物理选修1-13.6自感现象涡流.ppt

一 输电导线发热损失电能的计算 P损 I2R二 减少输电导线发热损失电能的方法 减小输电线的R和I三 减小输电线的电阻的方法 1 选用电阻率小的金属作导线材料2 增大导线的横截面3 综合 多股绞线 钢芯铝线四 减小输电线的电流方法 提高输电电压P输 UI五 高压输电全过程 示意图和有关计算六 电网供电 网络化 国际化 经济 可靠 质量高 走在大街上 在无轨电车转弯时 常常可以看到电车的弓形拾电器与电线接触的位置打出火花来 这种现象是怎么产生的 学过这节课你就能找到答案 生活中还有哪些与此相似的现象呢 请同学们通过观看视频来了解一下 生活中的自感现象 断电自感现象 自感现象 知识与能力1 知道什么是自感现象 2 了解什么是电感器 3 了解什么是涡流 4 初步了解日光灯 电磁炉等家用电器工作的自感原理 过程与方法利用对自感现象的想象培养想象能力 体验将物理知识应用于生活的过程 情感态度与价值观体会科技成果对生活的广泛影响 培养对涡流现象的广泛 神奇的应用产生兴趣 重点1 自感现象 2 自感系数 3 涡流 难点1 高压输电的原理 2 怎样减少电能输送时的损失 一 自感现象二 电感器三 涡流及其应用 一 自感现象 1 回顾 在做3 1 5 如右图 的实验时 由于线圈A中电流的变化 它产生的磁通量发生变化 磁通量的变化在线圈B中激发了感应电动势 互感 思考 如果没有线圈 的存在 线圈 中电流的变化会引起线圈A中激发感应电动势吗 2 自感现象 由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫做自感现象 如 没有线圈 的存在 线圈A中电流的变化引起磁通量的变化 也会在它自身激发感应电动势 然而 自感现象对于电路有什么影响呢 让我们通过下面两个演示实验共同探究这个问题 1 实验器材 规格完全一样的灯泡A1 A2 电键S 滑动变阻器R 带铁芯的线圈 电源 导线若干 开关闭合时的自感现象 2 实验过程 如上图 将灯泡 2与变阻器 串联 灯泡 1与带铁芯的线圈 串联 它们都连到同一个电源上 闭合开关 调整变阻器使两个灯泡亮度相同 然后断开开关 重新闭合S 观察到什么现象 3 实验现象 灯泡A2立刻正常发光 跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来 4 过程分析 接通电路的瞬间 电流增大 穿过线圈的磁通量也增加 在线圈中产生感应电动势 由楞次定律可知 它将阻碍原电流的增加 所以A1中的电流只能逐渐增大 A1逐渐亮起来 开关断开时的自感现象 1 实验器材 小灯泡 电键S 滑动变阻器R 带铁芯的线圈 电源 导线若干 2 实验过程 如上图连接电路 开关闭合时 电流分为两个支路 一路流过线圈 另一路流过灯泡 灯泡 正常发光 把开关 断开 注意观察小灯泡的亮度 3 实验现象 开始时灯泡 正常发光 然而当开关断开时 灯A先变得更亮后再熄灭 4 过程分析 电路断开时 线圈中的电流减小而导致磁通量发生变化 产生自感电动势阻碍原电流的减小 L中的电流只能从原值开始逐渐减小 S断开后 L与A组成闭合回路 L中的电流从A中流过 所以A不会立即熄灭 而能持续一段发光时间 过一段时间后才熄灭 结论 1 导体中电流变化时 自身产生感应电动势 这个感应电动势阻碍原电流的变化 2 自感电动势 在自感现象中产生的感应电动势 叫做自感电动势 注意 是 阻碍 不是 阻止 电流原来怎么变化还是怎么变 只是变化变慢了 即对电流的变化起延迟作用 二 电感器 1 电感器 电路中的线圈又叫电感器 2 自感系数L 1 描述电感器的性能的 简称自感或电感 2 L大小影响因素 由线圈本身的特性所决定 与线圈是否通电无关 它跟线圈的形状 长短 匝数 有无铁芯等因素有关 线圈越长 单位长度上的匝数越多 截面积越大 自感系数就越大 有铁芯时线圈的自感系数比没有铁芯时要大得多 3 电感器的特性 阻碍电流的变化 对交流电有阻碍作用 4 上节学到的变压器 实际上也是电感器 为了与自感线圈相区别 有时说变压器时一种互感器 5 应用 自感现象在电工技术和电子技术有广泛的应用 如日光灯电子镇流器中有电阻器 电容器 电感器 日光灯电子镇流器中有电阻器 电容器 电感器 日光灯镇流器 日光灯的构造 镇流器结构 启动器结构 6 危害 在切断自感系数很大 电流很强的电路的瞬间 产生很高的自感电动势 形成电弧 在这类电路中应采用特制的开关 精密电阻可采用双线并绕来清除自感现象 有自感的电路被切断时可能产生有危害的电弧 三 涡流及其应用 1 涡流 通过上面的学习我们认识到 变压器原线圈中的电流不仅在副线圈中产生感应电动势 还会在原线圈自身产生感应电动势 其实 变压器铁芯也是导体 变化的磁通量也会在铁芯中产生感应电流 一般来说 只要空间有变化的磁通量 其中的导体中就会产生感应电流 一般我们把这种感应电流叫做涡流 2 应用 1 电磁炉涡流同其他电流一样 通过电阻时会产生热 利用涡流的热效应可以制成一种新型炉灶 电磁炉在电磁炉的炉盘下有一个线圈 里面通过交变电流 它能使炉盘上面得金属中产生涡流 从而生热 2 金属探测器用于安全检查的 门 导线沿着 门框 绕城线圈 金属物品通过 门 时产生涡流 涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流 引发报警 3 危害 涡流的热效应在许多场合是有害的 如 在电机 变压器中 为了增强磁场 它们的绕组都绕在铁芯上 当绕组中通过交流时 在铁芯中产生涡流 这会使铁芯过热 消耗电能 破坏绝缘 4 防止 为了减少涡流 铁芯都用电阻率很大的硅钢片叠成 硅钢片的表面要经过处理 生成不导电的氧化层 可以进一步减小涡流 硅钢片 软磁性材料 1 自感现象 1 自感现象定义 2 开关闭合时的自感现象 3 开关断开时的自感现象2 电感器 1 电感器的定义 2 自感系数 3 日光灯电子镇流器3 涡流 1 涡流的定义 2 涡流的应用 危害及防止 07海南卷 在如图所示的电路中 b为两个完全相同的灯泡 L为自感线圈 E为电源 S为开关 关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序 下列说法正确的是 A 合上开关 a先亮 b后亮 断开开关 a b同时熄灭B 合上开关 b先亮 a后亮 断开开关 a先熄灭 b后熄灭C 合上开关 b先亮 a后亮 断开开关 a b同时熄灭D 合上开关 a b同时亮 断开开关 b先熄灭 a后熄灭 C 08年江苏卷 如图所示的电路中 三个相同的灯泡a b c和电感L1 L2与直流电源连接 电感的电阻忽略不计 电键K从闭合状态突然断开时 下列判断正确的有 A a先变亮 然后逐渐变暗B b先变亮 然后逐渐变暗C c先变亮 然后逐渐变暗D b c都逐渐变暗 AD A A1向左 A2向右B A1向右 A2向左C A1 A2都向右D A1 A2都向左 A 有阻碍电流的作用 最后电流由I0减少到零B 有阻碍电流的作用 最后电流总小于I0C 有阻碍电流增大的作用 因而电流I0保持不变D 有阻碍电流增大的作用 但电流最后还是增大到2I0 D A 镇流器的作用是将交流电变为直流电B 在日光灯的启动阶段 镇流器能提供一个瞬时高压 使灯管开始工作C 日光灯正常发光时 启动器的两个触片是分离的D 日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直接辐射的 BC 1 答 这个装置实际就是个变压器 所以当一个线圈中通有交变电流时 另一个线圈上能够产生感应电动势 2 答 能 因为线圈还能形成通路 3 答 在线圈中加入一根铁棒后 由于铁棒被磁化 所