人教版选修11 自感现象 涡流 第1课时 学案.docx

3.6自感现象 涡流 学习目标1. 了解什么是自感现象、自感系数和涡流，知道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。重点：了解什么是自感现象、自感系数和涡流，知道自感系数大小的因素4. 难点：了解自感现象和涡流的利用及其危害的防止。【自主导学】一、自感现象1、回顾：在做3.1-5（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：线圈a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。 3、自感现象对电路的影响观察两个实验演示实验一：开关闭合时的自感现象要求和操作： a1、a2是规格完全一样的灯泡。闭合电键s，调节变阻器r，使a1、a2亮度相同，再调节r1，使两灯正常发光，然后断开开关s。重新闭合s，观察到什么现象？ 现象： 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。线圈中出现的感应电动势只是阻碍了原电流的变化（增加），而非阻止，所以虽延缓了电流变化的进程，但最终电流仍然达到最大值， a1最终达到正常发光演示实验二：开关断开时的自感现象按图连接电路。开关闭合时电流分为两个支路，一路流过线圈l，另一路流过灯泡a。灯泡a正常发光 。把开关断开，注意观察灯泡亮度要求：线圈l的电阻较小 现象： 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用电路图分析实验二结论：1导体中电流变化时，自身产生 ，这个感应电动势 原电流的变化2自感现象： ，叫做自感现象3自感电动势： ，叫做自感电动势注意： “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 自感系数 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 所决定，与线圈是否通电无关它跟线圈的 、 、 、 等因素有关，线圈越 ，单位长度上的匝数越 ，截面积越 ，自感系数就越 ，有铁芯时线圈的自感系数比没有铁芯时要 得多3、电感器的特性：阻碍电流的 ，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。三、自感现象的应用和防止 1应用：在各种电器设备、电工技术和无线电技术中应用广泛。如日光灯电子镇流器中，有电阻器、电容器、电感器件2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 四、涡流及其应用1变压器在工作时，除了在原、副线圈产生感应电动势外，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，其中的导体就会产生感应电流，我们把这种感应电流叫做涡流2、应用：（1）新型炉灶电磁炉。（2）金属探测器：飞机场、火车站安全检查、扫雷、探矿。3、防止：铁芯都用电阻率很大的硅钢片叠成。【小结】一、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。二、两个演示实验：开关闭合和断开时的自感现象。 电路图、要求、操作、现象、原因分析三、 电感器：在电路中，线圈又叫电感器。四、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五、电感器的主要作用：阻碍电流的变化，对交流电 有阻碍作用六、自感现象的应用和防止 1应用：在各种电器设备、电工技术和无线电技术中 应用广泛。2危害：在切断电路的瞬间，形成电弧。不安全。七、涡流及其应用、防止。八、典例分析：例1当线圈中电流改变时，线圈中会产生自感电动势，自感电动势方向与原电流方向()a总是相反b总是相同c电流增大时，两者方向相同d电流减小时，两者方向相同答案d例2：如图:所示，电路甲、乙中电阻r和自感线圈l的电阻都很小接通s，使电路达到稳定，灯泡a发光，则()a在电路甲中，断开s，a将渐渐变暗b在电路甲中，断开s，a将先变得更亮，然后渐渐变暗c在电路乙中，断开s，a将渐渐变暗d在电路乙中，断开s，a将先变得更亮，然后渐渐变暗答案ad解析甲图中，灯a与线圈l在同一支路，通过的电流相同；断开开关s时，a、l、r组成回路，由于自感作用，l中电流逐渐减小，灯不会闪亮一下，灯a将逐渐变暗，故a正确乙图中，电路稳定时，通过上支路的电流ilia(因l的电阻很小)；断开开关s时，由于l的自感作用，回路中电流在il的基础上减小，电流反向通过a的瞬间，a中电流变大，然后渐渐变小，所以灯a要闪亮一下，然后渐渐变暗，故d正确作业：1.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2涡流是如何产生的？涡流的主要作用有哪些？答案：涡流是由于导体中的磁通量发生变化而产生的感应电流，主要作用是热效应3电流频率的高低对涡流有什么影响？如何减小涡流？答案：电流频率越高，涡流越强；减小电流的频率或增大电阻可以减小涡流4.如图所示，线圈l的自感系数很大，且其电阻可以忽略不计，l1、l2是两个完全相同的小灯泡，随着开关s的闭合和断开，l1、l2的亮度变化情况是(灯丝不会断)()as闭合，l1亮度不变，l2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；s断开，l2立即不亮，l1逐渐变亮bs闭合，l1不亮，l2很亮；s断开，l1、l2立即不亮cs闭合，l1、l2同时亮，而后l1逐渐熄灭，l2亮度不变；s断开，l2立即不亮，l1亮一下才灭ds闭合，l1、l2同时亮，而后l1逐渐熄灭，l2则逐渐变得更亮；s断开，l2立即不亮，l1亮一下才灭解析当s接通，l的自感系数很大，对电流的阻碍作用较大，l1和l2串联后与电源相连，l1和l2同时亮，随着l中电流的增大，l的直流电阻不计，l的分流作用增大，l1的电流逐渐减小为零，由于总电阻变小，总电流变大，l2的电流增大，l2灯变得更亮当s断开，l2中无电流，立即熄灭，而线圈l要维持本身的电流不变，l与l1组成闭合电路，l1灯要亮一下后再熄灭，综上所述，选项d正确答案d5.如图所示，a1和a2是完全相同的灯泡，线圈l的电阻可以忽略，下列说法正确的是()a合上开关s接通电路时，a2先亮，a1后亮，最后一样亮b合上开关s接通电路时，a1、a2始终一样亮c断开开关s切断电路时，a2立即熄灭，a1过一会才熄灭d断开开关s切断电路时，a1、a2都过一会才熄灭答案ad解析闭合开关时，由于自感电动势的作用，a1电路中的电流只能逐渐增大到与a2中的电流相同，故选项a正确，选项b错误；开关由闭合到断开，l相当于电源，a1、a2、l组成闭合回路，电流由支路a1中的电流逐渐减小，故选项c错误，选项d正确6.关于线圈中自感电动势的大小，下列说法中正确的是()a电感一定时，电流变化越大，电动势越大b电感一定时，电流变化越快，电动势越大c通过线圈的电流为零的瞬间，电动势为零d通过线圈的电流为最大值的瞬间，电动势最大解析对自感电动势的理解，考查理解能力在电感一定的情况下电流变化越快即变化率越大电动势越大，a项错，b项对；电流为零的瞬间，电流的变化率不一定为零，电流的值最大时，电流的变化率不一定最大，所以c、d项错答案b7.如图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()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ad8下列关于线圈的自感系数大小的说法中，正确的是()a通过线圈的电流越大，自感系数也越大b线圈中的电流变化越快，自感系数也越大c插有铁芯时线圈的自感系数会变大d线圈的自感系数与电流的大小、电流变化的快慢、是否有铁