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(共34张PPT)
3.3自感现象与涡流
G
P
线圈L1
线圈L2
滑动变阻器P滑动时：线圈2中是否有感应电流？
外界磁场的变化会引起线圈中产生感应电动势，那么当线圈电流变化，而引穿过自身线圈的磁通量的变化时，该线圈自身是否也会产生电磁感应呢？
1、自感现象
开关闭合时的灯泡变化
按图2-17连接电路。闭合开关。调节R0，使灯泡1和灯泡2的亮度相同。然后断开开关。再闭合开关，观察灯泡1和灯泡2的发光情况有什么不同？想一想为什么会不同？
灯泡L1在开关闭合时立即变亮，灯泡L2逐渐变亮。
闭合电路瞬间，线圈中的电流从零开始增大→磁通量从零增加→线圈产生了感应电动势
由楞次定律可知，产生的感应电动势要阻碍电流的增大，导致灯泡L2逐渐变亮，过一会才和灯泡L1一样亮。
由线圈自身的电流变化所产生的电磁感应现象称为自感现象。
通电自感
通电瞬间，自感线圈处相当于断路;
电流稳定时，自感线圈相当于导线或电阻。
例1、实验中，当电键闭合后，通过灯泡A1的电流随时间变化的图像为 ___图；通过灯泡A2的电流随时间变化的图像为___图。
I
t
I
t
I
t
I
t
A B C D
C
A
开关断开时的灯泡变化
按图2-18连接电路。闭合开关。调节R0，使灯泡1和灯泡2的亮度相同。然后断开开关。观察灯泡1和灯泡2的发光情况有什么不同？想一想为什么会不同？
开关断开时，灯泡L2立刻熄灭。灯泡L1过一会儿才熄灭。
开关断开后，灯泡L1与线圈组成回路。且回路中有电动势和电流存在。
开关断开时，线圈中的电流突然减小→穿过线圈的磁通量减小→线圈产生了感应电动势
线圈中的感应电动势要阻碍原电流的减小，灯泡L1与线圈组成回路仍有电流通过，因此和线圈并联的灯泡L1并不立即熄灭。
断电自感
断电时,自感线圈处相当于电源．
例2、在上述实验中，电键断开后通过线圈的电流随时间的变化图像为___图，通过灯泡的电流随时间的变化图像为___图；
A B C D
I
t
I
t
I
t
I
t
B
D
1.为什么会闪亮一下再熄灭？
2. 是否只要断电，产生自感现象，小灯泡都会闪亮一下？
断电自感与小灯泡的闪亮
L
A
E
S
IA
IL
当IL>IA则，灯泡就会闪亮一下再熄灭
当IL≤IA则，灯泡就会缓慢的熄灭
L
A1
A2
R
S
R1
当IL>IA2则，A2就会闪亮一下再熄灭
当IL≤IA2则，A2就会缓慢的熄灭
由于A1与电感串联电流相等，它不会闪亮。
D
D
2、自感电动势
由线圈自身电流变化所产生的感应电动势称为自感电动势。
1、自感电动势有什么作用？
阻碍导体自身的电流的变化。
2、怎样阻碍？
增反、减同
3、阻碍了，能阻止吗？
不能，只是延迟了变化，增加所用的时间！
自感电动势的大小与哪些因素有关呢？
自感电动势的大小与线圈本身的特性有关
线圈的匝数
是否有铁芯
线圈的横截面积
线圈的形状
线圈的长短
物理学中，用自感系数来表示线圈的这些特性
简称自感或电感。符号:L
亨利，简称亨（H）
单位：
线圈横截面积越大、单位长度匝数越多，线圈越长，它的自感系数越大！给线圈中加入铁芯，自感系数也会大大增加。
物理意义：描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量
自感系数越大，对电流变化的阻碍越大，延时作用越明显。
穿过线圈的磁通量
磁通量的变化率
自感电动势的大小跟电流的变化率成正比
自感电动势公式
生活中的线圈与应用
日光灯的镇流器
收音机中的线圈
几亨
几毫亨
线圈也是交流电路中的重要元件
汽车发动机点火器
煤气灶电子点火器
小功率高压产生器
广播电台和电视台利用LC振荡电路来发射和接收电磁波。
电焊也利用了自感现象。电焊时，焊条和金属工件分别用导线通过电焊机与电源连接。先把焊条与被焊的工件短暂接触，然后迅速将焊条提起，与工件保持4~5mm的距离。在焊条突然被提起的瞬间，电流突然减小，电焊机内的大线圈自感产生高压，使焊条与工件之间的空隙产生电弧火花，电弧火花产生的高温将焊条和金属工件局部熔化，冷却后，焊接处就熔为一体了。
一节电池也能产生火花
取一根长约1m的漆包线绕在一把锉刀上，再让一节干电池的正极与锉刀接触，负极则与导线的一端接触。手执导线的另外一端，让裸露的导线头在锉刀上来回刮动（图2-21).你观察到了什么现象？想想看，为什么会发生这一现象？
裸露的导线头与锉刀接触的地方出现火花
一般情况下，一节电池的电动势不足以让空气电离而出现火花。实验中，锉刀表面凹凸不平，导线头划动，与锉刀断开瞬间，线圈电流迅速减小，使线圈发生了自感现象，产生的与原电流方向相同的自感电动势。自感电动势远大于电池电动势，使得导线头与锉刀之间的空气电离，产生火花。
3、涡流及其应用
涡流加热
如图2-22所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上面放一口小铁锅，锅内放少许水，给线圈通入一段时间（通电时间不能过长）的交变电流；再用玻璃杯代替小铁锅，通入相同时间的交变电流。铁锅和玻璃杯中的水温变化有什么不同？为什么？
铁锅内的水逐渐变热；
而玻璃杯里的水不会变热。
交变电流能使线圈产生变化的磁场。当穿过金属块的磁通量发生变化时，金属块内部会产生感应电流。铁锅的电阻小，产生的电流大，因此了热较快。玻璃是绝缘体，所以不产生电流，不发热。
涡流：当穿过金属块的磁通量发生变化时，金属块内部会产生感应电流，在金属块内部形成闭合回路，就像旋涡一样，我们称这种电流为涡点流，简称涡流。
高频感应炉
电磁炉内的铜线线圈
应用
高频焊接机
安检门
乘飞机、高铁的乘客都要通过一道特设的安检门（图 2-26）进行安全检查。如果乘客身上有金属物体，通过安检门时就会发出警报声。原来，安检门的金属探测器利用了电磁感应原理：当交变电流通过线圈时，会产生迅速变化的磁场。这个磁场使金属物体内部产生涡电流，涡电流又会产生磁场，反过来影响原来的磁场，进而引发探测器发出警报声。
金属探测器具有探测度广、定位准确、分辨力强、操作简易等特点，广泛用于安检、考古、探矿、寻找废旧金属等，故又被称为“探铁器”或“探宝仪”。
线圈
探雷器
金属探测仪
变压器、电动机和发电机的铁芯常会因涡流损失大量的电能并导致设备发热。
防止
用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢片
增大铁芯材料的电阻率，常用的材料是硅钢
一单匝线圈落入磁场中，分析它在图示位置时感应电流的方向和线圈所受安培力的方向。此时安培力对线圈的运动有什么影响？
涡流的机械效应：
当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。
v
v
电磁阻尼使金属盘、磁铁和金属球快速停下，机械能转化为电能以热的形式散发到周围的空气中。
微安表的表头在运输时
为何把两个接线柱连在一起？
用导线短路两接线柱，使表头线圈闭合产生电磁阻尼，大大降低因外界的摇摆、振动对表头的影响。
谢谢！

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