【优质课件】人教版高中物理选修1136《自感现象 涡流》优秀课件.ppt
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3.6《自感现象、涡流》ppt课件
第三章 电磁感应
第6节 自感现象 涡流
制作人：王正武 2015.11.23
本课任务：
1、了解自感现象及其应用 2、了解电感器 3、了解涡流及其应用
一、复习
1、回顾：在做3.1-5（右图）的实验 时，由于线圈A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B中激发了感应电动势。——互感。
2、自感系数L：
（1）描述电感器的性能的，简称自感或电 感。
（2）L大小影响因素：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得多．
3、电感器的特性：阻碍电流的变化，对交流 电有阻碍作用。
分析：
电路断开时，线圈中的电流减小而导致磁 通量发生变化，产生自感电动势阻碍原电 流的减小，L中的电流只能从原值开始逐渐 减小，S断开后，L与A组成闭合回路，L中 的电流从A中流过，所以A不会立即熄灭， 而能持续一段发光时间．
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 感应电动势阻碍原电流的变化．
4、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
1．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，有电阻器、电容器、电感器件
2．危害：
在切断自感系数很大，电流 很强的电路的瞬间，产生 很高的自感电动势，形成 电弧，在这类电路中应采 用特制的开关，精密电阻 可采用双线并绕来清除自 感现象．
2．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．
第6节 自感现象 涡流
制作人：王正武 2015.11.23
本课任务：
1、了解自感现象及其应用 2、了解电感器 3、了解涡流及其应用
一、复习
1、回顾：在做3.1-5（右图）的实验 时，由于线圈A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B中激发了感应电动势。——互感。
2、自感系数L：
（1）描述电感器的性能的，简称自感或电 感。
（2）L大小影响因素：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得多．
3、电感器的特性：阻碍电流的变化，对交流 电有阻碍作用。
分析：
电路断开时，线圈中的电流减小而导致磁 通量发生变化，产生自感电动势阻碍原电 流的减小，L中的电流只能从原值开始逐渐 减小，S断开后，L与A组成闭合回路，L中 的电流从A中流过，所以A不会立即熄灭， 而能持续一段发光时间．
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 感应电动势阻碍原电流的变化．
4、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
1．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，有电阻器、电容器、电感器件
2．危害：
在切断自感系数很大，电流 很强的电路的瞬间，产生 很高的自感电动势，形成 电弧，在这类电路中应采 用特制的开关，精密电阻 可采用双线并绕来清除自 感现象．
2．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．
【人教版】高中物理选修1-1：《自感现象、涡流》优秀ppt课件
二、电感器 自感的危害和防止
三、涡流及其应用
1.涡流：只要空间中的有变化的磁通量，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.变压器原线圈上的电流在3个地方产生感应电动势：副线圈、原线 圈、铁芯。
3.为了减少涡流，变压器的铁芯用硅钢片叠合而成。
涡流及其应用 涡流的利用 1.电磁炉 2.火车站飞机场的安全检查 3.扫雷、探矿
二、电感器
1.许多电路中都有线圈，它们叫做电感器。 2.电感器的性能用自感系数来描述，简称自感。线圈越大，匝数
越多，它的自感系数就越大；加入铁芯后，自感系数比没有铁芯 大很多。 3.由于交流电的电流不断变化，所以线圈中的自感电动势总是阻 碍电流的变化。 电感：通直流，阻交流 4.互感与自感的区别
二、电感器
3.6 自感现象 涡流
当线圈A中的电流发生变化的，它产生的磁 通量也会发生变化，变化的磁通量在B线圈 中激发感应电动势。
其实即使没有B，线圈A中的电流变化引起的磁 通量的变化，也会在自身激发感应电动势应的一种特殊现象 自感：线圈中的电流变化，引起磁通量的变化，在其自身激发的感应
电动势。
自感对线路的影响
演示一（开关闭合）
闭合开关后，A1 不能马上正常发光， 而是逐渐变亮，由 此判断，线圈L的 自感电动势阻碍电 流的增加。
自感对线路的影响
演示二（开关断开）
开关断开后，灯泡 没有立即熄灭，说 明电感中的自感电 动势阻碍线圈中电 流的减少。
自感对线路的影响
综合以上两种现象，我们可以说： 电路中的自感的作用是阻碍电流的变化
人教版高中物理选修1-1(课件)：3.6自感现象 涡流
答案:C 题后反思这是在电子技术中消除自感现象的一个实例,但本题又 是易出错题,容易把选项A、B也认为是正确答案,以为是自感电动 势的抵消或自感电流的抵消。造成这种错误的原因是对电磁感应 现象的认识不足,本例中双线并绕线圈中无磁通量,也就无磁通量 的变化,因此无电磁感应现象发生。
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知识梳理
HISHI SHULI
重难聚焦
HONGNAN JVJIAO
D S 典例透析 IANLI TOUXI
随堂演练
UITANGYANLIAN
类型一 类型二
解析:由于采用双线并绕的方法,当电流通过时,两股导线中的电 流方向是相反的,不管电流怎样变化,任何时刻两股电流总是等大 反向的,所产生的磁通量也是等大反向的,故总磁通量等于零,在该 线圈中不会产生电磁感应现象,因此消除了自感,选项A、B错误,C 正确。
一二
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D S 典例透析 IANLI TOUXI
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特别提醒解决通电自感和断电自感要把握好以下几点:(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,决定于原电流与自感电流的大小关 系。
答案:AD 题后反思此题考查对自感现象的理解,应分清断开S时,什么情况 下“逐渐变暗”,什么情况下“先变得更亮,然后逐渐变暗”。
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D S 典例透析 IANLI TOUXI
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类型一 类型二
解析:由于采用双线并绕的方法,当电流通过时,两股导线中的电 流方向是相反的,不管电流怎样变化,任何时刻两股电流总是等大 反向的,所产生的磁通量也是等大反向的,故总磁通量等于零,在该 线圈中不会产生电磁感应现象,因此消除了自感,选项A、B错误,C 正确。
一二
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D S 典例透析 IANLI TOUXI
随堂演练
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特别提醒解决通电自感和断电自感要把握好以下几点:(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,决定于原电流与自感电流的大小关 系。
答案:AD 题后反思此题考查对自感现象的理解,应分清断开S时,什么情况 下“逐渐变暗”,什么情况下“先变得更亮,然后逐渐变暗”。
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高中物理 第三章 电磁感应现象 3.6 自感现象 涡流课件1高中选修11物理课件
(1)物理意义:用来描述电感器阻碍电流(diànliú)变化性能的物理量,简称自
感。
(2)决定因素:电感器的自感系数与线圈大小、线圈匝数、线圈中有无铁芯
有关。
12/9/2021
第四页，共三十六页。
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读一读
X 新知导学
INZHIDAOXUE
D 答疑解惑
AYIJIEHUO
12/9/2021
闭合电路,有短暂的电流流过灯泡,所以灯泡慢慢变暗,直至熄灭(也可能闪亮一
下后逐渐熄灭)。
第十六页，共三十六页。
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探究一
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探究二
D 答疑解惑
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问题(wèntí
)导引
名师(mínɡ
shī)
典例剖析
C.断开开关S切断电路时,A2立刻熄灭,A1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
12/9/2021
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(2)决定因素:电感器的自感系数与线圈大小、线圈匝数、线圈中有无铁芯
有关。
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C.断开开关S切断电路时,A2立刻熄灭,A1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
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3.6-自感现象-涡流 课件-新人教版选修1-1
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．
2．思考判断 (1)涡流是可以利用的．(√) (2)变压器中的涡流是有害的．(√) 3．探究交流 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．
【答案】 D
1．如图3－6－2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3－6－2
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．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，灯就立即熄灭．因此正确选项 为A. 【答案】 A
自感现象及电感器
1.基本知识 (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．
实验 S重新闭合，灯A2立刻 S断开时，灯A过一会儿才 现象 正常发光，灯A1逐渐 熄灭．
亮起来
பைடு நூலகம்原因
学高中物理三电磁感应六节自感现象涡流新人教版选修精品PPT课件
第三章 电 磁 感 应
第六节 自感现象 涡流
亨利 1797 年 12 月 17 日，亨利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.
涡流实际上是一种特殊的__电__磁__感__应__现象，只要把金 属 块 放 在 _变__化__ 的 磁 场 中 ， 或 者 是 让 金 属 块 在 _非__均__匀___磁__场__中__运__动_，金属块中均可产生涡流．
涡流在金属块内会自成闭合回路，像_水__的__漩___涡__一 样，整块金属的电阻很_小___，故涡流往往很_强___．
电感线圈的电流迅速增大，动势，阻碍了电流的减小
原因
使线圈产生自感电动势， 阻碍了电流的增大，使流
使电流继续存在一段时间 通过L的电流反向通过电
过A1灯的电流比流过A2 灯A，且由于RL≪RA，使
灯的电流增加得慢
得流过灯A的电流在电键
ห้องสมุดไป่ตู้
断开瞬间突然增大
【典例 1】 (多选)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，且小于灯泡 A 的电阻， 接通 S 使电路达到稳定，灯泡 A 发光，则( )
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 中会产生阻碍电流减少的自感电动势，
由于线圈电阻远小于灯泡电阻，线圈中较大的电流反 向通过灯泡，让灯泡突然闪亮，之后逐渐熄灭．
第六节 自感现象 涡流
亨利 1797 年 12 月 17 日，亨利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.
涡流实际上是一种特殊的__电__磁__感__应__现象，只要把金 属 块 放 在 _变__化__ 的 磁 场 中 ， 或 者 是 让 金 属 块 在 _非__均__匀___磁__场__中__运__动_，金属块中均可产生涡流．
涡流在金属块内会自成闭合回路，像_水__的__漩___涡__一 样，整块金属的电阻很_小___，故涡流往往很_强___．
电感线圈的电流迅速增大，动势，阻碍了电流的减小
原因
使线圈产生自感电动势， 阻碍了电流的增大，使流
使电流继续存在一段时间 通过L的电流反向通过电
过A1灯的电流比流过A2 灯A，且由于RL≪RA，使
灯的电流增加得慢
得流过灯A的电流在电键
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断开瞬间突然增大
【典例 1】 (多选)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，且小于灯泡 A 的电阻， 接通 S 使电路达到稳定，灯泡 A 发光，则( )
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 中会产生阻碍电流减少的自感电动势，
由于线圈电阻远小于灯泡电阻，线圈中较大的电流反 向通过灯泡，让灯泡突然闪亮，之后逐渐熄灭．
高二物理选修113.6自感现象涡流ppt课件
到2 I0
现象： 开关断开时，灯A先更亮后再熄灭
电路断开时，线圈中的电流减小而导致 磁通量发生变化，产生自感电动势阻碍原电 流的减小，L中的电流只能从原值开始逐渐减 小，S断开后，L与A组成闭合回路，L中的电 流从A中流过，所以A不会立即熄灭，而能持 续一段发光时间。
结论：
1．导体中电流变化时，自身产生感应电动势，这个 感应电动势阻碍原电流的变化。
2．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。
3．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。
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。
二、电感器
1．电感器：电路中的线圈又叫电感器。 2、自感系数L： （1）描述电感器的性能的，简称自感或电感。 （2）L大小影响因素：由线圈本身的特性所决定
一、自感现象
1、回顾：在右图的实验时，由于线圈A 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B中激发了感应电动 势。——互感。
思考：线圈A中电流的变化会引起线圈A中激发感 应电动势吗？
2、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。
3、自感现象对电路的影响——观察两个实验
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。
演示实验二：开关断开时的自感现象
按图连接电路。开关闭
A
合时电流分为两个支路，
一路流过线圈L，另一路
流过灯泡A。灯泡A正常
L
发光 把开关断开，注意
观察灯泡亮度。
现象： 开关断开时，灯A先更亮后再熄灭
电路断开时，线圈中的电流减小而导致 磁通量发生变化，产生自感电动势阻碍原电 流的减小，L中的电流只能从原值开始逐渐减 小，S断开后，L与A组成闭合回路，L中的电 流从A中流过，所以A不会立即熄灭，而能持 续一段发光时间。
结论：
1．导体中电流变化时，自身产生感应电动势，这个 感应电动势阻碍原电流的变化。
2．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。
3．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。
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。
二、电感器
1．电感器：电路中的线圈又叫电感器。 2、自感系数L： （1）描述电感器的性能的，简称自感或电感。 （2）L大小影响因素：由线圈本身的特性所决定
一、自感现象
1、回顾：在右图的实验时，由于线圈A 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B中激发了感应电动 势。——互感。
思考：线圈A中电流的变化会引起线圈A中激发感 应电动势吗？
2、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。
3、自感现象对电路的影响——观察两个实验
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。
演示实验二：开关断开时的自感现象
按图连接电路。开关闭
A
合时电流分为两个支路，
一路流过线圈L，另一路
流过灯泡A。灯泡A正常
L
发光 把开关断开，注意
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答案:AD
问题导学 当堂检测
课前预习导学
KEQIAN YUXI DAOXUE
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
迁移训练 1如图所示,电感线圈电阻 r远小于灯泡 A 的
电阻 R .将电路连接好,先闭合开关使灯泡亮起来,然后将开关断开,会发
现灯泡闪亮一下后熄灭.试解释闪亮一下的原因.
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二、涡流及其应用
只要空间有变化的磁通量,其中的导体就会产生感应电流,这种感 应电流称为涡流.电磁炉就是利用涡流的热效应制成的.
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迁移与应用
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关闭
例 1如图甲、乙所示电路中,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( ) 点击查看题图
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 [思路点拨]本题考查同学们对断电时产生的自感电动势的阻碍作 用的理解.
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
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解析:该题是电磁感应与生产相结合的一道综合题.它是利用交变 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,在金属中 产生感应电流,因金属的电阻相当小,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.
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答案:断开电路的瞬间,通过线圈 L的电流要发生从有到无的巨大变 化.由于自感现象,产生自感电动势来阻碍这种变化,此时由电源对灯泡 A 提供的电流已经消失,自感电动势来给灯泡供电,使灯泡不立即熄灭.
设 S断开前,流过电感线圈的电流为 I1,流过灯泡 A 的电流为 I2,且 I1 方向由 a→b,I2方向由 d→c.当 S断开时,I2立即消失,而 I1因为线圈自感, 并不立即消失.线圈上产生一个 b端为正、a端为负的自感电动势,与灯 泡组成 abcd回路,由此流过 A 的电流大小由 I2变成 I1,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.由于 r≪ R ,所以断电 前 I1>I2,断电后,I1逐渐减小,并通过灯泡 A,所以灯泡 A 会闪亮一下再逐渐 熄灭.
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解析:电路断开时,电感线圈的自感电动势阻碍电流的减小.此时电 感线圈在电路中相当于一个电源,表现为两个方面:一是自感电动势所 对应的电流方向与原电流方向一致;二是在断电瞬间,自感电动势所对 应的电流大小与原电流的大小相等,以后以此电流开始缓慢减小到零.
答案:C
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迁移训练 2如图所示是高频焊接原理示意图.线圈中通
以高频交变电流时,待焊接的金属工件中就产生感应电流.由于焊接缝 处的接触电阻很大,产生的焦耳热很多,致使温度升得很高,将金属熔化, 从而焊接在一起.我国生产的自行车车架就是用这种办法焊接的.试定 性说明:为什么交变电流的频率越高,焊接缝处产生的热量越多?
甲图中,电灯 A与电感线圈 L在同一个支路中,流过的电流相同.断开 开关 S时,线圈 L 中的自感电动势要维持原电流不变,所以,开关断开的瞬 间,电灯 A 中的电流不变,以后电流渐渐变小.因此,电灯渐渐变暗.乙图中, 电灯 A 所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小(因为电感线圈 的电阻很小),断开开关 S时,电感线圈的自感电动势要阻碍电流变小,电 感线圈中的瞬间电流不变,电感线圈相当于一个电源给灯 A 供电.因此, 反向流过 A 的电流瞬间要变大,然后渐渐变小,所以电灯要先亮一下,然 后渐渐变暗.故答案为 A、D .
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预习交流 2
在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上面放一口小铁锅,如图所示, 锅内放少许水,给线圈通入交流电一段时间,再用玻璃杯代替小铁锅,通 电时间相同.试探究铁锅和玻璃杯中的水温有何不同.为什么?
答案:通电后铁锅内的水逐渐变热,而玻璃杯中的水温没有变化,原 因是:当交变电流通过导线时,穿过铁锅的磁通量发生变化,铁锅中产生 像旋涡一样的感应电流,小铁锅的电阻很小,感应电流较大,产生焦耳热, 足以使水温升高,而玻璃杯是绝缘体,电阻很大,不产生感应电流.
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答案:因为变压器线圈匝数很多,又套在铁芯上,故自感系数很大,用 多用电表测线圈时,电表内部干电池使线圈内产生电流,因线圈电阻较 小,故有一较大的电流.突然切断表笔与线圈的连接时,线圈产生一较大 的阻碍电流减小的电动势,所以刘伟会有电击感,而李辉再摸线圈时,自 感电动势已消失,故无感觉,摸两表笔,因电压只有 1.5 V(内部干电池的电 动势),也不会产生习导学
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答案:交变电流的频率越高,它产生的磁场的变化率就越大,根据法 拉第电磁感应定律,在待焊接工件中产生的感应电动势就越大,感应电 流就越大.而放出的热量与电流的二次方成正比,所以交变电流的频率 越高,焊接处放出的热量越大.
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一、自感现象与电感器
活动与探究 准备两个规格相同的灯泡,按如图所示电路做实验:把灯泡 A1与线 圈 L 串联后接到电源上,A2与可变电阻 R 串联后接到电源上.
先闭合开关 S,调节电阻 R ,使两个灯泡的亮度相同,再调节可变电阻 R 1,使它们都正常发光,然后断开开关 S.
3.线圈的自感系数是由线圈自身的性质决定的,如线圈的形状、长 短、匝数、有无铁芯等;实验表明,线圈越长、截面越粗、匝数越多、绕 制越密,其自感系数就越大;实验还表明,带铁芯的线圈比空心线圈自感 系数要大得多,这在实践中用途很大.
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二、涡流
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六、自感现象 涡流
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学习目标 重点难点
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1.知道什么是自感现象,了解自感系数与 涡流.能说出影响自感系数大小的因素. 2.能说出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. 3.初步了解日光灯、电磁炉等家用电器 的工作原理. 重点:通电自感和断电自感实验现象分 析. 难点:自感现象与涡流的应用.
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在自感现象中,由于流过线圈的电流发生变化,导致穿过线圈的磁 通量发生变化而产生自感电动势.
1.自感电动势的作用:总是阻碍导体中原电流的变化,即总是起着 延迟电流变化的作用.
当电流增大时,阻碍电流增大 具体表现
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电磁灶是利用电磁感应引起涡流加热的原理来工作的,它主要由 感应加热线圈、灶台板和烹饪锅等组成.如图所示,电磁灶的台面下布满 了线圈,当通上中频交流电时,在台板与铁锅之间产生交变磁场,磁感线 穿过锅体,产生感应电流——涡流,这种感应电流在金属锅体中产生热 效应,从而达到加热和烹饪食物之目的.
电磁灶产生的交变磁场,不但会产生涡流热,而且会使金属锅体的 分子运动并互相碰撞,造成分子间摩擦生热.这两种热是直接发生在锅 体本身的,其热能的损耗很小,所以电磁灶的热效率可达 80% ,约比煤气 灶高一倍,而且加热均匀、烹调迅速、节电省力.
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迁移与应用
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当电流减小时,阻碍电流减小
注意:自感电动势只是延长了电流变化的过程,但不会阻止电流的 变化.
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2.自感电动势的大小由电流变化的快慢(电流变化率������I)和自感系数
������t
决定,在自感系数一定的情况下,电流变化越快,自感电动势越大.
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迁移训练 1如图所示,电感线圈电阻 r远小于灯泡 A 的
电阻 R .将电路连接好,先闭合开关使灯泡亮起来,然后将开关断开,会发
现灯泡闪亮一下后熄灭.试解释闪亮一下的原因.
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二、涡流及其应用
只要空间有变化的磁通量,其中的导体就会产生感应电流,这种感 应电流称为涡流.电磁炉就是利用涡流的热效应制成的.
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关闭
例 1如图甲、乙所示电路中,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( ) 点击查看题图
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 [思路点拨]本题考查同学们对断电时产生的自感电动势的阻碍作 用的理解.
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
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解析:该题是电磁感应与生产相结合的一道综合题.它是利用交变 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,在金属中 产生感应电流,因金属的电阻相当小,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.
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答案:断开电路的瞬间,通过线圈 L的电流要发生从有到无的巨大变 化.由于自感现象,产生自感电动势来阻碍这种变化,此时由电源对灯泡 A 提供的电流已经消失,自感电动势来给灯泡供电,使灯泡不立即熄灭.
设 S断开前,流过电感线圈的电流为 I1,流过灯泡 A 的电流为 I2,且 I1 方向由 a→b,I2方向由 d→c.当 S断开时,I2立即消失,而 I1因为线圈自感, 并不立即消失.线圈上产生一个 b端为正、a端为负的自感电动势,与灯 泡组成 abcd回路,由此流过 A 的电流大小由 I2变成 I1,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.由于 r≪ R ,所以断电 前 I1>I2,断电后,I1逐渐减小,并通过灯泡 A,所以灯泡 A 会闪亮一下再逐渐 熄灭.
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解析:电路断开时,电感线圈的自感电动势阻碍电流的减小.此时电 感线圈在电路中相当于一个电源,表现为两个方面:一是自感电动势所 对应的电流方向与原电流方向一致;二是在断电瞬间,自感电动势所对 应的电流大小与原电流的大小相等,以后以此电流开始缓慢减小到零.
答案:C
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以高频交变电流时,待焊接的金属工件中就产生感应电流.由于焊接缝 处的接触电阻很大,产生的焦耳热很多,致使温度升得很高,将金属熔化, 从而焊接在一起.我国生产的自行车车架就是用这种办法焊接的.试定 性说明:为什么交变电流的频率越高,焊接缝处产生的热量越多?
甲图中,电灯 A与电感线圈 L在同一个支路中,流过的电流相同.断开 开关 S时,线圈 L 中的自感电动势要维持原电流不变,所以,开关断开的瞬 间,电灯 A 中的电流不变,以后电流渐渐变小.因此,电灯渐渐变暗.乙图中, 电灯 A 所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小(因为电感线圈 的电阻很小),断开开关 S时,电感线圈的自感电动势要阻碍电流变小,电 感线圈中的瞬间电流不变,电感线圈相当于一个电源给灯 A 供电.因此, 反向流过 A 的电流瞬间要变大,然后渐渐变小,所以电灯要先亮一下,然 后渐渐变暗.故答案为 A、D .
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在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上面放一口小铁锅,如图所示, 锅内放少许水,给线圈通入交流电一段时间,再用玻璃杯代替小铁锅,通 电时间相同.试探究铁锅和玻璃杯中的水温有何不同.为什么?
答案:通电后铁锅内的水逐渐变热,而玻璃杯中的水温没有变化,原 因是:当交变电流通过导线时,穿过铁锅的磁通量发生变化,铁锅中产生 像旋涡一样的感应电流,小铁锅的电阻很小,感应电流较大,产生焦耳热, 足以使水温升高,而玻璃杯是绝缘体,电阻很大,不产生感应电流.
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答案:因为变压器线圈匝数很多,又套在铁芯上,故自感系数很大,用 多用电表测线圈时,电表内部干电池使线圈内产生电流,因线圈电阻较 小,故有一较大的电流.突然切断表笔与线圈的连接时,线圈产生一较大 的阻碍电流减小的电动势,所以刘伟会有电击感,而李辉再摸线圈时,自 感电动势已消失,故无感觉,摸两表笔,因电压只有 1.5 V(内部干电池的电 动势),也不会产生习导学
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答案:交变电流的频率越高,它产生的磁场的变化率就越大,根据法 拉第电磁感应定律,在待焊接工件中产生的感应电动势就越大,感应电 流就越大.而放出的热量与电流的二次方成正比,所以交变电流的频率 越高,焊接处放出的热量越大.
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一、自感现象与电感器
活动与探究 准备两个规格相同的灯泡,按如图所示电路做实验:把灯泡 A1与线 圈 L 串联后接到电源上,A2与可变电阻 R 串联后接到电源上.
先闭合开关 S,调节电阻 R ,使两个灯泡的亮度相同,再调节可变电阻 R 1,使它们都正常发光,然后断开开关 S.
3.线圈的自感系数是由线圈自身的性质决定的,如线圈的形状、长 短、匝数、有无铁芯等;实验表明,线圈越长、截面越粗、匝数越多、绕 制越密,其自感系数就越大;实验还表明,带铁芯的线圈比空心线圈自感 系数要大得多,这在实践中用途很大.
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二、涡流
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六、自感现象 涡流
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在自感现象中,由于流过线圈的电流发生变化,导致穿过线圈的磁 通量发生变化而产生自感电动势.
1.自感电动势的作用:总是阻碍导体中原电流的变化,即总是起着 延迟电流变化的作用.
当电流增大时,阻碍电流增大 具体表现
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电磁灶是利用电磁感应引起涡流加热的原理来工作的,它主要由 感应加热线圈、灶台板和烹饪锅等组成.如图所示,电磁灶的台面下布满 了线圈,当通上中频交流电时,在台板与铁锅之间产生交变磁场,磁感线 穿过锅体,产生感应电流——涡流,这种感应电流在金属锅体中产生热 效应,从而达到加热和烹饪食物之目的.
电磁灶产生的交变磁场,不但会产生涡流热,而且会使金属锅体的 分子运动并互相碰撞,造成分子间摩擦生热.这两种热是直接发生在锅 体本身的,其热能的损耗很小,所以电磁灶的热效率可达 80% ,约比煤气 灶高一倍,而且加热均匀、烹调迅速、节电省力.
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当电流减小时,阻碍电流减小
注意:自感电动势只是延长了电流变化的过程,但不会阻止电流的 变化.
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2.自感电动势的大小由电流变化的快慢(电流变化率������I)和自感系数
������t
决定,在自感系数一定的情况下,电流变化越快,自感电动势越大.
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