自感现象 涡流
高中物理自感现象涡流
高中物理自感现象涡流
自感现象是电流在电路中流动时产生的，它由磁场的变化引起。
当电流流经线圈时，线圈内部的磁场会发生变化，从而引起自感现象。
在电路中，自感现象会导致电流的变化，从而影响电路的稳定性和可靠性。
涡流是自感现象的一种表现形式，它指的是在电路中流动电流时，电流周围的磁场发生变化，从而引起电流的变化。
涡流的产生与电路中的电阻和电感量有关，当电路中的电阻和电感量发生变化时，涡流也会随之发生变化。
在实际应用中，自感现象常常被用于变压器、电感器、继电器等电路中。
变压器是一种常见的电路元件，它通过改变电流的电压和电流大小来实现电流的传输。
在变压器中，自感现象被用来控制电流的流动和稳定电流的电压。
电感器则是一种通过线圈和电容组成的电路元件，它可以通过自感现象来实现电流的储存和释放。
继电器则是一种利用自感现象来实现开关作用的电路元件。
自感现象是电流在电路中流动时产生的，它对于电路的稳定性和可靠性有着重要的影响。
在电路设计中，需要充分考虑自感现象的影响，以保证电路的正常工作。
第43课时：自感现象与涡流
第43课时：自感现象与涡流班级 姓名【基础知识梳理】 主备人：徐斌一．自感现象：1．定义：由于导体 而产生的电磁感应现象。
2．本质分析：由法拉第电磁感应定律知道，穿过线路的磁通量发生变化时，线路中就产生感应电动势。
在自感现象中，由于流过线圈的 发生变化，导致穿过线圈的 发3（1）大小：E = ，式中L 为 ，单位为 。
它的大小由线圈自身结构特征决定。
线圈越 ，单位长度上的匝数越 ，横截面积越 ，它的自感系数越 ，加入铁芯后，会使线圈的自感系数大大 。
（2）作用： ，这正是自感现象的本质。
【例1】如图所示的电路中，线圈L 的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，A 、B 是两个相同的灯泡，则正确的是【 】A ．S 闭合瞬间，A 、B 同时发光且亮度不变B ．S 闭合瞬间，A 立即发光，然后又逐渐熄灭C ．S 断开的瞬间，A 、B 同时熄灭D ．S 断开的瞬间，A 再次发光，然后又逐渐熄灭【例2】在右图所示的电路中，两个灵敏电流表G 1和G 2的零点都在刻度盘中央，当电流从“＋”接线柱流入时，指针向右摆；电流从“－”接线柱流入时，指针向左摆．在电路接通后再断开的瞬间，下列说法中符合实际情况的是【 】A ．G 1表指针向左摆，G 2表指针向右摆B ．G 1表指针向右摆，G 2表指针向左摆C ．G 1、G 2表的指针都向左摆D ．G 1、G 2表的指针都向右摆【例3】如图所示，开关S 是闭合的，流过线圈L 的电流为i 1，流过灯泡的电流为i 2，且i 1>i 2.在t 1时刻，开关S 断开，那么流过灯泡的电流i 随时间t 变化的图象是图中的【 】二．涡流与电磁阻尼（1）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，这种电流像水的旋涡，所以叫涡流。
（2）电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到，安培力的方向总是导体的运动。
【例4】高频感应炉是用来熔化金属对其进行冶炼的，高频感应炉的示意图如图所示．冶炼炉内装入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这种冶炼方法速度快，温度容易控制，并能避免有害杂质混入被炼金属中．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．利用红外线C．利用交变电流的磁场在冶炼炉内的金属中产生的涡流D．利用交变电流的交变磁场所激发的电磁场【例5】(2014·江苏卷)如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。
《自感现象与涡流》 讲义
《自感现象与涡流》讲义一、自感现象自感现象是一种特殊的电磁感应现象。
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，这个电动势会阻碍原电流的变化。
我们可以通过一个简单的实验来理解自感现象。
假设我们有一个线圈，当电路接通时，电流会逐渐增大。
但由于自感的存在，电流增大的过程并不是瞬间完成的，而是有一个逐渐上升的过程。
当电路断开时，电流瞬间减小，但自感电动势会试图维持原来的电流，从而在断开瞬间产生一个较高的电压。
自感现象的产生是由于线圈中电流变化时，其周围的磁场也随之变化。
根据电磁感应定律，变化的磁场会在线圈中产生感应电动势。
自感电动势的大小与线圈的自感系数以及电流的变化率有关。
自感系数越大，或者电流变化率越大，自感电动势也就越大。
自感系数取决于线圈的匝数、形状、大小以及是否有铁芯等因素。
匝数越多、形状越紧密、有铁芯的线圈，其自感系数通常越大。
自感现象在日常生活和实际应用中有很多例子。
比如，在日光灯中，镇流器就是利用自感现象来产生瞬间高电压，使灯管启动。
在变压器中，自感现象也起着重要的作用，它有助于实现电压的变换。
二、涡流涡流是另一种电磁感应现象。
当块状金属在变化的磁场中时，金属块内部会产生自成闭合回路的感应电流，这种电流就叫做涡流。
涡流的产生是由于磁场的变化导致金属内部的磁通量发生变化，从而产生感应电动势，进而形成电流。
涡流具有热效应和磁效应。
由于涡流在金属内部流动时会产生电阻，从而使电能转化为热能，这就是涡流的热效应。
例如，在电磁炉中，就是利用涡流的热效应来加热食物。
涡流的磁效应则在一些电磁设备中得到应用，比如电磁阻尼和电磁驱动。
电磁阻尼是指当导体在磁场中运动时，由于涡流的存在，导体受到的阻力会增大，从而使其运动减缓。
例如，在电表的指针摆动中，通过使用电磁阻尼可以使指针迅速稳定下来，方便读数。
电磁驱动则是利用涡流来实现物体的驱动。
当磁场相对于导体运动时，在导体中产生的涡流会使导体受到一个驱动力，从而跟着磁场运动。
§3.6 自感现象涡流
第六节自感现象涡流教学目标：1、了解什么是自感现象、自感系数和涡流，知道影响自感系数大小的因素。
2、了解自感现象的利用和危害的防止。
3、初步了解日光灯、电磁炉等家用电器工作的自感原理。
4、利用对自感现象的想象培养想象能力，体验将物理知识应用于生活的过程。
5、体会科技成果对生活的广泛影响，培养对涡流现象的广泛、神奇的应用产生兴趣。
教学过程：一、学习新知识1、电磁感应现象原理：E1==Δφ/Δt 提问2、自感现象演示1（图36-2）-演示2（图36-3）-自感作用：电路中的自感作用是阻碍电流变化。
3、电感器线圈演示讲解自感（系数）：匝数越多，自感系数越大；加如铁芯，自感系数增大。
作用：有阻碍交流的作用实例：变压器（即互感器）、日光灯电子镇流器个例分析危害：城市无轨电车弓型拾电器电弧火花-烧蚀开关、危及行人。
4、涡流及其应用现象：阻尼摆演示-设问-探究-释疑概念及成因：空间磁通量变化，空间中的导体就会感应出电流，即涡流。
应用：变压器硅钢片设计原理： --- 解释：为什么变压器要有冷却装置？电磁炉发热原理：金属探测器：危害：使得变压器及电机铁芯内感应涡流，发热，影响绝缘性能乃至导致火灾事故。
防止办法：铁芯分片组叠，并彼此绝缘。
二、巩固新知识1、小结：自感-涡流-现象-规律-应用2、阅课文：P78-813、练习：（课本）P81—1、2（讲）、3（提示：自感系数因素）、4（启发分析）、5（启发讲述）4、作业：后记：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。
自感、涡流(前期免费)
一|、自感现象1、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。
2、自感电动势——在自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势。
3、自感电动势的大小跟线圈中电流强度的变化率成正比E 自=n ΔΦ/Δt =L ΔI /Δt4、自感电动势的作用总是阻碍导体中电流的变化（增反减同）。
自感电动势的作用是阻碍电流变化，即电流增大时，自感电动势阻碍电流增大；当电流减小时，阻碍电流减小，因此自感电动势总是起着延缓电流变化的作用．这符合电磁感应现象的规律． 体现出了感应电流的效果阻碍产生感应电流的原因，5、自感系数L —简称自感或电感。
自感的单位是亨利（H ） 1享=1伏·秒/安L 是反映线圈本身特征的物理量，L 的大小跟线圈的形状、长短、匝数及有无铁芯有关，线圈越长，横截面越大，单位长度上匝数越多，自感系数就越大．L 的大小与电流的大小、有无以及电流变化的快慢都无关。
6、自感现象中的一个重要特征自感现象作为一种特殊的电磁感应现象，是由于流过导体自身的电流的变化而引起的，由楞次定律知，产生的感应电动势（自感电动势）又必将阻碍着电流的这一变化，正是由于这种阻碍，使得自感现象具备一个重要的特征：自感现象中引起自感电动势产生的电流变化，一般只能是逐渐变化而不可能发生突变。
即通过线圈中的电流不能突变 。
7、自感现象的应用：日光灯电路、LC 振荡电路等，8、自感现象的危害与防止：在切断自感系数很大、而电流又很强的电路瞬间形成电弧，必须采用特制的安全开关；精密线绕电阻为了消除使用过程中电流变化引起的自感现象，采用双线绕法。
二、日光灯原理1.日光灯的组成：镇流器、灯管、启动器2.日光灯的发光：当灯管中气体导电，发出紫外线，照射管壁的荧光粉，然后发光。
灯管中气体要导电，需要较高的瞬时电压，这个瞬时电压需要镇流器和启动器的配合完成。
3.镇流器的作用——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。
《自感现象 涡流》 讲义
《自感现象涡流》讲义一、自感现象在了解自感现象之前，我们先来思考一个简单的电路。
假设有一个闭合回路，其中有一个电源、一个开关和一个电阻。
当我们闭合开关时，电流会瞬间通过电阻，电阻两端的电压也会立即达到稳定值。
现在，我们把电阻换成一个电感线圈。
当开关闭合的瞬间，会发生什么有趣的现象呢？这时，电流并不会像之前那样瞬间达到稳定值，而是会有一个逐渐增大的过程。
这就是自感现象。
那么，为什么会出现自感现象呢？这是因为当通过电感线圈的电流发生变化时，线圈中就会产生一个自感电动势，来阻碍电流的变化。
自感电动势的大小与通过线圈的电流变化率成正比，公式为：＄E＝ L\frac{＼Delta I}｛＼Delta t}＄，其中$E$是自感电动势，＄L$是电感系数，＄＼Delta I$是电流的变化量，＄＼Delta t$是时间的变化量。
自感现象在我们的日常生活中有很多应用。
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，使灯管中的气体放电发光。
我们再来看一个实验。
准备一个电感线圈、一个灯泡、一个电源和一个开关。
将它们串联起来，然后闭合开关。
我们会发现，灯泡并不是瞬间变亮，而是逐渐变亮。
这就是因为自感电动势阻碍了电流的迅速增大。
自感现象也会带来一些问题。
在一些含有电感的电路中，当开关断开时，可能会产生很高的自感电动势，这可能会损坏电路中的元件，甚至可能会产生电火花，造成危险。
二、涡流说完了自感现象，我们再来了解一下涡流。
当一块金属处于变化的磁场中时，金属内部就会产生感应电流。
这些感应电流在金属内部自成闭合回路，就像水中的漩涡一样，所以我们把它叫做涡流。
涡流会使金属块发热。
比如，我们家里用的电磁炉，就是利用涡流的热效应来加热食物的。
电磁炉工作时，在炉面下产生高频交变磁场，使锅底产生涡流，从而产生热量来加热食物。
涡流在很多领域都有重要的应用。
在工业生产中，利用涡流可以对金属材料进行无损检测。
通过检测涡流的变化，可以判断金属材料内部是否存在缺陷。
互感、自感和涡流
第七讲 互感、自感和涡流【知识要点】一、互感互感现象是一种常见的电磁感应现象，如图只要A 线圈的电路中可变电阻的阻值R 周期性地变化，那么A 和B 两个线圈之间就会发生互感现象。
例如电阻R 增大，A 中电流变小，B 线圈中磁通量减少产生感应电流，感应电流产生的磁场也会引起A 线圈中磁通量的变化，所以A 、B 两个线圈的磁通量是互相影响的，象这样两个互相靠近的线圈中只要有一个线圈中的电流变化，就会出现互感现象。
二、自感 1．自感现象（1）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。
（2）在自感现象中产生的感应电动势，叫做自感电动势，它的作用总是阻碍导体中原来电流的变化。
自感电动势的方向：当原来电流增大时，自感电动势与原来电流方向相反； 当原来电流减小时，自感电动势与原来电流方向相同； 两个演示实验： （1）实验一：①电路图：如右图所示。
S 合上（接通电源），调节R 使A 1、A 2明暗程度相同，再调节R 1使两灯都正常发光，然后断开S 。
再接通S 时，观察两个小灯泡的亮度情况。
②实验现象：A 2灯立即正常发光，A 1逐渐变亮。
③分析产生这种现象的原因：（2）实验二：①电路图：如右图所示。
接通电路，灯泡A 正常发光后，断开S （切断电源）， 观察小灯泡的亮度情况。
②实验现象：灯泡A 闪亮一下再熄灭。
③分析产生这种现象的原因： （3）总结：由以上实验及分析可以看出：当导体中电流发生变化时，导体本身就会产生感应电动势，这个电动势总是阻碍导体中原电流的变化。
2．自感系数：自感电动势的大小跟什么有关系呢？A L S自感电动势跟所有感应电动势一样，是跟线圈中磁通量的变化率成正比的。
但是在自感现象中，磁场是由线圈中的电流产生的，线圈中磁通量的变化率跟通过线圈的电流的变化率成正比。
因此，自感电动势εL 跟电流的变化率ΔI/Δt 成正比。
即： tI L L ∆∆=ε式中L 是比例系数，叫做线圈的自感系数，简称自感或电感。
自感和涡流(含答案)
自感和涡流一、基础知识（一）自感与涡流1、自感现象(1)概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势．(2)表达式：E ＝L ΔI Δt. (3)自感系数L 的影响因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关．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感应电流，这种电流像水中的旋涡，所以叫涡流．(1)电磁阻尼：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相对运动．(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来．(3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了楞次定律的推广应用．（二）自感现象的分析1、自感现象“阻碍”作用的理解(1)流过线圈的电流增加时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相反，阻碍电流的增加，使其缓慢地增加．(2)流过线圈的电流减小时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相同，阻碍电流的减小，使其缓慢地减小．线圈就相当于电源，它提供的电流从原来的I L 逐渐变小．2、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．技巧点拨在分析自感现象问题时，应注意电路的结构，弄清楚自感线圈L 与用电器的串、并联关系，明确原电流的方向，再判断自感电流的方向及大小变化．同时注意，L 的自身电阻是不是能忽略不计．在断开开关时，还要看线圈和用电器能否形成回路．二、练习1、如图 (a)、(b)所示的电路中，电阻R 和自感线圈L 的电阻值都很小，且小于灯A 的电阻，接通S ，使电路达到稳定，灯泡A 发光，则 ( )A ．在电路(a)中，断开S ，A 将渐渐变暗B ．在电路(a)中，断开S ，A 将先变得更亮，然后渐渐变暗C ．在电路(b)中，断开S ，A 将渐渐变暗D ．在电路(b)中，断开S ，A 将先变得更亮，然后渐渐变暗答案 AD解析 在电路(a)中，灯A 和线圈L 串联，它们的电流相同，断开S 时，线圈上产生自感电动势，阻碍原电流的减小，但流过灯A 的电流仍逐渐减小，从而灯A 只能渐渐变暗．在电路(b)中，电阻R 和灯A 串联，灯A 的电阻大于线圈L 的电阻，电流则小于线圈L 中的电流，断开S 时，电源不再给灯供电，而线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，通过R 、A 形成回路，灯A 中电流突然变大，灯A 变得更亮，然后渐渐变暗，故A 、D 正确．2、如图所示，L 1、L 2、L 3是完全相同的灯泡，L 为直流电阻可忽略的自感线圈，电源内阻不计，开关S 原来接通．现将开关S 断开，则( )A ．L 1点亮，L 2变暗，最终两灯一样亮B ．L 2闪亮一下后恢复到原来的亮度C ．L 3变暗一下后恢复到原来的亮度D ．L 3闪亮一下后恢复到原来的亮度答案 AD解析 当S 闭合时，L 把灯L 1短路，L 1不亮，I L3＝I L2＝E R；将S 断开时，L 1与L 2串联，电流变小，L 2变暗，L 1被点亮，最终两灯一样亮．由于L 中的电流要减小，且与L 3串联，I L3′＝E R，因此L 3要闪亮一下后再恢复到原来的亮度．因此正确选项为A 、D 两项．3、如图所示是研究自感通电实验的电路图，A1、A2是两个规格相同的小灯泡，闭合电键调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，调节可变电阻R1，使它们都正常发光，然后断开电键S.重新闭合电键S，则() 图12A．闭合瞬间，A1立刻变亮，A2逐渐变亮B．闭合瞬间，A2立刻变亮，A1逐渐变亮C．稳定后，L和R两端电势差一定相同D．稳定后，A1和A2两端电势差不相同答案BC解析根据题设条件可知，闭合电键调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，说明此时电阻R的阻值与线圈L的电阻一样大，断开电键再重新闭合电键的瞬间，根据自感原理，可判断A2立刻变亮，而A1逐渐变亮，A项错误，B项正确；稳定后，自感现象消失，根据题设条件可判断线圈L和R两端的电势差一定相同，A1和A2两端电势差也相同，所以C项正确，D 项错误．4、如图所示，P、Q是两个完全相同的灯泡，L是直流电阻为零的纯电感，且自感系数L很大．C是电容较大且不漏电的电容器，下列判断正确的是()A．S闭合时，P灯亮后逐渐熄灭，Q灯逐渐变亮B．S闭合时，P灯、Q灯同时亮，然后P灯变暗，Q灯变得更亮C．S闭合，电路稳定后，S断开时，P灯突然亮一下，然后熄灭，Q灯立即熄灭D．S闭合，电路稳定后，S断开时，P灯突然亮一下，然后熄灭，Q灯逐渐熄灭答案 D解析当S闭合时，通过自感线圈的电流逐渐增大而产生自感电动势，故通过P、Q的电流几乎相同，故两灯同时亮，当电流稳定时，灯泡P被短路而熄灭，此时通过灯泡Q 的电流变大，故Q变亮；当S断开时，灯泡P与自感线圈L组成了闭合回路，灯泡P 中的电流先增大后减小至零，故闪亮一下再熄灭，电容器与灯泡Q组成闭合回路，电容器放电，故灯泡Q逐渐熄灭，选项D正确．5、如图所示电路中，L为电感线圈，C为电容器，当开关S由断开变为闭合时()A．A灯中无电流通过，不可能变亮B．A灯中有电流通过，方向由a到bC．B灯逐渐熄灭，c点电势高于d点电势D．B灯逐渐熄灭，c点电势低于d点电势答案 D解析S断开时，C两端电压为L与灯B串联的电压，灯A是熄灭的．当S闭合时，L、C支路均被短路，电容器C要放电，A灯中有电流通过，电流方向由b到a，因此A、B 项皆错；S闭合后，把L支路短路，由L的自感作用，灯B逐渐熄灭，d点电势高于c 点，选项C错，D对．6、(2010·江苏单科·4)如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值．在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压U AB随时间t变化的图象中，正确的是()答案 B解析S闭合时，由于电感L有感抗，经过一段时间电流稳定时L电阻不计，可见电路的外阻是从大变小的过程．由U外＝R外R外＋rE可知U外也是从大变小的过程，所以A、C 错误．t1时刻断开S，由于自感在L、R、D构成的回路中，电流从B经过D流向A，所以t1时刻U AB反向且逐渐减小，B正确，D错误．7、如图所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2是两个完全相同的电灯，E是内阻不计的电源．t＝0时刻，闭合开关S，经过一段时间后，电路达到稳定，t1时刻断开开关S.I1、I2分别表示通过电灯D1和D2中的电流，规定图中箭头所示方向为电流正方向，以下各图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是()解析当S闭合时，L的自感作用会阻碍其中的电流变大，电流从D1流过；当L的阻碍作用变小时，L中的电流变大，D1中的电流变小至零；D2中的电流为电路总电流，电流流过D1时，电路总电阻较大，电流较小，当D1中电流为零时，电流流过L与D2，总电阻变小，电流变大至稳定；当S再断开时，D2马上熄灭，D1与L组成回路，由于L的自感作用，D1慢慢熄灭，电流反向且减小；综上所述知选项A、C正确．答案AC8、在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R.闭合开关S后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I.然后，断开S.若t′时刻再闭合S，则在t′前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图象是()答案 B解析闭合开关S后，调整R，使两个灯泡L1、L2发光的亮度一样，电流均为I，说明R L＝R.若t′时刻再闭合S，流过电感线圈L和灯泡L1的电流迅速增大，使电感线圈L 产生自感电动势，阻碍流过L1的电流i1增大，直至达到电流I，故A错误，B正确；而对于t′时刻再闭合S，流过灯泡L2的电流i2立即达到电流I，故C、D错误．9、(2011·北京理综·19)某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路．检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象．虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是()A．电源的内阻较大B．小灯泡电阻偏大C．线圈电阻偏大D．线圈的自感系数较大答案 C解析由自感规律可知在开关断开的瞬间造成灯泡闪亮以及延时的原因是在线圈中产生了与原电流同向的自感电流且大于稳定时通过灯泡的原电流．由题图可知灯泡和线圈构成闭合的自感回路，与电源无关，故A错误；造成不闪亮的原因是自感电流不大于稳定时通过灯泡的原电流，当线圈电阻小于灯泡电阻时才会出现闪亮现象，故B错误，C正确；自感系数越大，则产生的自感电流越大，灯泡更亮，故D错误．10、如图所示为新一代炊具——电磁炉，无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等是电磁炉的优势所在．电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场，当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食物．下列相关说法中正确的是()A．锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的B．恒定磁场越强，电磁炉的加热效果越好C．锅体中的涡流是由变化的磁场产生的D．提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果答案CD解析由电磁感应原理可知，锅体中的涡流是由变化的磁场产生的，提高磁场变化的频率，产生的感应电动势变大，可提高电磁炉的加热效果，故C、D正确．。
《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。
自感现象 涡流
自感现象的理解和应用 2．变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成，而不采用一块整 硅钢，这是为了( )．
A．增大涡流，提高变压器的效率 B．减小涡流，提高变压器的效率 C．增大涡流，减小铁芯的发热量 D．减小涡流，减小铁芯的发热量
解析
涡流的主要效应之一就是发热，而变压器的铁芯发热，
是我们不希望出现的．所以不采用整块硅钢，而采用薄硅钢片 叠压在一起，目的应该是减小涡流，减小铁芯的发热量，进而 提高变压器的效率． 答案 BD
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． 答案 AD
特别提醒
灯泡的亮度由其电功率决定，功率越大，亮度越
2 U 高．由于 P＝I2R＝ R ，故增加灯泡两端的电压或通电电流，灯
泡都会变亮．
二、自感系数 (1)自感系数简称自感或电感，不同的线圈，在电流变化相同的 条件下，产生的自感电动势不同，电学中用自感系数来表示线 圈的这种特性． (2)线圈的长度越长，线圈的面积越大，单位长度上匝数越多， 线圈的自感系数越大，线圈中有铁芯比无铁芯时自感系数大．
(1)明确线圈对哪部分电路起作用． (2)明确线圈的作用：总是阻碍电路中电流的变化．电流增加， 线圈的自感阻碍它的增加，电流减小，线圈的自感又阻碍它的 减小．
【变式 1】 如图 3-6-4 所示，L 为一纯电感线圈 (直流电阻不计)，A 为一灯泡，下列 说法正确的是( )．
3-6自感现象和涡流
3、自感现象对电路的影响：
(1)、开关闭合时：
结论：线圈L的自感电动 势阻碍电流的增加。
(2)、开关断开时：
结论：线圈L的自感电动 势阻碍电流的减小。
综合两种情况：电路中自感 的作用是阻碍电流的变化。
二、电感器
1、有线圈的器件为电感器。 2、自感系数(L)：（简称自感）描述电感器的
性能。 3、影响自感系数大小的因素：
线圈匝数、线圈的长短和大小、有无铁芯。
4、电感器“通直流，阻交流”。
三、自感现象的应用和危害
1、应用：主要体现在电子技术和电工技术中。
2、危害： (1)、有自感的电路被切断时可能产生有害的电弧。 应对措施：采用特制安全开关且将开关放在绝缘性能 良好的油中。
四、涡流及生
感应电流，这种电流叫做涡流。
2、涡流的应用： 制成电磁炉、金属探测器等。
3、涡流的危害： 涡流的热效应引发的一系列副作用。 如各种电机和变压器的铁芯由绝缘硅钢片叠合而成。
在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势其作用是阻碍导体本身电流的变化
复习回顾第一节的试验：
§6、自感现象 涡流
一、自感现象： 1、自感现象的概念：
由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感 应现象，叫自感现象。
2、自感电动势的概念：
在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势， 其作用是阻碍导体本身电流的变化。
《自感现象与涡流》 讲义
《自感现象与涡流》讲义一、自感现象当通过导体自身的电流发生变化时，导体自身会产生感应电动势，这种现象就叫做自感现象。
为了更好地理解自感现象，我们先来看看一个简单的实验。
实验装置：一个长直螺线管，一个电流表，一个开关，一个直流电源。
实验步骤：1、连接好电路，闭合开关，观察电流表的示数变化。
2、断开开关，观察电流表的示数变化。
实验现象：1、闭合开关瞬间，电流表的指针缓慢偏转，最终达到稳定值。
2、断开开关瞬间，电流表的指针反向缓慢偏转，然后逐渐回到零刻度。
从这个实验中，我们可以看出，当电路中的电流发生变化时，会产生自感电动势来阻碍电流的变化。
那么，自感现象产生的原因是什么呢？这是因为当电流通过导体时，导体周围会产生磁场。
当电流发生变化时，磁场也会随之变化，而变化的磁场会在导体中产生感应电动势。
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电流的变化率以及自感系数有关。
自感系数越大，电流变化率越大，自感电动势也就越大。
自感系数又与哪些因素有关呢？自感系数与线圈的匝数、线圈的长度、线圈的横截面积、有无铁芯等因素有关。
匝数越多、长度越长、横截面积越大、有铁芯时，自感系数通常越大。
自感现象在生活中有很多应用。
比如，日光灯中的镇流器就是利用自感现象来产生瞬间高电压，从而使日光灯启动。
二、涡流在一根导体中，如果穿过导体的磁通量发生变化，在导体内部就会产生感应电流。
由于这种电流在导体内部自成闭合回路，很像水的漩涡，所以我们把它叫做涡流。
涡流有一些特点。
首先，涡流会产生热量。
这是因为导体中有电阻，电流通过时会产生焦耳热。
其次，涡流会产生磁场。
这个磁场会对原磁场产生影响。
为了减少涡流带来的能量损耗，我们通常会采取一些措施。
比如，在变压器和电机的铁芯中，我们会用相互绝缘的薄硅钢片叠成铁芯，这样可以增大电阻，减小涡流。
涡流在生活中也有很多应用。
例如，电磁炉就是利用涡流来加热食物的。
电磁炉内部有一个线圈，当线圈中通以高频交流电时，在电磁炉上方的金属锅底中会产生强大的涡流，从而产生大量的热量来加热食物。
《自感现象 涡流》 讲义
《自感现象涡流》讲义一、自感现象1、自感现象的定义当导体中的电流发生变化时，它自身就会产生感应电动势，这种现象叫做自感现象。
打个比方，就好像一条河流，当水流的速度突然改变时，河水自身会产生一种阻力来抵抗这种变化。
在电路中，电流的变化就如同水流速度的改变，而自感就是电路自身产生的“阻力”。
2、自感电动势自感现象中产生的电动势叫做自感电动势。
它的大小与电流的变化率成正比。
如果电流变化得很快，自感电动势就会比较大；反之，如果电流变化缓慢，自感电动势就相对较小。
3、自感系数自感电动势的大小还与一个叫做自感系数的物理量有关。
自感系数简称自感或电感，用字母 L 表示。
自感系数与线圈的形状、长短、匝数以及有无铁芯等因素有关。
线圈越长、匝数越多、有铁芯，自感系数就越大；反之，自感系数就越小。
想象一下，一个又粗又长、匝数很多并且带有铁芯的线圈，就像一个“顽固”的家伙，电流要想在它里面发生变化，它会产生很强的反抗，也就是有较大的自感系数。
4、自感现象的应用与防止自感现象在生活中有很多应用。
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，从而点燃灯管。
在一些电路中，我们又需要防止自感现象带来的不利影响。
比如在断开大电流的电路时，可能会产生很大的自感电动势，形成电弧，容易损坏开关甚至造成危险。
这时候就需要采取一些措施来抑制自感电动势的产生。
二、涡流1、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，金属块内产生的感应电流在整块金属内部自成闭合回路，像水中的漩涡一样，这种电流叫做涡流。
可以把涡流想象成金属内部无数个小“电流环”，它们在磁场的作用下不断地产生和流动。
2、涡流的热效应涡流会使金属块发热，利用涡流的热效应可以制成高频感应炉来冶炼金属。
在高频感应炉中，强大的涡流能够产生大量的热量，使金属迅速熔化，从而达到冶炼的目的。
但在有些情况下，涡流的热效应是不利的。
比如变压器的铁芯在工作时会产生涡流，导致铁芯发热，不仅浪费能量，还可能损坏设备。
高中物理§3.6-自感现象涡流
第六节自感现象涡流教学目标：1、了解什么是自感现象、自感系数和涡流，知道影响自感系数大小的因素。
2、了解自感现象的利用和危害的防止。
3、初步了解日光灯、电磁炉等家用电器工作的自感原理。
4、利用对自感现象的想象培养想象能力，体验将物理知识应用于生活的过程。
5、体会科技成果对生活的广泛影响，培养对涡流现象的广泛、神奇的应用产生兴趣。
教学过程：一、学习新知识1、电磁感应现象原理：E1==Δφ/Δt 提问2、自感现象3、电感器线圈演示讲解自感（系数）：匝数越多，自感系数越大；加如铁芯，自感系数增大。
作用：有阻碍交流的作用实例：变压器（即互感器）、日光灯电子镇流器个例分析危害：城市无轨电车弓型拾电器电弧火花-烧蚀开关、危及行人。
4、涡流及其应用现象：阻尼摆演示-设问-探究-释疑概念及成因：空间磁通量变化，空间中的导体就会感应出电流，即涡流。
应用：变压器硅钢片设计原理： --- 解释：为什么变压器要有冷却装置？电磁炉发热原理：金属探测器：危害：使得变压器及电机铁芯内感应涡流，发热，影响绝缘性能乃至导致火灾事故。
防止办法：铁芯分片组叠，并彼此绝缘。
二、巩固新知识1、小结：自感-涡流-现象-规律-应用2、阅课文：P78-813、练习：（课本）P81—1、2（讲）、3（提示：自感系数因素）、4（启发分析）、5（启发讲述）4、作业：后记：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。
自感现象涡流
针对练习
1、当线圈中电流改变时，线圈中会产生自感电动 势，自感电动势方向与原电流方向 [ C、D ] A．总是相反 B．总是相同 C．电流增大时，两者方向相反 D．电流减小时，两者方向相同 2、线圈的自感系数大小的下列说法中，正确的是 [C] 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
10、如图所示的电路,电源电动势为E,线圈L 的电阻不计.以下判断正确的是( C ) A.闭合S,稳定后,电容器两端电压为E B.闭合S,稳定后,电容器的a极板带正电 C.断开S的瞬间,电容器的a极板将带正电 D.断开S的瞬间,电容器的a极板将带负电
6、开关S闭合且达到稳定时，小灯泡能正常发 光．则当闭合S和断开S的瞬间能观察到的现象分 别是( A ) A．小灯泡慢慢亮；小灯泡立即熄灭 B．小灯泡立即亮；小灯泡立即熄灭 C．小灯泡慢慢亮；小灯泡比原来更亮 一下再慢慢熄灭 D．小灯泡立即亮；小灯泡比原来更亮 一下再慢慢熄灭
7、如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯 泡，线圈L的电阻可以忽略。下列说法中正确的是 A．合上开关K接通电路时，A2先亮,A1后亮,最后 一样亮 B．合上开关K接通电路时，A1和A2始终一样亮 C．断开开关K切断电路时，A2立刻熄灭，A1过 一会儿才熄灭 D．断开开关K切断电路时，A1和A2都要过一会 儿才熄灭
5、如图所示的电路中，电源电动势为E，内 阻r不能忽略．R1和R2是两个定值电阻，L是 一个自感系数较大的线圈．开关S原来是断 开的．从闭合开关S到电路中电流达到稳定 为止的时间内，通过R1的电流I1和通过R2的 电流I2的变化情况是AC A．I1开始较大而后逐渐变小 B．I1开始很小而后逐渐变大 C．I2开始很小而后逐渐变大 D．I2开始较大而后逐渐变小
自感现象涡流人教版选修(11)精品PPT教学课件
线圈大，匝数多，有铁芯，自感系数大 3、作用：电感器对交流有阻碍作用
5
自感现象的危害
电感器的应用
涡流
只要空间有变化的磁通量，其中的导体中 产生的感应电流。
涡流的利用
电磁炉的内部
电磁炉
电磁炉适合用什么锅？
涡流的利用
探雷器
金属探测器
3.6 自感现象 涡流
一、 自感现象
1、概念： 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。这种现象中 产生的感应电动势，叫做自感电动势。
2、自感现象对电路的影响
自感的作用是阻碍电流的变化
【视频1】通电自感现象
现象：在闭合开关S的瞬间， （1）灯A2立刻正常光． （2）灯A1却是逐渐从暗到明，
要比灯1迟一段时间正常发 光．
小结：自感的作用是阻碍电流的变化
注意： “阻碍”不是“阻止”，对电流的变化 起延迟作用
【视频2】断电自感现象
A 现象：开关断开时
L 灯泡A不是立即熄灭，而
是先闪亮一下，然后熄灭
小结：自感的作用是阻碍电流的变化
注意： “阻碍”不是“阻止”，对电流的变化 起延迟作用
电感器
感谢你的阅览
Thank you文内容皆为可修改式文档，下载后，可根据读者的需求 作修改、删除以及打印，感谢各位小主的阅览和下载
日期：
演讲者：蒝味的薇笑巨蟹
18-19 第3章 六、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)[知识梳理]一、自感现象及电感器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．二、涡流及其应用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．[基础自测]1．思考判断(1)线圈中电流增大时，线圈的自感系数增大．(×)(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．(√)(4)涡流是可以利用的．(√)(5)变压器中的涡流是有害的．(√)(6)冶炼金属中的涡流也是有害的．(×)2．关于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C[自感系数是由电感器本身的因素决定的，包括线圈的大小、单位长度上的匝数，而且有铁芯时比无铁芯时自感系数要大．]3．以下器件利用涡流的有()A．电饭锅B．电热水器C．电磁炉D．微波炉C[电饭锅与电热水器利用电流的热效应加热，微波炉是利用微波在食物中引起水分子振动加热，所以只有C项中电磁炉利用涡流．]4．(多选)如图3-6-1所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略．下列说法中正确的是()图3-6-1A．合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮B．合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮C．断开开关S切断电路时，A1立即熄灭，A2过一会儿才熄灭D．断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭AD[合上开关S，A2支路电流立即达到最大，而A1支路由于自感线圈对电流的变化起阻碍作用，所以电流只能逐渐增大，稳定后，由于L无电阻，所以最后两灯同样亮，A正确；断开时，L为电源，两灯串联，所以A1、A2将会同时熄灭，D正确．][合作探究·攻重难]自感现象的理解和电感器的特点1.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．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．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，灯A1逐渐亮起来S断开时，灯A过一会儿才熄灭原因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构成闭电流达正常值的时间合回路，灯A会闪亮一下再熄灭(多选)如图3-6-2所示，电路甲、乙中电阻R和自感线圈L的电阻都很小．接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则()图3-6-2A．在电路甲中，断开S，A将渐渐变暗B．在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗C．在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗D．在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗思路点拨：解此题的关键有两点：①自感线圈在电路中的位置及作用．②灯泡瞬间变更亮的条件．【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I L＞I A(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I L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．【答案】AD[解题技巧](1)对通电自感要注意电感线圈对电流由无到有的阻碍作用；(2)对断电自感要注意分析断开开关后由包括电感线圈(相当于一个电源)所形成的新的闭合回路以及由于线圈自感作用所产生的感应电流的方向与原来电流方向的关系；(3)断电时灯泡是否闪亮，决定于原电流大小与自感电流大小的关系．1．如图3-6-3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：41942102】图3-6-3D[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.]对涡流的理解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．(多选)如图3-6-4所示为高频焊接原理示意图，线圈通以高频交流电，金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热，将焊缝熔化焊接着，要使焊接处产生的热量较大可采用()图3-6-4A．增大交变电流的电压B．增大交变电流的频率C．增大焊接缝的接触电阻D．减小焊接缝的接触电阻ABC[交变电流频率越高、电压越大，产生的磁场变化越快．在工件中引起的感应电动势越大，感应电流就越大，产生的热量越大，A、B正确．焊接缝接触电阻越大，电压越大，在此处产生的热量越大越容易熔化焊接．][规律方法](1)涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵循法拉第电磁感应定律.(2)磁场变化越快(ΔBΔt越大)，导体的截面积S越大，导体材料的电阻率越小，形成2．如图3-6-5所示是冶炼金属的高频感应炉的示意图．冶炼炉内装入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这时被冶炼的金属就能被熔化．这种冶炼方法速度快，温度容易控制，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()图3-6-5A．利用线圈中电流产生的焦耳热B．利用红外线C．利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流D．利用交变电流的交变磁场所激发的电磁波C[利用交变电流产生的交变磁场在引起炉内金属截面的磁通量变化时，使金属中产生感应电流，因整块金属的电阻相当小，所以感应电流很强，它在金属内自成回路流动时，形成漩涡状的电流，即涡流，涡流产生大量的焦耳热使炉内温度升高，金属熔化，故选C.当然线圈中也因有交变电流会产生一定的焦耳热，但它是相当少的，根本不可能使炉内温度高到使金属熔化的程度，故A不可能．][当堂达标·固双基]1．金属探测器已经广泛应用于安检场所，关于金属探测器的论述正确的是() A．金属探测器可用于食品生产，防止细小的砂石颗粒混入食品中B．金属探测器探测地雷时，探测器的线圈中产生涡流C．金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流D．探测过程中金属探测器与被测物体相对静止与相对运动探测效果相同C[金属探测器只能探测金属，不能用于食品生产，防止细小的砂石颗粒混入食品中；故A错误；金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流；故B错误，C正确；探测过程中工作时金属探测器应与被测物体相对运动；相对静止时无法得出探测效果；故D错误；故选：C.]2．如图3-6-6所示，在一个绕有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3-6-6A．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C[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．]3．如图3-6-7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()【导学号：41942103】图3-6-7A．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A[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.]4．如图3-6-8所示，电感线圈L的直流电阻为R L、小灯泡的电阻为R，小量程电流表G1、G2的内阻不计，当开关S闭合且稳定后，G1、G2的指针均向右偏(电流表的零刻度在表盘中央)，则当开关S断开时，下列说法正确的是()图3-6-8A．G1、G2的指针都立即回到零点B．G1缓慢回到零点，G2立即左偏，然后缓慢回到零点C．G1立即回到零点，G2缓慢回到零点D．G2立即回到零点，G1缓慢回到零点B[S闭合且稳定时，通过含电流表G1、G2的两条支路的电流均由左向右，断开S，L中产生自感电动势，由“增反减同”可知，自感电动势E自的方向一定与原电流方向相同，显然，断开S后，在E自的作用下，上图回路中将继续形成沿顺时针方向的电流，这时流经含有电流表G2支路的电流方向已变为由右向左了．由于这段时间E自是逐渐减小的，故电流也是逐渐减小的，综上所述选B.]。
19-20版：第6讲 自感现象 涡流（步步高）
第6讲自感现象涡流[目标定位] 1.了解什么是自感现象、自感系数和涡流，知道影响自感系数大小的因素.2.了解自感现象和涡流的利用及其危害的防止.3.初步了解日光灯、电磁炉等家用电器的工作原理．一、自感现象1．线圈A中电流的变化引起的磁通量的变化，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．电路中自感的作用是阻碍电流的变化．想一想如图3－6－1所示的电路，L为自感线圈，A是一个灯泡，E是电源，当S闭合瞬间，通过灯泡的电流方向是a→b.当S切断瞬间，通过灯泡的电流方向是b→a.图3－6－1答案当S切断瞬间，由于电源提供给灯泡A及线圈的电流立即消失，因此线圈要产生一个自感电动势来阻碍原电流减小，所以线圈此时相当于一个电源，产生的自感电流和原电流方向相同，流经A时的方向是b→a.二、电感器1．线路中的线圈叫做电感器，电感器的性能用自感系数表示，简称自感．2．线圈越大、匝数越多，它的自感系数越大．给线圈中加入铁芯，自感系数比没有铁芯时大得多．3．交流电通过电感器时，由于线圈中的自感电动势总是阻碍电流的变化，所以电感器对交流电有阻碍作用．4．在自感系数很大、电流很强的电路中，切断电源的瞬间都会产生很大的自感电动势，使开关两端出现很高的电压，形成电弧．电弧不仅会烧蚀开关，有时还会危及人员的安全．想一想自感现象中产生的自感电动势与线圈是否有关？可能与线圈的哪些因素有关？答案有关．与线圈的长度、大小、匝数及有无铁芯都有关．三、涡流及其应用1．只要空间有变化的磁通量，其中的导体中就会产生感应电流，我们把这种感应电流叫做涡流．2．利用涡流的热效应可以制成一种新型炉灶——电磁炉．金属探测器也是利用涡流工作的．3．涡流的热效应在许多场合是有害的．当电机、变压器绕组中通过交流时，在铁芯中会产生涡流．这会使铁芯过热，消耗电能，破坏绝缘．为了减少涡流，铁芯都用电阻率很大的硅钢片叠加．想一想电流频率的高低对涡流有什么影响？如何减小涡流？答案电流频率越高，涡流越强；减小电流的频率或增大电阻可减小涡流．一、自感现象及分析1．通电自感的分析(1)电路：如图3－6－2所示．图3－6－2(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，线圈中产生自感电动势，这个自感电动势阻碍线圈中电流的增大，不能使电流立即达到最大值，所以A1只能逐渐亮起来．2．断电自感的分析(1)电路：如图3－6－3所示．图3－6－3(2)装置要求：线圈L的电阻较小，目的是接通电路的灯泡正常发光时，通过线圈的电流I L 大于通过灯泡的电流I A，即I L>I A.(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．(4)现象分析：电路断开的瞬间，通电线圈的电流突然减小，穿过线圈的磁通量也很快地减少，线圈中产生了感应电动势，此感应电动势阻碍线圈L电流的减小．由于S断开后，L、A形成闭合回路，L中的电流从I L逐渐减小，流过A的电流突然变为I L，然后再从I L逐渐减小到零，所以A先闪亮一下，再逐渐熄灭．特别提醒灯泡的亮度由其电功率决定，功率越大，亮度越高．由于P＝I2R＝U2R，故增加灯泡两端的电压或通电电流，灯泡都会变亮．例1如图3－6－4所示，L为一纯电感线圈(即电阻为零)，L A是一灯泡，下列说法正确的是()图3－6－4A．开关S闭合瞬间，无电流通过灯泡B．开关S闭合后，电路稳定时，无电流通过灯泡C．开关S断开瞬间，无电流通过灯泡D．开关S闭合瞬间，灯泡中有从a到b的电流，而在开关S断开瞬间，灯泡中有从b到a 的电流答案BD解析开关S闭合瞬间，灯泡中的电流从a到b，A错误；线圈由于自感作用，通过它的电流逐渐增加，开关S接通后，电路稳定时，纯电感线圈对电流无阻碍作用，将灯泡短路，灯泡中无电流通过，B正确；开关S断开的瞬间，由于线圈的自感作用，线圈中原有向右的电流将逐渐减小，线圈与灯泡形成回路，故灯泡中有从b到a的瞬间电流，C错误，D正确．针对训练1如图3－6－5所示的电路，当开关闭合时，小灯泡将__________(选填“逐渐”或“立刻”)变亮．当开关断开时，小灯泡将__________(选填“逐渐”或“立刻”)熄灭．图3－6－5答案逐渐立刻解析闭合开关时，由于电感器的自感电动势的阻碍作用，A中的电流只能逐渐增大，即小灯泡逐渐变亮；当开关断开时，由于小灯泡无法与其它用电器构成回路，虽然电感器中有自感电动势，但是没有自感电流，所以小灯泡立刻熄灭．二、涡流的利用及防止1．涡流的利用(1)涡流的热效应．可以利用涡流来加热，例如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．例2关于电磁炉，下列说法正确的是()A．电磁炉也利用了电磁感应原理B．电磁炉可以用陶瓷锅做饭C．电磁炉是利用涡流的典型例子D．电磁炉工作时，锅与炉体是相互绝缘的答案ACD解析电磁炉的工作原理是电磁感应产生的涡流的热效应，A对；电磁炉的锅应是金属材料，最好是铁锅．当铁锅与炉体绝缘时，铁锅内的涡流产生大量的热量，从而加热食物．B错，C、D对．针对训练2变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成，而不采用一块整硅钢，这是为了() A．增大涡流，提高变压器的效率B．减小涡流，提高变压器的效率C．增大涡流，减小铁芯的发热量D．减小涡流，减小铁芯的发热量答案BD解析涡流的主要效应之一就是发热，而变压器的铁芯发热，是我们不希望出现的．所以不采用整块硅钢，而采用薄硅钢片叠压在一起，目的是减小涡流，减小铁芯的发热量，进而提高变压器的效率．对自感现象的理解1．关于自感现象，下列说法正确的是()A．感应电流一定和原来的电流方向相反B．对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈产生的自感电动势也越大C．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈的自感系数也越大D．对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势也越大答案 D解析当电流增大时，感应电流的方向与原来的电流方向相反，当电流减小时，感应电流的方向与原来的电流方向相同，故选项A错误；自感电动势的大小，与电流变化快慢有关，与电流变化大小无关，故选项B错误，D正确；自感系数只取决于线圈本身的因素及有无铁芯，与电流变化情况无关，故选项C错误．2．关于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答案 C解析自感系数是由电感器本身的因素决定的，包括线圈的大小、单位长度上的匝数，而且有铁芯时比无铁芯时自感系数要大．电感在电路中的作用3．如图3－6－6所示，L为一纯电感线圈(直流电阻不计)，A为一灯泡，下列说法正确的是()图3－6－6A．开关S接通的瞬间，无电流通过灯泡B．开关S接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡C．开关S断开的瞬间，无电流通过灯泡D．开关S接通的瞬间及接通后电路稳定时，灯泡中均有从a到b的电流，而在开关断开瞬间，灯泡中则有从b到a的电流答案 B解析开关S接通的瞬间，灯泡中的电流从a到b；S接通的瞬间，线圈由于自感作用，通过它的电流逐渐增大．开关S接通后，电路稳定时，纯电感线圈对电流无阻碍作用，将灯泡短路，灯泡中无电流通过．开关S断开的瞬间，由于线圈的自感作用，线圈中原有向右的电流将逐渐减小，该电流通过灯泡形成回路，故灯泡中有从b到a的瞬间电流．自感现象的应用与防止4．日光灯电路主要由镇流器、启动器和灯管组成，在日光灯正常工作的情况下() A．灯管点燃发光后，启动器中两个触片是分离的B．灯管点燃发光后，镇流器起降压镇流作用C．镇流器起整流作用D．镇流器给日光灯的开始点燃提供瞬间高压答案ABD解析日光灯在点燃时需要一个瞬时高压，在启动器的U形触片冷却收缩分离，使电路突然中断的瞬间，因镇流器的自感作用产生很高的自感电动势加在灯丝两端，使灯管中水银蒸汽导通，日光灯点燃，当日光灯正常发光时，启动器中触片是断开的，由于交流电不断通过镇流器的线圈，线圈中产生的自感电动势总是阻碍其电流的变化，这时镇流器的作用是降压、限流，以保证日光灯正常工作．。
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【变式 2】 关于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 )．
解析 自感系数是由电感器本身的因素决定的，包括线圈的大 小、单位长度上的匝数，而且有铁芯时比无铁芯时自感系数要 大． 答案 C
A．在电路甲中，断开 S，A 将渐渐变暗 B．在电路甲中，断开 S，A 将先变得更亮，然后渐渐变暗 C．在电路乙中，断开 S，A 将渐渐变暗 D．在电路乙中，断开 S，A 将先变得更亮，然后渐渐变暗
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． 答案 AD
自感现象对电路的影响
【典例 1】 如图 3-6-3 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( )．
图3-6-3 A．合上开关 S 接通电路时，A2 先亮，A1 后亮，最后一样亮
B．合上开关 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
一、自感现象及分析 通电自感的分析 (1)电路：如图 3-6-1 所示．
图3-6-1
(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，线圈中产生感应电动势，这个感应 电动势阻碍线圈中电流的增大，不能使电流立即达到最大值， 所以 A1 只能逐渐亮起来．
(1)明确线圈对哪部分电路起作用． (2)明确线圈的作用：总是阻碍电路中电流的变化．电流增加， 线圈的自感阻碍它的增加，电流减小，线圈的自感又阻碍它的 减小．
【变式 1】 如图 3-6-4 所示，L 为一纯电感线圈 (直流电阻不计)，A 为一灯泡，下列 说法正确的是( )．
图3-6-4
A．开关 S 接通的瞬间，无电流通过灯泡
三、涡流及其应用 1．穿过导体的 磁通量 变化时，会在导体内部形成涡旋状 的 感应电流 ，叫做涡流． 2．电磁炉是利用涡流的 热效应 给物体加热的新型炉 灶．金属探测器 也是利用涡流工作的． 3．很多涡流是有害的，主要是产生 热量 ，浪费电能．变压器 的铁芯采用电阻很大的硅钢片，且硅钢片彼此绝缘，就是为了 减小变压器工作时铁芯中的涡流．
六 自感现象 涡流
1．知道什么是自感现象，什么是自感电动势． 2．知道什么是电感器以及影响自感系数大小的因素． 3．了解自感现象的应用与危害． 4．知道什么是涡流，了解涡流的应用与危害．
一、自感现象 1．当线圈中的电流发生变化时，电流的磁场随之变化，从而 引起穿过线圈的 磁通量 的变化，这会使线圈中产生感应电
动势．这种由于自身电流变化而在导体内产生的电动势 叫 自感电动势 ．这种现象叫自感现象 ． 2．自感电动势总是 阻碍 电流的变化．
二、电感器 1． 线路中的线圈叫做电感器， 电感器的性能用 自感系数 表示， 简称 自感 ． 2．电感器的自感系数与 线圈匝数 、 大小 、有无铁芯 有关． 3．交流通过电感器时，产生的自感电动势总是 阻碍 电流的变 化，即电感器对交流有 阻碍 作用． 4．老式的日光灯镇流器就是一个自感系数很大的电感器，在 电子镇流器中也要用到 电感器 ．
三、涡流的利用及防止 涡流的利用 (1)涡流的热效应．可以利用涡流来加热，例如电磁炉和高频感 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．
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．
特别提醒
灯泡的亮度由其电功率决定，功率越大，亮度越
2 U 高．由于 P＝I2R＝ R ，故增加灯泡两端的电压或通电电流，灯
泡都会变亮．
二、自感系数 (1)自感系数简称自感或电感，不同的线圈，在电流变化相同的 条件下，产生的自感电动势不同，电学中用自感系数来表示线 圈的这种特性． (2)线圈的长度越长，线圈的面积越大，单位长度上匝数越多， 线圈的自感系数越大，线圈中有铁芯比无铁芯时自感系数大．
5．由于自感现象，在电流很强或高压电路中，切断电源时开 关两端会产生电弧，造成对人员、设备的损伤．应采用安全开 关，防止电弧产生． 温馨提示 理想电感器对直流无阻碍，对交流有阻碍．
科目一考试 / 2016年科目一模 拟考试题
科目二考试 2016年科目二考试技巧 、考试内容、考试视频
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， ：
自感现象的理解和应用
【典例 2】 下列说法中正确的是( )．
A．电路中电流越大，自感电动势越大 B．电路中电流变化越大，自感电动势越大 C．线圈中电流均匀增大，线圈的自感系数也均匀增大 D．线圈中的电流为零时，自感电动势不一定为零
解析
在自感一定的情况下， 电流变化越快， 自感电动势越大，
与电流的大小、电流变化的大小没有必然的关系，A、B 项错； 线圈的自感系数是由线圈本身的性质决定的，与线圈的大小、 形状、匝数、有无铁芯等有关，而与线圈的电流的变化率无关， C 项错． 答案 D
断电自感的分析 (1)电路：如图 3-6-2 所示．
图3-6-2
(2)装置要求：若线圈 L 的电阻较小，目的是接通电路的灯泡正 常发光时， 通过线圈的电流 IL 大于通过灯泡的电流 IA， 即 IL>IA. (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． (4)现象分析：电路断开的瞬间，通电线圈的电流突然减小，穿 过线圈的磁通量也很快地减少，线圈中产生了感应电动势，此 感应电动势阻碍线圈 L 电流的减小．由于 S 断开后，L、A 形 成闭合回路，L 中的电流从 IL 逐渐减小，流过 A 的电流突然变 为 IL，然后再从 IL 逐渐减小到零，所以 A 先闪亮一下，再逐渐 熄灭．
B．开关 S 接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡 C．开关 S 断开的瞬间，无电流通过灯泡 D．开关 S 接通的瞬间及接通后电路稳定时，灯泡中均有从 a 到 b 的电流，而在开关断开瞬间灯泡中则有从 b 到 a 的电流
解析 开关 S 接通的瞬间，灯泡中的电流从 a 到 b；S 接通的 瞬间，线圈由于自感作用，通过它的电流逐渐增大．开关 S 接 通后，电路稳定时，纯电感线圈对电流无阻碍作用，将灯泡短 路，灯泡中无电流通过．开关 S 断开的瞬间，由于线圈的自感 作用，线圈中原有向右的电流将逐渐减小，该电流通过灯泡形 成回路，故灯泡中有从 b 到 a 的瞬间电流． 答案 B