资源简介

(共23张PPT)
第二章 电磁感应及其应用
第3节 自感现象与涡流
1.学会分析通电和断电自感现象。
2.通过实验了解涡流现象，知道涡流是怎样产生的。
3.通过对涡流实例的分析，了解涡流现象在生产生活中的应用和危害。
思考：线圈中电流发生变化时，是否会在自身产生感应电动势呢？
当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在线圈本身激发出感应电动势，这种现象称为自感现象。
知识点一：自感现象与自感电动势
观察两个灯泡的发光情况
① A1、A2 使用规格完全一样的灯泡。
② 闭合电键S，调节变阻器 R 和 R1 ，
使A1、A2亮度相同且正常发光。
（目的：使R与线圈电阻相同）
③ 然后断开开关S。
④ 重新闭合S，观察到什么现象？
点击图片 播放视频
现象：在闭合开关S瞬间，灯A2立刻正常发光，A1却缓慢发光，比A2迟一会儿才正常发光。
思考：为什么A1逐渐缓慢地亮起来？
S
A1
R
I
B原
B感
E
I
A2
S接通
穿过线圈的电流I 增大
穿过线圈的磁通量增大
线圈产生感应电动势
A1灯逐渐亮
阻碍电流增大
结论1:电流增大时，线圈的感应电动势“阻碍”原电流的增大，方向与线圈中原电流方向相反。
分析A1灯:
通电自感
1. 自感现象
当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势的现象。
2. 自感电动势：
（1）概念：自感现象中产生的感应电动势，称为自感电动势。
（2）作用：总是阻碍线圈中原电流的变化，即总是起着推迟电流变化的作用。
★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。
观察开关断开时灯泡的亮度
如图所示，先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关。注意观察开关断开时灯泡的亮度，并思考：
（1）产生感应电动势的线圈可以看作一个电源，它能向外供电。由于开关已经断开，线圈提供的感应电流将沿什么路径流动？
（2）开关断开前后，流过灯泡的电流方向相同吗？
点击图片 播放视频
现象：S断开时，灯泡A并不立即熄灭，灯A闪亮一下，过一会逐渐熄灭。
S断开
穿过线圈的电流I 减小
穿过线圈的磁通量减小
线圈产生感应电动势
灯闪亮一下逐渐熄灭
阻碍电流减小（补偿）
分析A灯:
结论2: 电流减小时，线圈的自感电动势“阻碍”原电流的减小，方向与线圈中原电流方向相同
A
断电自感
因为IL >IA
3.自感电动势的方向：
当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；
当原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同。
增反减同
自感电动势的大小与线圈本身的一些特性有关
自感电动势公式
自感系数
（2）决定因素
线圈的圈数
是否有铁芯
线圈的大小
线圈的形状
（1）物理意义:
4.自感系数
描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量
亨利（H）
（3）单位：
5. 自感的利用与危害
（1）利用：感应圈、电焊等。
（2）危害：电弧火花——烧蚀开关。
生活中是怎样利用电磁感应来工作的？
迷你实验室：涡流加热
如图，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
铁锅里的水水温升高，玻璃杯中的水温度几乎不变，因为铁锅底部产生的感应电流，电流的热效应使水升温。
知识点二：涡流
1. 定义：线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，靠近它的导体内会产生漩涡状电流，叫做涡电流，简称涡流。
若金属电阻率很小，则涡流往往很强，产生的热量很多。
2. 特点：
3. 应用
（1）涡流热效应：真空冶炼炉，高频焊接，电磁炉。
电磁炉的台面下布满了金属导线缠绕的线圈，当通上交替变化极快的交流电时，在台板与铁锅底之间产生强大的交变的磁场，磁感线穿过锅体，使锅底产生强涡流，当涡流受材料电阻的阻碍时，就放出大量的热量，将饭菜煮熟。
（2）涡流磁效应：金属探测器、安检门等。
探雷器的长柄线圈中，通有变化的电流，在其周围就产生变化的磁场埋在地下的金属物品，由于电磁感应而形成涡流，涡流的磁场反过来又作用于线圈，使仪器报警。
涡流是不是都是有利的呢？
4.涡流的危害与防止
危害：线圈中流过变化的电流，在铁芯中产生的涡流使铁芯发热，浪费了能量，还可能损坏电器。
防止（减少涡流的途径，以变压器为例）：
①增大铁芯材料的电阻率，常用的材料是硅钢。
②用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。
1.有关自感现象,下列叙述中正确的是（ ）
A.有铁芯的多匝金属线圈中,通过的电流强度不变时,无自感现象发生,线圈的自感系数为零
B.导体中所通电流发生变化时,产生的自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化
C.线圈中所通电流越大,产生的自感电动势也越大
D.线圈中所通电流变化越大,产生的自感电动势也越大
B
2.图中的小灯泡A、B完全相同，带铁心的线圈自感系数很大、电阻忽略不计，则（　）
A．S闭合瞬间，A灯不亮，B灯立即亮
B．S闭合瞬间，B灯不亮，A灯立即亮
C．S闭合瞬间，A、B灯同时亮，以后
B灯更亮，A灯熄灭
D．稳定后再断开S的瞬间，A、B灯立即熄灭
C
3.如图所示甲、乙中，自感线圈L的电阻很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，下列说法正确的是( )
A．在电路甲中，断开S，A将立即熄灭
B．在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后逐渐变暗
C．在电路乙中，断开S，A将逐渐变暗
D．在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗
D
4.高频感应炉是用来熔化金属并对其进行冶炼的.图为冶炼金属的高频感应炉的示意图,炉内放入被冶炼的金属,线圈通入高频变化的电流,这时被冶炼的金属就能被熔化,这种冶炼方法速度快、温度易控制,并能避免有害杂质混入被冶炼的金属中,因此适于冶炼特种金属.该炉的加热原理是( 　)
A.利用线圈中电流产生的焦耳热
B.利用线圈中电流产生的磁场
C.利用变化的电流的磁场在炉内金属中产生的涡流
D.给线圈通电的同时,给炉内金属也通了电
C
5.(多选)图中四个图都与涡流有关,其中说法正确的是(　 )
A.真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置
B.自制金属探测器是利用地磁场来进行探测的
C.电磁炉工作时在它的面板上产生涡流加热食物
D.变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠合而成是为了减小涡流
　AD
1. 自感现象：当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势的现象。
2. 自感电动势：
（1）自感现象中产生的感应电动势，称为自感电动势。
（2）自感电动势的方向：
当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；
当原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同。
3. 涡流：线圈中的电流随时间变化时，由于电磁感应，靠近它的导体内会产生漩涡状电流，叫做涡电流，简称涡流。

展开更多......

收起↑