高中物理-自感现象-涡流课件-新人教版选修1-11.ppt

1、自感现象涡流自感现象涡流一、自感现象一、自感现象1 1、回顾：回顾：在做在做3.1-53.1-5（右图）的实验时，（右图）的实验时，由于线圈由于线圈A A中电流的变化，它产生的磁中电流的变化，它产生的磁 通量发生变化，磁通量的变化在线圈通量发生变化，磁通量的变化在线圈B B 中激发了感应电动势。中激发了感应电动势。互感。互感。思考：思考：线圈线圈A A中电流的变化会引起线圈中电流的变化会引起线圈A A中激发感中激发感应电动势吗？应电动势吗？2 2、自感现象：自感现象：由于导体由于导体本身的电流发生变化而产生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。的电磁感应现象叫做自感现象。3 3

2、、自感现象对电路的影响、自感现象对电路的影响观察两个实验观察两个实验演示实验一：开关闭合时的自感现象演示实验一：开关闭合时的自感现象 A A1 1、A A2 2是规格完全一样的是规格完全一样的灯泡。闭合电键灯泡。闭合电键S S，调节变阻器，调节变阻器R R，使，使A A1 1、A A2 2亮度相同，再调节亮度相同，再调节R R1 1，使两灯正常发光，然后断，使两灯正常发光，然后断开开关开开关S S。重新闭合。重新闭合S S，观察到，观察到什么现象？什么现象？灯泡灯泡A A2 2立刻正常发光立刻正常发光，跟线圈，跟线圈L L串联的灯泡串联的灯泡A A1 1逐渐逐渐亮起来。亮起来。现象：现象：要求

3、和操作要求和操作：接通电路的瞬间，电流增大，穿过线圈的接通电路的瞬间，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，中的电流只能逐渐增大，A1逐渐亮起来。逐渐亮起来。线圈中出现的感应电动势只是阻碍了原电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，电流变化的进程，但最终电流仍然达到最大值，A1最终达到正常发光最终达到正常发光分

4、析分析：按图连接电路。开关按图连接电路。开关闭合时电流分为两个闭合时电流分为两个支路，一路流过线圈支路，一路流过线圈L L，另一路流过灯泡另一路流过灯泡A A。灯。灯泡泡A A正常发光正常发光 把开关断开，注意观把开关断开，注意观察灯泡亮度察灯泡亮度演示实验二演示实验二：开关断开时的自感现象开关断开时的自感现象 电路断开时，线圈中的电路断开时，线圈中的电流减小而导致磁通量发生变电流减小而导致磁通量发生变化，化，产生自感电动势阻碍原电产生自感电动势阻碍原电流的减小，流的减小，L中的中的电流只能从电流只能从原值开始逐渐减小，原值开始逐渐减小，S断开后，断开后，L与与A组成闭合回路，组成闭合回路，L

5、中的电中的电流从流从A中流过，所以中流过，所以A不会立即不会立即熄灭，而能持续一段发光时熄灭，而能持续一段发光时间间要求要求：线圈线圈L的电阻较小的电阻较小现象现象：开关断开时，灯开关断开时，灯A先更先更亮后再熄灭亮后再熄灭分析分析：演示实验二演示实验二：开关断开时的自感现象开关断开时的自感现象用电路图分析实验二用电路图分析实验二结论：1导体中电流变化时，自身产生感应电动势，这个导体中电流变化时，自身产生感应电动势，这个感应电动势感应电动势阻碍阻碍原电流的变化原电流的变化2 2自感现象：由于导体本身的电流发生变化而产生自感现象：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫做自感现象的电磁

6、感应现象，叫做自感现象3 3自感电动势自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势，：在自感现象中产生的感应电动势，叫做自感电动势叫做自感电动势注意注意：“阻碍阻碍”不是不是“阻止阻止”，电流原来怎么变化电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的变化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的变化起延迟作用起延迟作用。二、电感器二、电感器 自感系数自感系数 1 1电感器：电路中的线圈又叫电感器。电感器：电路中的线圈又叫电感器。2 2、自感系数、自感系数L L：（1 1）描述电感器的性能的，简称）描述电感器的性能的，简称自感或电感自感或电感。（2 2）L L大小影响因素：大小影响因素：由线圈本

7、身的特性所决定，与线圈是否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得多3 3、电感器的特性：阻碍电流的变化，对交流电有阻碍作用。、电感器的特性：阻碍电流的变化，对交流电有阻碍作用。4 4、上节学到的变压器，实际上也是电感器。、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三、自感

8、现象的应用和防止 1 1应用：在各种电器设备、电工技术和无线电技应用：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、电感器件器、电容器、电感器件三、自感现象的应用和防止三、自感现象的应用和防止 2 2危害：在切断自感系数很大，危害：在切断自感系数很大，电流很强的电路的瞬间，产生电流很强的电路的瞬间，产生很高的自感电动势，形成电弧，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关，精密电阻可采用双线并绕来清除自感现象来清除自感现象 四、涡流及其应用四、涡

9、流及其应用1 1变压器在工作时，除了在原、副线圈产生感应电动变压器在工作时，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。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就会产生感应电流，我们把这种感应电流叫做涡流2 2、应用：、应用：（1 1）新型炉灶）新型炉灶电磁炉。电磁炉。（2 2）金属探测器：飞机场、）金属探测器：飞机场、火车站安全检查、扫雷、探火车站安全检查、扫雷、探矿。矿。四、涡流及其应用四、涡流及其应用3 3、防止：铁芯都用电阻

10、率很大的硅钢片叠成。、防止：铁芯都用电阻率很大的硅钢片叠成。一、一、自感现象自感现象：由于导体由于导体本身的电流发生变化而产生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。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。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、电路图、要求、操作、现象现象、原因分析、原因分析三、三、电感器：在电路中，电感器：在电路中，线圈又叫电感器线圈又叫电感器。四、自感系数四、自感系数L L：1 1、描述电感器的性能的，简称、描述电感器的性能的，简称自感或电感自感或电感。2 2、L L大小影响因素：大小影响因素：由线

11、圈本身的特性所决定，与线由线圈本身的特性所决定，与线圈是否通电无关圈是否通电无关它跟线圈的形状、长短、匝数、有它跟线圈的形状、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 有阻碍作用有阻碍作用六、六、自感现象的应用和防止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：在各

12、种电器设备、电工技术和无线电技术中 应用广泛。应用广泛。2危害：在切断电路的瞬间，形成电弧。不安全。危害：在切断电路的瞬间，形成电弧。不安全。七、七、涡流及其应用、防止。涡流及其应用、防止。例例1 1.如图如图12-8-112-8-1所示，电路中，所示，电路中，L L为自感系数较大为自感系数较大的线圈，开关接通且稳定后的线圈，开关接通且稳定后L L上电流为上电流为1A1A，电阻，电阻R R上电上电流为流为0.5A0.5A，当，当S S突然断开后，突然断开后，R R上的电流由上的电流由 A A开开始始 ，方向是，方向是 .举例举例 例例2、如图示电路，合上如图示电路，合上S时，发现电流表时，发现

13、电流表A1向向右偏，则当断开右偏，则当断开S的瞬间，电流表的瞬间，电流表A1、A2指针的偏指针的偏转情况是：（转情况是：（）A.A1向左，向左，A2向右向右B.A1向右，向右，A2向左向左C.A1、A2都向右都向右D.A1、A2都向左都向左举例举例A例例3、如图示电路，合上如图示电路，合上S时，发现电流表时，发现电流表A1向右偏，向右偏，则当断开则当断开S的瞬间，电流表的瞬间，电流表A1、A2指针的偏转情况指针的偏转情况是：（是：（）A.A1向左，向左，A2向右向右B.A1向右，向右，A2向左向左C.A1、A2都向右都向右D.A1、A2都向左都向左举例举例A例例4.如图所示，多匝电感线圈的电阻

14、和电池内阻都忽如图所示，多匝电感线圈的电阻和电池内阻都忽略不计，两个电阻的阻值都是略不计，两个电阻的阻值都是R，电键，电键S原来打开，原来打开，电流为电流为I0，今合上电键将一电阻短路，于是线圈有自，今合上电键将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，这电动势（感电动势产生，这电动势（）A.有阻碍电流的作用，最后电流由有阻碍电流的作用，最后电流由I0 减少到零减少到零 B.有阻碍电流的作用，最后电流总小于有阻碍电流的作用，最后电流总小于Io C.有阻碍电流增大的作用，因而电流有阻碍电流增大的作用，因而电流Io保持不变保持不变 D.有阻碍电流增大的作用，有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是增大到但

15、电流最后还是增大到2 IoD日光灯的构造日光灯的构造镇流器镇流器启动时，产生高电压，帮助点燃；正常工启动时，产生高电压，帮助点燃；正常工作时的感抗限制电流，保护灯管作时的感抗限制电流，保护灯管启动器启动器自动开关可用普通开关或短绝缘导线代替。自动开关可用普通开关或短绝缘导线代替。正常工作时不起作用，可以去掉。正常工作时不起作用，可以去掉。关于日光灯的工作原理，下列说法正确的（关于日光灯的工作原理，下列说法正确的（）A.镇流器镇流器的作用是将交流电变为直流电的作用是将交流电变为直流电B.在在日光灯的启动阶段，日光灯的启动阶段，镇流器能提供一个瞬时镇流器能提供一个瞬时高高 压，使灯管开始工作压，使灯管开始工作C.日光灯正常发光时，启动器的两个触片是分离的日光灯正常发光时，启动器的两个触片是分离的D.日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直 接辐射的接辐射的BC