高中物理第3章六自感现象涡流课件新人教选修11

1、,六自感现象涡流,一、自感现象 1当线圈中的电流发生变化时，电流的磁场随之变化，从而引起穿过线圈的_的变化，这会使线圈中产生感应电动势这种由于自身电流变化而在导体内产生的电动势叫_这种现象叫_ 2自感电动势总是_电流的变化,磁通量,自感电动势,自感现象,阻碍,二、电感器 1线路中的线圈叫做电感器，电感器的性能用_表示，简称_ 2电感器的自感系数与_、_、有无铁芯有关 3交流通过电感器时，产生的自感电动势总是_电流的变化，即电感器对交流有_作用,自感系数,自感,线圈匝数,大小,阻碍,阻碍,4老式的日光灯镇流器就是一个自感系数很大的电感器，在电子镇流器中也要用到_ 5由于自感现象，在电流很强或高压

2、电路中，切断电源时开关两端会产生_，造成对人员、设备的损伤应采用安全开关，防止电弧产生 温馨提示理想电感器对直流无阻碍，对交流有阻碍,电感器,电弧,三、涡流及其应用 1穿过导体的_变化时，会在导体内部形成涡旋状的_，叫做涡流 2电磁炉是利用涡流的_给物体加热的新型炉灶_也是利用涡流工作的 3很多涡流是有害的，主要是产生_，浪费电能变压器的铁芯采用电阻很大的硅钢片，且硅钢片彼此绝缘，就是为了减小变压器工作时铁芯中的涡流,磁通量,感应电流,热效应,金属探测器,热量,一、自感现象及分析 1通电自感的分析 (1)电路：如图361所示,图361,(2)装置要求及作用：A1、A2规格相同，R的作用是使灯泡

3、A1、A2亮度相同，R1的作用是使灯泡A1、A2均正常发光 (3)实验现象：S合上时，A2立即正常发光，A1逐渐亮起来，稳定后两灯亮度相同 (4)现象分析：在接通的瞬间，电路的电流增大，A2立刻亮起来；穿过线圈L的磁通量增加，线圈中产生感应电动势，这个感应电动势阻碍线圈中电流的增大，不能使电流立即达到最大值，所以A1只能逐渐亮起来,2断电自感的分析 (1)电路：如图362所示,图362,(2)装置要求：若线圈L的电阻较小，目的是接通电路的灯泡正常发光时，通过线圈的电流IL大于通过灯泡的电流IA，即ILIA. (3)实验现象：断开S时，发现灯泡A先闪亮一下，过一会儿才熄灭,(4)现象分析：电路断

4、开的瞬间，通电线圈的电流突然减小，穿过线圈的磁通量也很快地减少，线圈中产生了感应电动势，此感应电动势阻碍线圈L电流的减小由于S断开后，L、A形成闭合回路，L中的电流从IL逐渐减小，流过A的电流突然变为IL，然后再从IL逐渐减小到零，所以A先闪亮一下，再逐渐熄灭,二、自感系数 (1)自感系数简称自感或电感，不同的线圈，在电流变化相同的条件下，产生的自感电动势不同，电学中用自感系数来表示线圈的这种特性 (2)线圈的长度越长，线圈的面积越大，单位长度上匝数越多，线圈的自感系数越大，线圈中有铁芯比无铁芯时自感系数大,三、涡流的利用及防止 1涡流的利用 (1)涡流的热效应可以利用涡流来加热，例如电磁炉和

5、高频感应炉 (2)涡流的阻尼作用(称为电磁阻尼)，例如在一些电学测量仪表中，利用电磁阻尼仪表的指针迅速地停在它所测出的刻度上，以及高速机车制动的涡流闸等 (3)涡流探测，如探雷器等,2涡流的防止 要减小涡流，可采用的方法是把整块铁芯改成薄片叠压的铁芯，增大回路电阻例如电动机和变压器的铁芯都不是整块金属.,【典例1】 (多选)如图363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(),自感现象对电路的影响,图363,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

6、灭 D断开开关S切断电路时，A1、A2都过一会才熄灭,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 答案AD,借题发挥分析自感现象要抓住两点： (1)明确线圈对哪部分电路起作用 (2)明确线圈的作用：总是阻碍电路中电流的变化电流增加，线圈的自感阻碍它的增加，电流减小，线圈的自感又阻碍它的减小,【变式1】 如图364所示，L为一纯电感线圈(直流电阻不计)，A为一灯泡，下列说法正确的是(),图364,A开关S接通的

7、瞬间，无电流通过灯泡 B开关S接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡 C开关S断开的瞬间，无电流通过灯泡 D开关S接通的瞬间及接通后电路稳定时，灯泡中均有从a到b的电流，而在开关断开瞬间灯泡中则有从b到a的电流 【答案】B,【解析】开关S接通的瞬间，灯泡中的电流从a到b；S接通的瞬间，线圈由于自感作用，通过它的电流逐渐增大开关S接通后，电路稳定时，纯电感线圈对电流无阻碍作用，将灯泡短路，灯泡中无电流通过开关S断开的瞬间，由于线圈的自感作用，线圈中原有向右的电流将逐渐减小，该电流通过灯泡形成回路，故灯泡中有从b到a的瞬间电流,【典例2】 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

8、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,自感现象的理解和应用,解析在自感一定的情况下，电流变化越快，自感电动势越大，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，与线圈的大小、形状、匝数、有无铁芯等有关，而与线圈的电流的变化率无关，C项错 答案D,【变式2】 关于线圈的自感系数大小的下列说法中，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

9、慢、是否有铁芯等都无关,【答案】C 【解析】自感系数是由电感器本身的因素决定的，包括线圈的大小、单位长度上的匝数，而且有铁芯时比无铁芯时自感系数要大,1(多选)如图365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(),自感现象对电路的影响,甲乙,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

10、，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,2(多选)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成，而不采用一块整硅钢，这是为了() A增大涡流，提高变压器的效率 B减小涡流，提高变压器的效率 C增大涡流，减小铁芯的发热量 D减小涡流，减小铁芯的发热量 【答案】BD,自感现象的理解和应用,【解析】涡流的主要效应之一就是发热，而变压器的铁芯发热，是我们不希望出现的所以不采用整块硅钢，而采用薄硅钢片叠压在一起，目的应该是减小涡流，减小铁芯的发热量，进而提高变压器的效率,3(多选)如图366所示，是高频焊接原理示意图，线圈中通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝时产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法中正确的是(),图366,A交流电的频率越高，焊缝处的温度升高得越快 B交流电的频率越低，焊缝处的温度升高得越快 C工