第三章第六节

1、栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应第六节自感现象涡流第六节自感现象涡流第七节课题研究：电在我家中第七节课题研究：电在我家中(略略)栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应目标导航目标导航1.了解什么是自感现象、自感系数和涡流，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知道影响自感系数大小的因素.(重点难点重点难点)2了解自感现象和涡流的利用及其危害的了解自感现象和涡流的利用及其危害的防止防止.(重点重点)3初步了解日光灯、电磁炉等家用电器的初步了解日光灯、电磁炉等家用电器的工作原理工作原理.栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应新知初探自学导引新知初探自

2、学导引一、自感现象一、自感现象1定义定义:由于导体回路中的电流发生变化而在由于导体回路中的电流发生变化而在自身回路引起的电磁感应现象称为自身回路引起的电磁感应现象称为_2本质：自身电流的变化，导致其自身产生本质：自身电流的变化，导致其自身产生的磁场发生变化，从而使通过自身的磁通量发的磁场发生变化，从而使通过自身的磁通量发生变化，最终产生电磁感应现象生变化，最终产生电磁感应现象自感现象自感现象栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应3.通电自感：如图通电自感：如图361所示，开关闭合所示，开关闭合时我们观察到的现象是：灯泡时我们观察到的现象是：灯泡A1_,灯泡灯泡A2_，这是由于，这是由于_

3、的影响的影响,由此可以判断线圈由此可以判断线圈L的自感电动势的自感电动势_电流的增加电流的增加逐渐变亮逐渐变亮立即变亮立即变亮线圈线圈L阻碍阻碍图图361栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应4断电自感：如图断电自感：如图362所示，开关断开所示，开关断开时，灯泡时，灯泡A_熄灭，这是由于线圈熄灭，这是由于线圈的的_作用，说明自感电动势作用，说明自感电动势_线线圈中电流的减小圈中电流的减小5自感的作用：阻碍电路中自感的作用：阻碍电路中_的变化的变化电流电流图图362没有立即没有立即自感自感阻碍阻碍栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应想一想想一想1断电自感现象中，灯泡在开关断开后，

4、断电自感现象中，灯泡在开关断开后，仍然亮一会，是否违背能量守恒定律？仍然亮一会，是否违背能量守恒定律？提示：提示：不违背不违背断电时，储存在线圈内的磁断电时，储存在线圈内的磁场能转化为电能用以维持回路保持一定时间场能转化为电能用以维持回路保持一定时间的电流的电流栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应二、电感器二、电感器1定义：电路中的定义：电路中的_叫做电感器叫做电感器2描述电感器性能的物理量：自感系数，描述电感器性能的物理量：自感系数，简称简称_3决定线圈自感系数的因素决定线圈自感系数的因素:线圈的线圈的_、_、_、线圈中是否有、线圈中是否有_线圈线圈自感自感形状形状长短长短匝数匝数铁

5、芯铁芯栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应线圈越粗、越长，匝数越多，它的自感系数线圈越粗、越长，匝数越多，它的自感系数就就_，另外有铁芯时的自感系数比没，另外有铁芯时的自感系数比没有铁芯时大有铁芯时大4应用应用:自感现象在我们的生活中有利也有自感现象在我们的生活中有利也有弊弊,利用自感现象，如利用自感现象，如:_；需；需要克服自感现象，如：要克服自感现象，如：_越大越大日光灯镇流器日光灯镇流器断电时产生的电弧断电时产生的电弧栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应三、涡流及其应用三、涡流及其应用1定义：只要空间有变化的磁通量，其中定义：只要空间有变化的磁通量，其中的导体中就会产生的

6、导体中就会产生_，我们把这，我们把这种感应电流叫做涡流种感应电流叫做涡流2应用：涡流通过电阻时可以应用：涡流通过电阻时可以_，金，金属探测器和电磁炉就利用了涡流属探测器和电磁炉就利用了涡流但在电动但在电动机、变压器中涡流是有害的机、变压器中涡流是有害的感应电流感应电流生热生热栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应想一想想一想2互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯就能减小涡流块硅钢铁芯就能减小涡流,请试着说出原因请试着说出原因提示：提示：绝缘硅钢片之间是绝缘的，能增大回绝缘硅钢片之间是绝缘的，能增大回路中的电阻，并阻断涡流的回路从而减小了路中的电阻

7、，并阻断涡流的回路从而减小了涡流涡流栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应要点探究讲练互动要点探究讲练互动自感现象的分析自感现象的分析学案导引学案导引1发生断电自感时，为什么灯泡有时会闪发生断电自感时，为什么灯泡有时会闪一下？一下？2如何判断断电时自感电流的方向？如何判断断电时自感电流的方向？栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应自感电动势总是要阻碍引起自感的电流的变自感电动势总是要阻碍引起自感的电流的变化，就好像感应电流的磁场总是要阻碍引起化，就好像感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化一样自感电动势感应电流的磁通量的变化一样自感电动势阻碍的对象是阻碍的对象是“电流的

8、变化电流的变化”，而不是电流本，而不是电流本身如图身如图363所示，所示，图图363栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应所以线圈上产生一个所以线圈上产生一个b端为正、端为正、a端为负的自端为负的自感电动势，与灯泡组成感电动势，与灯泡组成abcd回路，因此流过回路，因此流过A的电流大小由的电流大小由I2变成变成I1，方向由，方向由dc变成变成cd.可见通过可见通过A的电流大小与方向都发生了的电流大小与方向都发生了变化变化栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应特别提醒：特别提醒：发生断电自感时，如果要判定电发生断电自感时，如果要判定电路中的

9、灯泡是否闪亮一下，方法是判断灯泡路中的灯泡是否闪亮一下，方法是判断灯泡中的电流是突然变大，还是突然变小，为此中的电流是突然变大，还是突然变小，为此要比较原电路中要比较原电路中I1、I2的大小，若的大小，若Rr，I1I2，灯泡会闪亮一下再熄灭；若，灯泡会闪亮一下再熄灭；若Rr，灯泡，灯泡会逐渐变暗至熄灭会逐渐变暗至熄灭栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应(2012武汉二中高二检测武汉二中高二检测)在如图在如图364所示的电路中，所示的电路中，A1和和A2是完全相同的灯是完全相同的灯泡，线圈泡，线圈L的电阻可忽略，下列说法中正确的电阻可忽略，下列说法中正确的是的是()例例1图图364栏目栏

10、目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应A合上开关合上开关S接通电路时，接通电路时，A2先亮，先亮，A1后后亮，最后一样亮亮，最后一样亮B.合上开关合上开关S接通电路时，接通电路时，A1和和A2始终一样始终一样亮亮C.断开开关断开开关S切断电路时，切断电路时，A1和和A2都要经过都要经过一会儿才熄灭一会儿才熄灭D.断开开关断开开关S切断电路时，切断电路时，A2立即熄灭，立即熄灭，A1过一会儿才熄灭过一会儿才熄灭栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应【关键提醒关键提醒】分析自感现象的核心问题就分析自感现象的核心问题就是明确自感电动势的作用是明确自感电动势的作用(相当于电源还是电相当于电源还是

11、电阻阻)，并且要弄清电路的整体结构，并且要弄清电路的整体结构【精讲精析精讲精析】要判断灯泡的发光情况，必要判断灯泡的发光情况，必须分析在两种情形下流经两灯泡的电流特点须分析在两种情形下流经两灯泡的电流特点.而分析电流特点，首先必须抓住本题的关键而分析电流特点，首先必须抓住本题的关键所在，线圈所在，线圈L在在S接通和断开时所起的作用，接通和断开时所起的作用，即接通即接通S时，线圈时，线圈L要要“阻碍阻碍”它所在支路电它所在支路电栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应流的增大，线圈流的增大，线圈L要阻碍电流流过灯泡要阻碍电流流过灯泡A1，故故A2先亮，先亮，A1后亮；选项后亮；选项A正确，正

12、确，B错误；错误；当开关断开时，线圈当开关断开时，线圈L产生的自感电动势阻产生的自感电动势阻碍电流的减小，使碍电流的减小，使A1所在支路中电流不能立所在支路中电流不能立刻减为零，而这个电流同时流过两个灯泡组刻减为零，而这个电流同时流过两个灯泡组成的回路，故选项成的回路，故选项C正确，正确，D错误错误【答案答案】AC栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应变式训练变式训练1.如图如图365所示的电路中，两个电流表所示的电路中，两个电流表G1和和G2的零点都在刻度盘中央，当电流从的零点都在刻度盘中央，当电流从“”接线柱流入时，指针向右摆，当电流从接线柱流入时，指针向右摆，当电流从“”接线柱流入

13、时，指针向左摆，当电路接接线柱流入时，指针向左摆，当电路接通并达到稳定时再断开的瞬间，下列哪个说通并达到稳定时再断开的瞬间，下列哪个说法符合实际法符合实际()栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应图图365栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应AG1指针向左摆，指针向左摆，G2指针向右摆指针向右摆BG1指针向右摆，指针向右摆，G2指针向左摆指针向左摆CG1、G2的指针都向左摆的指针都向左摆DG1、G2的指针都向右摆的指针都向右摆解析：选解析：选A.S断开的瞬间，断开的瞬间，LRG2G1组成了一组成了一个新的回路，新回路的电源是个新的回路，新回路的电源是L，L阻碍回路阻碍回路中向右的

14、电流的减小，所以回路中还有顺时中向右的电流的减小，所以回路中还有顺时针的电流针的电流.栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应学案导引学案导引1涡流产生的原因是什么？涡流产生的原因是什么？2高频感应炉是利用的涡流的什么效应？高频感应炉是利用的涡流的什么效应？对涡流的进一步理解对涡流的进一步理解栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应1涡流的产生涡流的产生把块状金属放在变化的磁场中，或者让它在把块状金属放在变化的磁场中，或者让它在非均匀磁场中运动，金属块内就会产生感应非均匀磁场中运动，金属块内就会产生感应电流，因为金属块本身可自行构成闭合回路电流，因为金属块本身可自行构成闭合回路,且整块

15、金属导体的电阻一般情况下很小，所且整块金属导体的电阻一般情况下很小，所以产生的涡流通常是很强的以产生的涡流通常是很强的栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应2涡流的应用涡流的应用(1)利用涡流的热效应：应用涡流在回路中产利用涡流的热效应：应用涡流在回路中产生的热量冶炼金属的高频感应炉生的热量冶炼金属的高频感应炉(2)利用涡流的磁效应利用涡流的磁效应:电磁阻尼和电磁驱动电磁阻尼和电磁驱动.(3)利用涡流现象的小型装置：在车站、机场利用涡流现象的小型装置：在车站、机场进行安检的探测器，用来探测旅客是否带有进行安检的探测器，用来探测旅客是否带有金属制品，像刀、枪之类的危险物品等金属制品，像刀、

16、枪之类的危险物品等栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应3涡流的危害与防止涡流的危害与防止(1)在各种电机、变压器中，涡流是非常有害在各种电机、变压器中，涡流是非常有害的，首先它会使铁芯的温度升高，从而危及的，首先它会使铁芯的温度升高，从而危及线圈绝缘材料的寿命，严重时会使材料报废线圈绝缘材料的寿命，严重时会使材料报废;其次涡流发热要消耗额外的能量，使电机、其次涡流发热要消耗额外的能量，使电机、变压器的效率降低变压器的效率降低栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应(2)为了减小涡流，变压器、电机里的铁芯不为了减小涡流，变压器、电机里的铁芯不是由整块的钢铁制成，而是用薄薄的硅钢片是由

17、整块的钢铁制成，而是用薄薄的硅钢片叠合而成一方面硅钢片的电阻率比一般钢叠合而成一方面硅钢片的电阻率比一般钢铁的要大，从而减少损耗；另一方面，每层铁的要大，从而减少损耗；另一方面，每层硅钢片之间都是绝缘的，阻断了涡流的通路硅钢片之间都是绝缘的，阻断了涡流的通路,进一步地减少了涡流的发热进一步地减少了涡流的发热栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应(2012绍兴一中高二检测绍兴一中高二检测)如图如图366所示是高频焊接原理示意图线圈中通以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产生感应

18、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，以下说法中正确的工件其他部分发热很少，以下说法中正确的是是()例例2栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应图图366栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应A电流变化的频率越高，焊缝处的温度升电流变化的频率越高，焊缝处的温度升高得越快高得越快B电流变化的频率越低，焊缝处的温度升电流变化的频率越低，焊缝处的温度升高得越快高得越快C工件上只有焊缝处温度升得很高是因为工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小焊缝处的电阻小D工件上只有焊缝处温度升得很高是因为

19、工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大焊缝处的电阻大栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应【思路点拨思路点拨】由电磁感应现象判断电流频由电磁感应现象判断电流频率高低对电流大小的影响，由焊缝处和工件率高低对电流大小的影响，由焊缝处和工件其它部分串联电流一样，判断焊缝处的电阻其它部分串联电流一样，判断焊缝处的电阻的大小的大小栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应【精讲精析精讲精析】线圈中通以高频变化的电流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，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，电流变感应电流的大小与感应电动势有关，电流

20、变化的频率越高，电流变化得越快，感应电动化的频率越高，电流变化得越快，感应电动势就越大势就越大A选项正确选项正确工件上焊缝处相对工件上焊缝处相对于其他位置而言电阻大，电流产生的热量就于其他位置而言电阻大，电流产生的热量就多，多，D选项也正确选项也正确【答案答案】AD栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应变式训练变式训练2下列哪些做法是减少涡流的产生下列哪些做法是减少涡流的产生()A在电动机、变压器的线圈中加入铁芯在电动机、变压器的线圈中加入铁芯B电动机、变压器内部铁芯都是由相互绝电动机、变压器内部铁芯都是由相互绝缘的硅钢片组成缘的硅钢片组成C在电磁冶金中，把交变电流改成直流电在电磁冶金中

21、，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一些大型用电器采用特制的安全开关栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应解析：选解析：选B.在电动机、变压器中，为增强磁在电动机、变压器中，为增强磁场，把绕组都绕在铁芯上，以增强磁场，但场，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，所以互绝缘，可进一步减少涡流，所以A不正确不正确,B正确；正确；栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应电磁冶金是利用产生的涡流，而只有当空间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，是流电电流稳定，产生的磁场也是稳定的，是不会引起涡流的；不会引起涡流的；D与涡流无关，是为了防与涡流无关，是为了防止自感止自感栏目栏目导引导引第三章电磁感应第三章电磁感应热点示例创新拓展热点示例创新拓展能量守恒在涡流中的应用能量守恒在涡流中的应用经典案例经典案例如图如图367所示，闭合金属环所示，闭合金属环从曲面上从曲面上h高处滚下，又沿曲