高二物理第三章《自感现象涡流》知识点

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人教版高中物理选修3-2知识点整理及重点题型梳理] 互感和自感、涡流

人教版高中物理选修3-2知识点整理及重点题型梳理] 互感和自感、涡流

人教版高中物理选修3-2知识点梳理重点题型(常考知识点)巩固练习互感和自感、涡流【学习目标】1、知道什么是互感现象和自感现象。

2、知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量,知道它的单位及其大小的决定因素。

3、能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因。

4、知道涡流是如何产生的,知道涡流对人类有利和有害的两方面,以及如何利用涡流和防止涡流。

【要点梳理】要点一、互感现象两个线圈之间没有导线相连,但当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势,这种现象称为互感,产生的感应电动势叫互感电动势。

要点诠释:(1)互感现象是一种常见的电磁感应现象,它不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间,而且可以发生于任何相互靠近的电路之间。

(2)互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路。

变压器就是利用互感现象制成的。

(3)在电子电路中,互感现象有时会影响电路的正常工作,应设法减小电路间的互感。

要点二、自感现象1.实验如图甲所示,首先闭合S 后调节R ,使12A A 、亮度相同,然后断开开关。

再次闭合S ,灯泡2A 立刻发光,而跟线圈L 串联的灯泡1A 却是逐渐亮起来的。

如图乙所示电路中,选择适当的灯泡A 和线圈L ,使灯泡A 的电阻大于线圈L 的直流电阻。

断开S 时,灯A 并非立即熄灭,而是闪亮一下再逐渐熄灭。

图甲实验叫通电自感。

在闭合开关S 的瞬间,通过线圈L 的电流发生变化而引起穿过线圈L 的磁通量发生变化,线圈L 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,通过灯泡1A 的电流只能逐渐增大,所以1A 只能逐渐变亮。

图乙实验叫断电自感。

断开S 的瞬间,通过线圈L 的电流减弱,穿过线圈的磁通量很快减小,线圈L 中出现感应电动势。

虽然电源断开,但由于线圈L 中有感应电动势,且和A 组成闭合电路,使线圈中的电流反向流过灯A ,并逐渐减弱由于L 的直流电阻小于灯A 的电阻,其原电流大于通过灯A 的原电流,故灯闪亮一下后才逐渐熄灭。

涡流高中知识点总结

涡流高中知识点总结

涡流高中知识点总结一、涡流的形成机理当导体中有一变化的磁场,它将会激发导体中一个与主磁场相反方向的磁场而产生闭合的电流环。

通常情况下,直流电场并不能形成涡流,因为它对导体中的电子的作用过于缓慢。

在变化的磁场中,这些涡流是由导体中自由电子的运动产生的。

所以,这种现象常常出现在金属、铜、铝等电导体中。

因为导体中的电导率和磁导率是线性材料,所以涡流的形成和消失都是非常迅速的。

涡流具有磁动能作用。

当在导体中有电流流过时,它会产生一个磁场。

在有变化的磁场时,这种磁场引起涡流。

根据法拉第规律,变化的磁场将在导体中产生感应电流。

旋涡磁场将引起导体中一个与主磁场反向的磁场,由此导体中将产生一个封闭的电流环。

涡流相关的电流引起了非常强烈的感应磁场,具有磁动能作用。

涡流的能量转换效率是非常高的,因为涡流转化了电磁能。

但在时间尺度上涡流的分布范围和磁场强度都与其变化的时间尺度有关。

涡流也存在能流失现象。

二、涡流的引用与应用1、感应加热涡流加热是指通过感应电流产生涡流热效应来加热金属。

也就是说,利用磁感应效应使导体材料产生涡电流,并利用涡电流在导体内部的电阻产生热量,从而达到加热的目的。

涡电流是由外部的磁场引起的,所以它可以采用非接触的加热方式。

涡电流加热的特点是加热速度快,温度均匀,并且不会产生氧化和表面标记。

由于电磁感应加热的优点,很多工业过程中都采用了电磁感应加热,比如金属熔炼、热处理、焊接等。

2、非破坏性检测涡流作为一种非破坏性检测技术被广泛应用在工程领域。

通过利用感应电流在金属导体内的分布情况,可以检测导体中的缺陷、裂纹、变形等问题,从而确定材料的质量和性能。

由于涡流检测不会改变被测样品的外形和组织状态,因此被广泛用于汽车、航空航天、船舶、建筑等领域。

3、制动系统涡流制动是一种电磁涡流制动器,它可以将电能转换为机械能。

它的工作原理是在磁导体内引起涡流,从而产生阻力,实现制动的目的。

涡流制动具有制动力矩大、制动效率高、无污染、无噪音等优点,应用于各种机械设备的制动系统中。

高二物理春季课程选修3-2第4讲、自感、涡流(学生版)

高二物理春季课程选修3-2第4讲、自感、涡流(学生版)

选修3-2第4讲自感、涡流要点1 自感现象1.通电自感和断电自感的比较通电自感断电自感电路图器材灯泡A1、A2规格相同,R=R L,L较大L很大(有铁芯),R L<R A现象S闭合瞬间,A2灯立即亮起来,A1灯逐渐变亮,最终一样亮开关S断开时,灯A突然闪亮一下后再渐渐熄灭2.三点注意、三个技巧3.自感现象的四大特点(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化.(2)通过线圈中的电流不能发生突变,只能缓慢变化.(3)电流稳定时,自感线圈就相当于普通导体.(4)线圈的自感系数越大,自感现象越明显,自感电动势只是延缓了过程的进行,但它不能使过程停止,更不能使过程反向.4.自感中“闪亮”与“不闪亮”问题与线圈串联的灯泡与线圈并联的灯泡电路图通电时电流逐渐增大,灯泡逐渐变亮电流突然增大,然后逐渐减小达到稳定断电时电流逐渐减小,灯泡逐渐变暗,电流方向不变电路中稳态电流为I1、I2:①若I2≤I1,灯泡逐渐变暗;②若I2>I1,灯泡闪亮后逐渐变暗.两种情况下灯泡中电流方向均改变例1:图1和图2是教材中演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈。

实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同。

下列说法正确的是()A.图1中,A1与L1的电阻值相同B.图1中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流C.图2中,变阻器R与L2的电阻值相同D.图2中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等例2:(多选)用电流传感器研究自感现象的电路如图甲所示,线圈L中未插入铁芯,直流电阻为R.闭合开关S,传感器记录了电路中电流i随时间t变化的关系图象,如图乙所示,t0时刻电路中电流达到稳定值I.下列说法中正确的是()A.t=t0时刻,线圈中自感电动势最大B.若线圈中插入铁芯,上述过程电路中电流达到稳定值经历的时间大于t0C.若线圈中插入铁芯,上述过程中电路达到稳定时电流值仍为ID.若将线圈匝数加倍,上述过程中电路达到稳定时电流值仍为I例3:[多选]如图,A、B是相同的白炽灯,L是自感系数很大、电阻可忽略的自感线圈。

高中物理第三章电磁感应第六节自感现象涡流选修11

高中物理第三章电磁感应第六节自感现象涡流选修11

I2变成I1,并且从I1逐渐减弱;方向由d→c变成c→d。可见通 过A的电流大小与方向都发生了变化。
至于灯泡中的电流是突然变大还是变小(也就是说灯泡 是否会突然变得更亮一下),就取决于I2与I1谁大谁小,也 就是取决于R和r谁大谁小的问题:
①如图3-6-2所示,如果R>r,就有I1>I2,灯泡会先 更亮一下才逐渐熄灭。
[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,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 IL>IA(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。
第 第六 三节 章
自 电感 磁现 感象 应
涡 流
理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练
知识点一 知识点二 知识点三
考向一 考向二
随堂基础巩固 课时跟踪训练
1.流过线圈自身的电流发生变 化,引起自身磁通量变化而 激发感应电动势的现象叫做 自感现象,电路中自感的作 用是阻碍电流的变化。
2.电感器是利用自感现象,其 性能用自感系数描述,线圈 越大、匝数越多,自感系数 越大,加入铁芯的线圈自感 系数比不加铁芯的大。
图3-6-1
条件
S闭 合的 瞬间
现象
原因
A2先亮
由于A2支路为纯电阻不产生自感 现象
A1逐渐亮起
由于L的自感作用阻碍A1支路电 流增大
2.在断电自感中,灯泡的亮度变化
自感电动势总是要阻碍引起自感
的电流的变化,就好像感应电流的磁

高中物理 第三章 第六节 自感现象涡流课件 新人教版选修1-1

高中物理 第三章 第六节 自感现象涡流课件 新人教版选修1-1



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 栏
合线圈在磁场中转动产生感应电流,不同于涡流,D 错误.
目 链
答案:ABC

变式 迁移
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
后摄抑制:可以理解为因为接受了新的内容,而把前 面看过的忘记了
超级记忆法-记忆规 律
TIP1:我们可以选择记忆的黄金时段——睡前和醒后! TIP2:可以在每天睡觉之前复习今天或之前学过的知识,由于不受后摄抑制的 影 响,更容易储存记忆信息,由短时记忆转变为长时记忆。
如何利用规律实现更好记忆呢?
超级记忆法-记忆规 律
优秀同龄人的陪伴 让你的青春少走弯路
小案例—哪个是你
忙忙叨叨,起早贪黑,
上课认真,笔记认真, 就是成绩不咋地……
小A
好像天天在玩, 上课没事儿还调皮气老师, 笔记有时让人看不懂,
但一考试就挺好…… 小B
目 录/contents
1. 什么是学习力 2. 高效学习模型 3. 超级记忆法 4. 费曼学习法
什么是学习力
什么是学习力-你遇到这些问题 了吗
总是 比别人 学得慢
一看就懂 一做 就错
看得懂,但不 会做
总是 比别人学得差 不会举一反三
什么是学习力-含 义
管理知识的能力 (利用现有知识 解决问题)
学习知识的能力 (学习新知识 速 度、质量等)
长久坚持的能力 (自律性等)
什么是学习力-常见错误学习 方式
进行处理,生成不导电的氧化层,相互绝缘,可进一步减少涡 栏

高压输电自感现象及涡流

高压输电自感现象及涡流

高二物理学案12(必修班)一、知识梳理1、如何减小电能输送的损失1) 2)一台电动机,输出的功率为1000KW,所用输电导线的电阻是10Ω,当发电机接到输电线路的电压分别为5KV,50KV时,分别计算(1)导线上的电流(2)在导线上损失的电功率结论:2、电网供电:1)定义:将多个电厂发的电通过输电线、变电站连接起来,形成全国性或地区性输电网络,这就是电网2)电网供电的作用A能够在一些能源产地使用大容量的发电机组,减少发电设施的重复建设,降低运输一次能源的成本,获得最大的经济利益B能够保证发电和供电系统的安全与可靠,调整不同地区电力供需平衡,保障供电的质量C使用电网,能够根据火电、水电、核电的特点,合理的调度电力,使电力供应更加可靠、质量更高3、自感电动势总要防碍导体中,当导体中的电流在增大时,自感电动势与原电流方向,当导体中的电流在减小时,自感电动势与电流方向。

4、线圈的自感系数与线圈的、、等因素相关。

线圈越粗、越长、匝数越密,它的自感系数就越。

除此之外,线圈加入铁芯后,其自感系数就会。

5、自感系数的单位:,有1mH = H,1μH = H。

二、例题分析例1、利用超导材料可实现无损耗输电,现有一直流电路,输电总电阻为0.4Ω,它提供给用电器的电功率为40kw,电压为800V,若用临界温度以下的超导电缆代替原来的输电线,保持供给用电器的功率和电压不变,那么节约的电功率为()A、1kwB、1.6×103kwC、1.6kwD、10kw三、课后练习1、中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高,农民负担过重,其中客观原因是电网陈旧老化,近来实行农村电网改造,为了减少选距离输电的损耗而降低电费价格,可采取的措施有()A、提高输送功率B、增大输送电流C、提高输送的电压D、减小输电导线的横截面积2、远距离输电中,发电厂输送的是功率相同,如果分别采用输电电压为U1=110Kv输电和输电电压主U2=330Kv输电,则两种情况中,输电线上通过的电流之比I1;I2等于()A、1/1 B、3/1 C、1/3 D、9/13、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、电流变化的快慢、是否有铁芯等都无关4、水电站向小山村输电,输送电功率为50kw,若以1100V送电,线路上电功率损失10kw,若以3300v送电,线路上电功率损失可降至多少千瓦?。

高中物理 第三章 电磁感应 第6讲 自感现象 涡流课件1高二选修11物理课件

高中物理 第三章 电磁感应 第6讲 自感现象 涡流课件1高二选修11物理课件

第八页,共二十页。
一、自感现象(xiànxiàng)及分析
1.通电自感的分析 (1)电路:如图3-6-2所示.
12/9/2021
图3-6-2
第九页,共二十页。
(2)装置要求及作用:A1、A2规格相同,R的作用是使灯泡A1、A2亮度相同,R1的作用是使灯泡A1、 A2均正常发光. (3)实验(shíyàn)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
答案 BD
12/9/2021
第十九页,共二十页。
内容 总结 (nèiróng)
第6讲 自感现象 涡流。2.电路中自感的作用是________电流的变化.。1.只要空间有变化的________,其中的导体中就会产生______________,我们把 这种感应电流叫做涡流.。(4)现象分析:在接通的瞬间,电路的电流增大,A2立刻亮起来。(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.。 解析 电磁炉的工作原理是电磁感应(diàncí-gǎnyìng)产生的涡流的热效应,A正确。答案 BD
1.涡流的利用 (1)涡流的热效应.可以利用涡流来加热,例如(lìrú)电磁炉和高频感应炉. (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.
_________.这会使铁芯________,消耗电能,破坏绝缘.为了减少涡流,铁芯都用电阻率很大的

高二物理选修3 互感和自感 涡流

高二物理选修3 互感和自感 涡流

高二物理选修3 互感和自感涡流【知识梳理】1当一个线圈中电流变化,在另一个线圈中产生感应电动势的现象,称为互感。

互感现象产生的感应电动势,称为互感电动势。

2导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。

自感现象中产生的电动势叫自感电动势。

3.涡流是电磁感应现象的一种,导体在磁场中运动或处于迅速变化的磁场中时,导体内部就出现像水中旋涡的感应电流,所以叫涡流【名师点拨】例题1.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R,电键S原来打开,电流为I0,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()A. 有阻碍电流的作用,最后电流由I0减少到零B. 有阻碍电流的作用,最后电流总小于IoC. 有阻碍电流增大的作用,因而电流Io保持不变D. 有阻碍电流增大的作用,但电流最后还是增大到2Io“思路分析”当K合上时,电路的电阻减小,电路中电流要增大,故L要产生自感电动势,阻碍电路中的电流增大,但阻碍不是阻止.当K闭合电流稳定后,L的自感作用消失,电路的电流为I= E/R=2I0(I0=E/2R)“解答”D“解题回顾”自感现象中的阻碍作用不是阻止,稳定后自感线圈的作用在回路中相当于导体例题2.在如图中所示的电路中,A1和A2是完全相同的灯泡,线圈L的电阻可忽略,下列说法中正确的是( AC )A.合上开关K接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后一样亮LAsB.合上开关K 接通电路时,A 1和A 2始终一样亮C.断开开关K 切断电路时,A 1和A 2都要经过一会儿才熄灭D.断开开关K 切断电路时,A 2立即熄灭,A 1过一会儿才熄灭“思路分析”S 闭合接通电路时,A 2支路中的电流立即达到最大,由于线圈的自感作用,A 1支路电流增加的慢,A 1后亮.A 1中的电流稳定后,线圈的阻碍作用消失,A 1与A 2并联,亮度一样.S 断开时,L 和A 1.A 2组成串联的闭合回路,A 1和A 2亮度一样,由于L 中产生自感电动势阻碍L 中原电流的消失,使A 1和A 2过一会才熄灭. “解答”D“解题回顾”要判断灯炮的发光情况,必须分析在两种情形下流经两灯泡的电流特点.而分析电流特点,首先必须抓住本题的关键所在,线圈L 在K 接通和断开时所起的作用,即接通K 时,线圈L 要“阻碍”它所在支路电流的增大,当断开K 时,自感电动势充当电源“补偿”支路中电源的减小,再就是要明确开关K 通断时整个电路的结构,这样即可分析出正确结果. 【水平自测】1.目前金属探测器已经广泛应用于各种安检、高考及一些重要场所,关于金属探测器的下列有关论述正确的是( )A. 金属探测器可用于月饼生产中,用来防止细小的金属颗粒混入月饼馅中B.金属探测能帮助医生探测儿童吞食或扎到手脚中的金属物,是因为探测器的线圈中能产生涡流C.使用金属探测器时候,应该让探测器静止不动,探测效果会更好D.能利用金属探测器检测考生是否携带手机等违禁物品,是因为探测器的线圈中通有直流电2.如图所示,L为自感系数较大的线圈,电路稳定后小灯泡正常发光,当断开电键S的瞬间会有( )A.灯A立即熄灭 B.灯A慢慢熄灭C.灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭 D.灯A突然闪亮一下再突然熄灭3.如图电路(a )(b )中,电阻 R 和自感线圈 L 的电阻值都很小,接通 K ,使电路达到稳定,灯泡 S 发光.( ).A.在电路(a )中,断开 K ,S 将渐渐变暗B.在电路(a )中,断开 K ,S 将先变得更亮,然后渐渐变暗C.在电路(b)中,断开K,S将渐渐变暗D.在电路(b)中,断开K,S将先变得更亮,然后渐渐变暗4.如图所示,挂在弹簧下端的条形磁铁在闭合线圈内振动,如果空气阻力不计,则()A.磁铁的振幅不变 B.磁铁做阻尼振动C.线圈中有逐渐变弱的直流电 D.线圈中逐渐变弱的交流电5.如图所示,线圈L的直流电阻不计,闭合S且电路稳定后,灯泡正常发光。

高中物理第3章电磁感应6自感现象涡流课件新人教版选修1-1

高中物理第3章电磁感应6自感现象涡流课件新人教版选修1-1

涡流及其应用
[先填空] 1.定义:只要在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. 2.应用:涡流通过电阻时可以 生热 ,金属探测器和电磁炉就利用了涡
流.但在电动机、变压器中涡流是有害 的.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
[再判断] (1)涡流是可以利用的.( √ ) (2)变压器中的涡流是有害的.( √ ) (3)冶炼金属中的涡流也是有害的.(× )
知 识 点
1

六、自感现象 涡流
业 分



知 识 点
2
自感现象及电感器
[先填空] 1.自感现象 线圈中通交流时,由于线圈自身电流的变化,引起磁通量的变化,也会在
它自身激发感应电动势,这个电动势叫做自感电动,势这种现象叫做自感现象. 2.自感的作用 阻碍电路中电流 的变化. 3.电感器:电路中的 线圈 叫做电感器.
4.描述电感器性能的物理量:自感系数,简称 自感 .决定线圈自感系数 的因素:线圈的大小 、 匝数、线圈中是否有铁芯 .有铁芯时的自感系数比没 有铁芯时大得多.
5.电感器的电路作用:由于线圈中的自感电动势总是阻碍电流的变化 .因 此,电感器对交流 有阻碍作用.
[再判断] (1)线圈中电流增大时,自感现象阻碍电流的增大.( √ ) (2)线圈中电流减小时,自感现象阻碍电流的减小.( √ ) (3)线圈匝数越多,对电流变化的阻碍作用就越大.( √ )

《自感现象 涡流》 讲义

《自感现象 涡流》 讲义

《自感现象涡流》讲义一、自感现象(一)自感现象的定义当通过导体自身的电流发生变化时,导体自身就会产生感应电动势,这种现象称为自感现象。

举个简单的例子,在一个闭合回路中,有一个线圈,当电路中的电流发生变化时,比如说电流突然增大或减小,这个线圈就会产生一种阻碍电流变化的电动势。

(二)自感电动势自感电动势的大小与通过线圈的电流的变化率成正比。

用公式表示就是:$E = L\frac{\Delta I}{\Delta t}$,其中$E$ 表示自感电动势,$L$ 称为自感系数,简称自感或电感,$\Delta I$ 是电流的变化量,$\Delta t$ 是时间的变化量。

自感系数$L$ 的大小与线圈的匝数、形状、大小、有无铁芯等因素有关。

匝数越多、形状越复杂、体积越大、有铁芯时,自感系数通常就越大。

(三)自感现象的应用与危害自感现象在实际生活中有很多应用。

比如日光灯中的镇流器,就是利用自感现象来产生瞬间的高电压,从而使灯管内的气体导电,点亮日光灯。

然而,自感现象也可能带来一些危害。

在一些大型的电力设备中,如变压器,如果突然断开电路,由于自感现象可能会产生非常高的感应电动势,这可能会击穿绝缘层,造成设备损坏甚至危及人员安全。

二、涡流(一)涡流的定义当块状金属在变化的磁场中,或者在磁场中运动时,金属块内会产生感应电流。

由于金属块的电阻很小,所以电流在金属块内可以形成很强的环流,这种电流就像水中的漩涡一样,因此被称为涡流。

(二)涡流的热效应涡流会产生焦耳热。

在很多情况下,我们需要利用涡流的热效应。

比如,高频感应炉就是利用涡流的热效应来加热金属的。

它可以在很短的时间内将金属加热到很高的温度,用于熔炼、焊接等工艺。

但在有些情况下,涡流的热效应是不利的。

比如变压器和电机的铁芯,为了减少涡流产生的热量损失,通常会采用硅钢片叠成,并且硅钢片之间涂有绝缘漆,以增大电阻,减小涡流。

(三)涡流的机械效应涡流还会产生机械效应。

例如,电磁阻尼就是利用涡流的机械效应。

【高中物理】高中物理(人教版)选修1-1同步教师用书:第3章-第6节-自感现象-涡流

【高中物理】高中物理(人教版)选修1-1同步教师用书:第3章-第6节-自感现象-涡流

六、自感现象涡流学习目标知识脉络1.知道什么是自感现象,了解自感系数与涡流.(重点)2.理解影响自感系数大小的因素.(重点)3.知道利用自感现象和涡流的实例,知道自感现象与涡流危害的避免方法.(难点)4.了解日光灯、电磁炉等家用电器的工作原理.(难点)自感现象及电感器[先填空]1.自感现象线圈中通交流时,由于线圈自身电流的变化,引起磁通量的变化,也会在它自身激发感应电动势,这个电动势叫做自感电动势,这种现象叫做自感现象.2.自感的作用阻碍电路中电流的变化.3.电感器:电路中的线圈叫做电感器.4.描述电感器性能的物理量:自感系数,简称自感.决定线圈自感系数的因素:线圈的大小、匝数、线圈中是否有铁芯.有铁芯时的自感系数比没有铁芯时大得多.5.电感器的电路作用:由于线圈中的自感电动势总是阻碍电流的变化.因此,电感器对交流有阻碍作用.[再判断]1.线圈中电流增大时,自感现象阻碍电流的增大.(√)2.线圈中电流减小时,自感现象阻碍电流的减小.(√)3.线圈匝数越多,对电流变化的阻碍作用就越大.(√)[后思考]1.一个灯泡通过一个粗导线绕制的线圈与一交流电源相连接,如图3-6-1所示.一条形铁块插进线圈之后,该灯明亮程度是否会发生变化?图3-6-1【提示】灯泡亮度会变暗,线圈和灯泡是串联的,因此加在串联电路两端的总电压等于线圈上的电压与灯泡上的电压之和.电源提供的220 V电压,一部分降落在线圈上,剩余的部分降落在灯泡上,把条形铁块插进线圈后,线圈的自感系数增大,对交流电的阻碍作用增大,线圈分得的电压增大,灯泡上的电压减小,故灯泡变暗.2.有人说自感现象不遵守法拉第电磁感应定律,你认为这种说法对吗?【提示】这种说法不对.自感现象是电磁感应现象,遵守法拉第电磁感应定律.1.通电自感和断电自感通电自感断电自感电路图电路准备灯A1、A2规格完全相同,闭合S,调节R使A1、A2亮度相同,再断开S线圈L的自感较大,闭合S,使灯A发光实验现象S重新闭合,灯A2立刻正常发光,S断开时,灯A过一会儿才灯A1逐渐亮起来熄灭原因S闭合时,电流从零开始增加,穿过L的磁通量逐渐增加,产生的感应电动势与L中原电流方向相反,阻碍L中电流增加,推迟了电流达正常值的时间S断开时,L中电流突然减弱,穿过L的磁通量减少,L中产生与原电流方向相同的感应电动势,阻碍电流的减小,这时,L与A构成闭合回路,灯A会闪亮一下再熄灭2.自感现象的实质自感现象遵循法拉第电磁感应定律.自感是由自身电流变化而产生的电磁感应现象.而前面所学变压器是由于另外线圈中电流变化,进而磁场、磁通量变化而在该线圈回路中产生电磁感应的现象,因此又叫互感现象.3.自感的作用阻碍电流的变化,应理解为自感仅仅是减缓了原电流的变化,而不会阻止原电流的变化或逆转原电流的变化.4.电感器的特点由于恒定直流的大小不变,通过电感器的磁通量不变,无自感电动势.因此,电感器对恒定直流无阻碍作用,故电感器有“通直流,阻交流”的特点.1.如图3-6-2所示电路中,S是闭合的,此时流过L的电流为I1,流过灯A 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的图象是图中的()【导学号:46852070】图3-6-2【解析】S断开前,流过A与L的电流分别为I2、I1,二者方向相同;S 断开后,I2立即消失,但由于自感作用,I1不会立即消失,并且A与L构成一回路,A中电流方向反向且由I1逐渐减小至0.【答案】 D2.如图3-6-3所示,L为自感系数较大的线圈,电路稳定后小灯泡正常发光,当断开开关S的瞬间会有()图3-6-3A.灯A立即熄灭B.灯A慢慢熄灭C.灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭D.无法判定【解析】当开关S断开时,由于通过电感线圈的电流从有变到零,线圈将产生自感电动势,但由于线圈L与灯A串联,在S断开后,不能形成闭合回路,因此灯A在开关断开后,电源供给的电流为零,灯立即熄灭.因此正确选项为A.【答案】 A3.(多选)如图3-6-4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()【导学号:46852071】3-6-4A.闭合开关S接通电路时,A2先亮,A1后亮,最后一样亮B.闭合开关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】AD1.自感是线圈自身电流变化引起的;互感是另外线圈电流变化引起的.2.自感现象也遵循法拉第电磁感应定律.涡流及其应用[先填空]1.定义:只要在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.2.应用:涡流通过电阻时可以生热,金属探测器和电磁炉就利用了涡流.但在电动机、变压器中涡流是有害的.[再判断]1.涡流是可以利用的.(√)2.变压器中的涡流是有害的.(√)3.冶炼金属中的涡流也是有害的.(×)[后思考]1.变压器中是如何减小涡流的?【提示】变压器中的铁芯是用涂有绝缘漆的硅钢片叠压制成,从而减小了涡流.2.电流频率的高低对涡流有什么影响?【提示】根据法拉第电磁感应定律知,电流频率越高涡流越强.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.2.涡流的减少在各种电机和变压器中,为了减少涡流的损失,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.4.如图3-6-5所示,在一个绕在线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小平底铁锅水和一玻璃杯水.给线圈通入电流,一段时间后,一个容器中水温升高,则通入的电流与水温升高的是()图3-6-5A.恒定电流、小铁锅B.恒定电流、玻璃杯C.变化的电流、小铁锅D.变化的电流、玻璃杯【解析】通入恒定电流时,所产生的磁场不变,不会产生感应电流,通入变化的电流,所产生的磁场发生变化,铁锅是导体,在导体内产生涡流,电能转化为内能,使水温升高;涡流是由变化的磁通量在导体内产生的,所以玻璃杯中的水不会升温.【答案】 C5.(多选)电磁炉在炉内由交变电流产生交变磁场,使放在炉上的金属锅体内产生感应电流而发热,从而加热食品.电磁炉的工作利用了()【导学号:46852072】A.电流的热效应B.静电现象C.电磁感应原理D.磁场对电流的作用【解析】电磁炉的原理是电磁炉产生高频的变化磁场,使炉上的铁或钢锅的锅底产生感应电流,此电流产生热量,所以选项A、C正确.【答案】AC6.下列关于涡流的说法中正确的是()A.涡流跟平时常见的感应电流一样,都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的B.涡流不是感应电流,而是一种有别于感应电流的特殊电流C.涡流有热效应,但没有磁效应D.在硅钢中不能产生涡流【解析】涡流本质上是感应电流,是自身构成回路,在穿过导体的磁通量变化时产生的,所以选项A对,选项B错;涡流不仅有热效应,同其他电流一样也有磁效应,选项C错;硅钢电阻率大,产生的涡流较小,但仍能产生涡流,选项D错.【答案】 A为了减小涡流,变压器、电机里的铁芯不是由整块的钢铁制成,而是用薄薄的硅钢片叠合而成.一方面硅钢片的电阻率比一般钢铁的要大,从而减少损耗;另一方面,每层硅钢片之间都是绝缘的,阻断了涡流的通路,进一步减少了涡流的发热.计算表明:涡流的损耗与硅钢片的厚度的平方成正比.高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上,时间就是我们致胜的法宝,与其犹犹豫豫不知如何落笔,倒不如多学习答题技巧。

高中物理【法拉第电磁感应定律 自感和涡流】知识点、规律总结

高中物理【法拉第电磁感应定律 自感和涡流】知识点、规律总结

与线圈并联的灯泡
电路图
通电时 电流逐渐增大,灯泡逐渐变亮 电流突然增大,然后逐渐减小达到稳定
电路中稳态电流为 I1、I2:①若 I2≤I1,
电流逐渐减小,灯泡逐渐变暗, 灯泡逐渐变暗;②若 I2>I1,灯泡闪亮后
断电时
电流方向不变
逐渐变暗.两种情况下灯泡中电流方向均
改变
电磁感应现象在生产、生活中的应用 [素养必备]
2.涡流 当线圈中的电流发生变化时,在它附近的任何导体中都会产生像_水__的__漩__涡___状的感 应电流.
1.感应电动势的方向与电池电动势的方向一样,都规定为在电源内部由负极指向 正极.
2.穿过线圈的磁通量与匝数无关,感应电动势与匝数有关,n 匝线圈相当于 n 个相 同的电源串联.
3.计算通过导体截面的电荷量的两个途径: q=-I t-I =-ER ,-E =nΔΔΦt →q=nΔRΦ
电磁感应现象与生活密切相关,高考对这部分的考查更趋向于有关现代气息和 STS 问题中信息题的考查.命题背景有电磁炉、电子秤、电磁卡、电磁焊接术、卫星悬绳发 电、磁悬浮列车等.
考点二 导体切割磁感线产生感应电动势的计算
多维探究
1.E=Blv 的特性
(1)正交性:本公式要求磁场为匀强磁场,而且 B、l、v 三者互相垂直.
(2)有效性:公式中的 l 为导体切割磁感线的有效长度.如图中,导体棒的有效长度
为 ab 间的距离.
(3)相对性:E=Blv 中的速度 v 是导体相对磁场的速度,若磁场也在运动,应注意 速度间的相对关系.
第 2 讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流
一、法拉第电磁感应定律 1.法拉第电磁感应定律 (1)内容:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通量的_变__化__率___成正 比. (2)公式:E=nΔΔΦt ,n 为线圈匝数. (3)感应电流与感应电动势的关系:遵守闭合电路的_欧__姆___定律,即 I=R+E r.
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高二物理第三章《自感现象涡流》知识点
高二物理第三章《自感现象涡流》知识点
1、电磁炉原理:
电磁炉是应用电磁感应原理对食品进行加热的。

电磁炉的炉面是耐热陶瓷板,交变电流通过陶瓷板下方的线圈产生磁场,磁场内的
磁力线穿过铁锅、不锈钢锅等底部时,产生涡流,令锅底迅速发热,达到加热食品的目的。

电磁炉加热原理如图所示,灶台台面是一块高强度、耐冲击的陶瓷平板(结晶玻璃),台面下边装有高频感应加热线圈(即励磁线圈)、高频电力转换装置及相应的控制系统,台面的上面放有平底烹饪锅。

其工作过程如下:电流电压经过整流器转换为直流电,又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电,将高频交流电
加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上,由此产生高频交变磁场。

其磁力线穿透灶台的陶瓷台板而作用于金属锅。

在烹饪锅体内因电
磁感应就有强大的涡流产生。

涡流克服锅体的内阻流动时完成电能
向热能的转换,所产生的焦耳热就是烹调的热源。

概述
电磁炉按感应线圈中的电流频率分为低频和高频两大类,相比较高频电磁灶受热效率高,比较省电。

按样式分类,可以分以下三种。

台式电磁炉:分为单头和双头两种,具有摆放方便、可移动性强等优点。

因为价格低较受欢迎。

埋入式电磁炉:是将整个电磁炉放入橱柜面内,然后在台面上挖个洞,使灶面与橱柜台面成一个平面。

业内专家认为这种安装方法
只求美观,但不科学,很大一部分消费群体把电磁炉当做火锅,埋
入式炒菜并不方便。

嵌入式电磁炉:可适应不同锅具的需要,不再对锅具有特殊要求。

3、涡流,涡流,就是旋涡一样的电流。

高中是人生中的关键阶段,大家一定要好好把握高中,编辑老师为大家整理的高二物理第三章知识点,希望大家喜欢。

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