流过且逐渐减小 从而导致a1 a2灯都要过一会儿才熄灭 故选项d正确 答案 ad 变式迁移 1 如右图所示电路中 s是闭合的 此时流过线圈l的电流为i1 流过灯泡el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下列图中的 解析 线圈l相当于一个电容器 电容器的两个极板分别与电流的两极相连 两个极板带等量异种电荷 当断开开关时 电容器相当于一个电源 但电流方向与充电时相反 电流突然增大 再逐渐减小 故选d 答案 d 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 下列应用中哪些与涡流有关 a 高频感应冶炼炉b 汽车的电磁式速度表c 家用电度表d 闭合线圈在磁场中转动切割磁感线产生的电流解析 真空冶炼炉 炉外线圈通入交变电流 炉内的金属中产生涡流 汽车速度表是电磁式电流表 指针摆动时 铝框骨架中产生涡流 家用电表 转盘式 的转盘中有涡流产生 闭合线圈在磁场中转动产生感应电流 不同于涡流 d错误 答案 abc 变式迁移 2 下列哪些做法是减少涡流的产生 a 在电动机 变压器中的线圈中加入铁芯 b 电动机 变压器内部铁芯都是由相互绝缘的硅钢片组成 c 在电磁冶金中 把交变电流改成直流电 d 一些大型用电器采用特制的安全开关 解析 在电动机 变压器中 为了增强磁场 可以把绕组都绕在铁芯上以增强磁场 但铁芯中会产生很强的涡流 为了减少涡流 铁芯都用电阻率很大的硅钢片叠成 将硅钢片表面进行处理 生成不导电的氧化层 相互绝缘 可进一步减少涡流 所以a不正确 b正确 电磁冶金是利用产生的涡流 而只有当空间中磁通量变化的时候 才会有涡流产生 直流电电流稳定 产生的磁场也是稳定的 是不会引起涡流的 c错误 d与涡流无关 是为了防止自感 答案 b 基础巩固 1 下列说法中正确的是 a 电路中电流越大 自感电动势越大b 电路中电流变化越大 自感电动势越大c 线圈中电流均匀增大 线圈的自感系数也均匀增大d 线圈中的电流为零时 自感电动势不一定为零 解析 在自感一定的情况下电流变化越快电动势越大 与电流的大小 电流变化的大小没有必然的关系 a b项错 线圈的自感系数是由线圈本身的性质决定的 与线圈的长度 单位长度的匝数 线圈的横截面积 有无铁芯等有关 而与线圈的电流的变