【金版学案】2014-2015学年高中物理 第六节 自感现象涡流课件 新人教版选修1-1

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变式 迁移
解析： 线圈 L 在开关闭合后相当于电磁 铁，储存磁场能，在断开开关后，线圈 L 内 电流急剧减少，根据电磁感应定律，线圈 L 栏 中会产生阻碍电流减少的自感电动势， 由于 目 链 线圈电阻远小于灯泡电阻， 线圈中较大的电 接 流反向通过灯泡，让灯泡突然闪亮，之后逐 渐熄灭． 答案：D
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要点一
通电自感与断电自感的比较
类别
项目
通电自感
断电自感
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电路图
器材 要求
A1、A2同规格， R＝RL，L较大
L很大(有铁芯)， RL≪RA
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现象
S闭合后瞬间，A2灯立 S断开时，灯A突然闪 即亮起来，A1灯逐渐变 亮一下后再渐渐熄灭 亮，最终一样亮
原因
由于电键闭合时，流过 电感线圈的电流迅速增 大，使线圈产生自感电 动势，阻碍了电流的增 大，使流过A1灯的电流 比流过A2灯的电流增加 得慢
第三章
电磁感应
第六节 自感现象 涡流
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亨 利 亨利 1797 年 12 月 17 日生于美国纽约州奥尔贝尼市 .1822 年 毕业于奥尔贝尼学院， 1826 年被聘为奥尔贝尼学院物理学教 授，1867年任美国科学院第一任院长. 1829年，亨利改进电磁铁，他用绝缘导线密绕在铁芯上， 制成了能提起近一吨重物的强电磁铁．同年，亨利在用实验 证明不同长度的导线对电磁铁的提举力的影响时，发现了电 流的自感现象：断开通有电流的长导线可以产生明亮的火 花 .1832 年，他在发表的论文中宣布发现了自感现象 .1835 年 1 月，亨利向美国哲学会介绍了他的研究结果，他用 14 个实验 定性地确定了各种形状导体的电感的相对大小．他还发现了 变压器工作的基本定律.
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2 ． ( 单 选 ) 下 列 哪些 做 法 是减少 涡 流 的产 生 ( ) A．在电动机、变压器中的线圈中加入铁芯 B．电动机、变压器内部铁芯都是由相互绝缘 栏 目 链 的硅钢片组成 接 C．在电磁冶金中，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
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1．(单选)如右图所示电路中，S 是闭合的，此时 流过线圈 L 的电流为 i1，流过灯泡 L 的电流为 i2，且 i1＞i2，在 t1 时刻将 S 断开，那么流过灯泡的电流随时 间变化下列说法正确的是( ) 栏
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来自百度文库
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A．灯泡 L 立即熄灭 B．灯泡 L 在当前亮度的基础上逐渐 熄灭 C．灯泡保持原有亮度一段时间后熄 灭 D．灯泡先突然闪亮，然后逐渐熄灭
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一、自感现象
导体(线圈)本身 的电流发生变化而引起的电磁 由于流过 ________________ 自感电动势 ． 感应现象叫做自感现象，产生的电动势叫做_____________
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二、电感器
电路中的 ______ 线圈 叫做电感器，其性能用 __________ 自感系数 来描述， 简称________ ．线圈越______、匝数越 ______多 ，它的自感系数 自感 大 越大．给线圈中加入铁芯，自感系数变________大 ．
例 2 下列应用中哪些与涡流有关( ) A．高频感应冶炼炉 B．汽车的电磁式速度表 C．金属探测器 D．闭合线圈在磁场中转动切割磁感线产生的电 流
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解析：真空冶炼炉，炉外线圈通入交变电流，炉内的金 属中产生涡流；汽车速度表是电磁式电流表，指针摆动时， 铝框骨架中产生涡流；金属探测器也是利用涡流工作的；闭 合线圈在磁场中转动产生感应电流，不同于涡流，D 错误． 答案：ABC
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解析：在电动机、变压器中，为了增强磁场，可以把绕组 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，相互绝缘，可进一步减少涡 流，所以 A 不正确，B 正确；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， 直流电 电流稳定，产生的磁场也是稳定的，是不会引起涡流的，C 错 误；D 与涡流无关，是为了防止自感． 答案：B
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三、涡流
只要空间有 ____________ 变化的磁通量 ，其中的导体就会产生 ________ ， 感应电流 感应电流 这种________称之为涡流． 电磁感应 现象，只要把金 涡流实际上是一种特殊的 ______________ 栏 变化 属 块 放 在 ________ 的 磁 场 中 ， 或 者 是 让 金 属 块 在 目 链 非均匀磁场中运动 ，金属块中均可产生涡流. ___________________ 接 这种电流在金属块内会自成闭合回路，像 ________ 水的漩涡一样， 小 ，故涡流往往很________ 强 整块金属的电阻很________
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1830年8月，亨利在实验中已经观察到了电磁感应现象， 这比法拉第发现电磁感应现象早一年．但是当时亨利正在集 中精力制作更大的电磁铁，没有及时发表这一实验成果，失 去了发明权．亨利的电磁铁为电报机的发明作出了贡献，实 用电报的发明者莫尔斯和惠斯通都采用了亨利发明的继电器. 亨利一生有许多创造发明，但他从不拿去申请专利，总是 无偿地向社会公布.1878年5月13日亨利在华盛顿去世.
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A．合上开关接通电路时，A2 先亮，A1 后亮，最 后一样亮 B．合上开关接通电路时，A1 与 A2 始终一样亮 C．断开开关切断电路时，A2 立即熄灭，A1 过一 栏 目 链 会儿才熄灭 接 D．断开开关切断电路时，A1 和 A2 都要过一会儿 才熄灭
解析：闭合开关时，A2 灯立即就有电流流过，而 由于线圈 L 中产生自感电动势会阻碍 A1 灯中电流的增 大，所以灯 A2 先亮，A1 后亮，故选项 A 正确． 断开开关时，虽然电源电路不通了， 但由于线圈 L 栏 目 中又产生自感电动势，线圈 L 与 A1、A2 灯构成闭合电 链 接 路，线圈 L 对 A1、A2 供电，使 L、A1、A2 回路中有电 流流过且逐渐减小，从而导致 A1、A2 灯都要过一会儿 才熄灭，故选项 D 正确． 答案：AD
断开电键S时，流过线 圈L的电流减小，产生 自感电动势，阻碍了电 流的减小，使电流继续 存在一段时间，在S断 开后，通过L的电流反 向通过电灯A，且由于 RL≪RA，使得流过灯A 的电流在电键断开瞬间 突然增大
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例 1 如下图所示，A1 与 A2 是完全相同的灯泡，线 圈 L 的电阻可以忽略，下列说法中正确的是( )
要点二
涡流
1．涡流：把块状金属放在变化的磁场中，或者让它 在磁场中运动时，金属块内将产生感应电流，这种电流 在金属块内自成闭合回路，很像水的漩涡，故叫涡电流， 简称涡流．涡流常常很强． 栏 目 2．涡流的减少：在各种电机和变压器中，为了减少 链 接 涡流的损失，在电机和变压器上通常用涂有绝缘漆的薄 硅钢片叠压制成的铁芯． 3．涡流的利用：冶炼金属的高频感应炉就是利用强 大的涡流使金属尽快熔化．电学测量仪表的指针快速停 止摆动也是利用铝框在磁场中转动产生的涡流．