自感现象涡流学案
自感现象 涡流(导)学案
3.6自感现象涡流学习目标：1．知道什么是自感现象，了解自感系数与涡流．2．理解影响自感系数大小的因素．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．4．了解日光灯、电磁炉等家用电器的工作原理．重点：理解影响自感系数大小的因素难点：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。
预习新课：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361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361【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．重点突破：通电自感断电自感灯A、A规格完全相同，闭合S，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．课堂练习1．如图所示电路中，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( )【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( )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，灯立即熄灭．因此正确选项为A.【答案】 A3．(多选)如图所示，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( )A．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．核心突破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．课堂练习4．如图所示，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( )A．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( ) 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．。
《自感现象涡流》教案
《自感现象涡流》教案
教案
1．自感现象
原因导体本身电流变化，引起磁通量的变化．
依据电磁感应原理——只要闭合电路中磁通量发生变化，就会产生电磁感应现象，与引起这种变化的方法无关．所以，自感是电磁感应现象的一种特例．
两种典型实例
(1)通电自感：如图4-28(a)，合上S，串有线圈L的小灯A逐渐变亮．
(2)断电自感：如图4-28(b)，断开S，小灯不会立即熄灭．
2．自感电动势
定义自感现象中产生的电动势．
作用阻碍电流的变化——当电流增大时，自感电动势阻碍电流增大；当电流减小时，自感电动势阻碍电流减小．
实例分析图4-28(a)中，合上S，L中电流从零开始增大，方向从左到右，L中产生的自感电动势阻碍电流增大，其方向与原电流(即引起自感现象的电流)方向相反．图4-28(b)中，断开S，L中原来从左到右的电流减小，L中产生自感电动势阻碍电流减小，其方向与原电流相同．所以自感电动势总是起着推迟电流变化的作用．
大小决定于线圈中电流变化的快慢．
3．自感系数
物理意义表示线圈自感特性的物理量．
决定因素由线圈的形状、单位长度上的匝数、有无铁芯等因素决定，与是否接入电路中、通过线圈的电流变化快慢等无关．
单位亨利(H)．常用的还有毫亨(mH)、微亨(μH)．
1mH=10-3H，μH=10-6H．。
高考物理电磁感应精讲精练自感和涡流学案
自感和涡流一、自感和涡流1．自感现象：当导体中电流发生变化时，导体本身就产生感应电动势，这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化，这种由于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．2．自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势E＝L ΔIΔt，其中L叫自感系数，它与线圈的大小、形状、圈数以及是否有铁芯有关，自感系数的单位是亨利(H)，1 mH＝10－3H,1 μH＝10－6H.3．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)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．交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的．例题1． (多选)如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻几乎为零．A和B是两个完全相同的灯泡，则下列说法中正确的有( )A．当开关S闭合瞬间，A、B两灯同时亮，最后B灯熄灭B．当开关S断开瞬间，A、B两灯同时熄灭C．当开关S断开瞬间，a点电势比b点电势低D．当开关S断开瞬间，流经灯泡B的电流是由a到b解析：选AD.开关S闭合瞬间，线圈L对电流有阻碍作用，则相当于灯泡A与B串联，因此同时亮，且亮度相同，稳定后B被短路熄灭，选项A正确；稳定后当开关S断开后，A马上熄灭，由于自感，线圈中的电流只能慢慢减小，其相当于电源，左端电势高，与灯泡B构成闭合回路放电，流经灯泡B的电流是由a到b，B闪一下再熄灭，选项D正确，B、C错误．考点三自感现象的理解及应用1．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．2．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．两种情况灯泡中电流方向均改变.1．(多选)如图甲、乙所示，电路中的电阻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( )A．在电路甲中，断开S后，A将逐渐变暗B．在电路甲中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗C．在电路乙中，断开S后，A将逐渐变暗D．在电路乙中，断开S后，A将先变得更亮，然后才逐渐变暗解析：选AD.题图甲所示电路中，灯A和线圈L串联，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，通过R、A形成回路，灯A逐渐变暗．题图乙所示电路中，电阻R和灯A串联，灯A 和电阻R的总电阻大于线圈L的电阻，电流则小于线圈L中的电流，断开S时，电源不给灯供电，而线圈L产生自感电动势阻碍电流的减小，通过R、A形成回路，灯A中电流比原来大，变得更亮，然后逐渐变暗．2．(多选)如图所示，电路中A和B是两个完全相同的小灯泡，L是一个自感系数很大、直流电阻为零的电感线圈，C是电容很大的电容器．当S闭合与断开时，对A、B的发光情况判断正确的是( )A．S闭合时，A立即亮，然后逐渐熄灭B．S闭合时，B立即亮，然后逐渐熄灭C．S闭合足够长时间后，B发光而A不发光D．S闭合足够长时间后再断开，B立即熄灭而A逐渐熄灭答案：AC.3．(多选)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：选AC.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．(1)对自感现象“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阻碍原电流的减小，使其缓慢地减小．(2)分析自感现象应注意①通过自感线圈中的电流不能发生突变，即通电过程中，电流逐渐变大，断电过程中，电流逐渐变小，此时线圈可等效为“电源”，该“电源”与其他电路元件形成回路；②断电自感现象中灯泡是否“闪亮”的判断：若断电后通过灯泡的电流比原来强，则灯泡先闪亮，再慢慢熄灭．高考理综物理模拟试卷注意事项：1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
高二物理(人教版和教科版)-涡流 自感-教案
教案涡旋电场的方向为什么要与感应电流的方向一致呢？问题5：（自问自答）根据感应电流的方向逆推正、负两种电荷定向运动方向和收到电场力方向，如图所示。
问题6：归纳概括涡旋电场的方向。
介绍应用：科学家根据变化磁场激发的涡旋电场可以加速电子的原理，设计制造了电子感应加速器。
介绍金属块相对磁场运动时产生的涡流。
问题1：如图所示，铝板进、出磁场时，铝板内感应电流的方向？受磁场力的方向？概括1：涡流受磁场力的作用效果实验视频1：将铝板挂在固定的转动轴上，释放后，铝板来回摆动。
闭合开关，通电线圈产生磁场，正如刚才分析的情况，铝板里产生的涡流在磁场力的作用下，阻尼效果明显，铝板很快停止摆动。
应用1：磁电式电表通电后，指针能够迅速地稳定在相应的新位置上，就是利用了这种阻尼作用。
问题2：涡流受到的磁场力能让运动的物体停下来，能不能让静止的物体运动起来呢？实验视频2：我们一起来看实验视频：轻弹簧下端，靠磁力吸住了一组强磁铁。
手拿铝环上下往复运动，原来静止的磁铁跟随铝环运动起来；铝环静止后，磁铁也很快停了下来。
概括2：铝环内涡流与磁铁见的相互作用力阻碍二者的相对运动！实验视频3：磁铁转动，铝框里的感应电流受到磁场力，让铝框跟着转动起来，改变转动方向，铝框的转动先减慢，接着反向加速，紧追磁铁的转动，也是阻碍相对运动的体现。
应用2：大家可以课后进一步了解电磁驱动在电动机中的应用，其中三相交流电产生的变化磁场起了旋转磁场的作用。
分类：前面我们研究的电磁感应现象，有一个共同点，提供磁场的通电线圈和产生感应电流的线圈是两个不同的线圈，它们借助涡旋电场的感应是相互的！应用：通过互感可以使能量在线圈间传递，手机的无线充电就是这个原理。
问题：变化的磁场在周围空间产生涡旋电场对场源线圈自身是不是也应该有影响呢？这就是下面我们要研究的自感现象。
分析自感原理：如图，闭合开关，线圈里的电流从无到有，发生变化，磁场也同步变化，在涡旋电场的作用下，线圈里会产生感应电动势。
人教版高中物理教案-自感现象涡流
第六節自感現象渦流教學目標：1、瞭解什麼是自感現象、自感係數和渦流，知道影響自感係數大小的因素。
2、瞭解自感現象的利用和危害的防止。
3、初步瞭解日光燈、電磁爐等家用電器工作的自感原理。
4、利用對自感現象的想像培養想像能力，體驗將物理知識應用於生活的過程。
5、體會科技成果對生活的廣泛影響，培養對渦流現象的廣泛、神奇的應用產生興趣。
教學過程：一、學習新知識1、電磁感應現象原理：E1==Δφ/Δt 提問2、自感現象演示1（圖36-2）-自感電動勢阻礙電流的增加。
演示2（圖36-3）-自感電動勢阻礙電流的減小。
自感作用：電路中的自感作用是阻礙電流變化。
3、電感器線圈演示講解自感（係數）：匝數越多，自感係數越大；加如鐵芯，自感係數增大。
作用：有阻礙交流的作用實例：變壓器（即互感器）、日光燈電子鎮流器個例分析危害：城市無軌電車弓型拾電器電弧火花-燒蝕開關、危及行人。
4、渦流及其應用現象：阻尼擺演示-設問-探究-釋疑概念及成因：空間磁通量變化，空間中的導體就會感應出電流，即渦流。
應用：變壓器矽鋼片設計原理：--- 解釋：為什麼變壓器要有冷卻裝置？電磁爐發熱原理：金屬探測器：危害：使得變壓器及電機鐵芯內感應渦流，發熱，影響絕緣性能乃至導致火災事故。
防止辦法：鐵芯分片組疊，並彼此絕緣。
二、鞏固新知識1、小結：自感-渦流-現象-規律-應用2、閱課文：P78-813、練習：（課本）P81—1、2（講）、3（提示：自感係數因素）、4（啟發分析）、5（啟發講述）4、作業：後記：1、電磁爐原理：電磁爐是應用電磁感應原理對食品進行加熱的。
電磁爐的爐面是耐熱陶瓷板，交變電流通過陶瓷板下方的線圈產生磁場，磁場內的磁力線穿過鐵鍋、不銹鋼鍋等底部時，產生渦流，令鍋底迅速發熱，達到加熱食品的目的。
電磁爐加熱原理如圖所示，灶台檯面是一塊高強度、耐衝擊的陶瓷平板（結晶玻璃），檯面下邊裝有高頻感應加熱線圈（即勵磁線圈）、高頻電力轉換裝置及相應的控制系統，檯面的上面放有平底烹飪鍋。
【教学设计】《3.6自感现象涡流》(人教)
《3.6自感现象 涡流》本课编写：泾川县第三中学 王小平本节主要让学生了解互感和自感现象，也就是利用法拉第电磁感应定律解释生活中的一些现象。
本节教学的关键是做好通电自感和断电自感这两个实验。
在教学中，要使学生明白自感现象的规律都符合电磁感应现象的一般规律。
【知识与技能目标】1．知道自感现象，认识自感电动势对电路中电流的影响。
2．知道自感系数的意义和决定因素。
3．知道自感现象的应用及危害。
4．知道涡流及其应用。
【过程与方法目标】通过理论探究和实验验证了解自感现象。
【情感态度价值观目标】通过探究活动，培养学生的观察能力和分析推理能力。
【教学重点】自感现象和涡流的理解及应用【教学难点】自感电动势对电路中电流的影响教学用具：小灯泡、滑动变阻器、电源、开关，导线若干一、复习提问1、产生电磁感应电流的条件是什么？穿过闭合电路的磁通量发生变化2、法拉第电磁感应定律的内容是什么？电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路磁通量的变化率成正比。
走在大街上，在无轨电车转弯时，常常可以看见电车的弓形拾电器与电线接触的位置打出火花来，这种现象是怎么产生的呢，学习完这节内容你就可以找到答案了。
二、新课教学(二)、自感现象1、由于导体（如：线圈）本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。
由自感而产生的电动势叫作自感电动势。
2、演示实验1：通电自感现象按下图连接实验，两个灯泡A1和A2规格完全相同，A1与线圈串联后接到电源上，A2与可变电阻R串联后接到电源上。
先闭合开关S，调节变阻器R，使两个灯泡亮度相同，再调节可变电阻R1，使两灯正常发光，然后断开开关S。
重新闭合S，注意观察，在开关闭合的时候两个灯泡的发光情况。
现象：跟变阻器串联的灯泡A2立刻正常发光，跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来。
思考：为什么A1比A2亮得晚一些？电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量逐渐增加，L中产生的感应电动势的。
人教版高考物理必修1-1学案第3章 6自感现象 涡流
六、自感现象涡流[自主预习·探新知][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361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361A．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(多选)如图362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362A ．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[针对训练]1．如图363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363D[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364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364A．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．]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ΔΔ，导体的截面积[针对训练]2．如图365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365A．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366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366A．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367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367A．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368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368A．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.]。
3.6《自感现象 涡流》教案4
问题一：实验现象为什么只在开关SA闭合的瞬间观察到？
问题二：开关SA闭合的瞬间，电路有什么特征？
引导学生得出开关SA闭合的瞬间，电路中电流是变化的。
问题三：变化的电流对线圈有何影响？
启发学生与电磁感应相联系。
变化的电流
→变化的磁场
→通过线圈L的磁通变化
→在线圈中产生感应电流（阻碍原磁通的变化）
【应用举例】涡流
在具有铁心的线圈中通入交流电时，就有交变的磁场穿过铁心，在铁心内部必然会形成感应电流。由于这种电流在铁心中自成闭合电路，形如漩涡，故称涡流。
在工业生产中可以利用涡流产生高温使金属熔化，这种无接触加热的冶炼方法不仅效率高，速度快，而且可以避免金属在高温下氧化。
家用电磁灶也是利用涡流加热原理工作的，当加热线圈中通入频率很高的交变电流时，就会产生交变磁场，磁感线穿过铁磁材料制成的锅底产生感应电流（涡流），于是锅就被加热了。
3.试解释以上现象。
小组讨论后派代表发言，教师适时引导，给予评价。
当合上开关后，因灯泡1与线圈L串联，通过线圈L的电流由零开始增大，穿过线圈L的磁通也随之增加，根据楞次定律可知，感应电动势要阻碍线圈中电流的增大，故与线圈串联的灯泡的电流不能立即增大到最大值，它的亮度只能慢慢增加．
4.类似的方法分析断电实验。
根据实物接线图，画出实验电路。
引导学生回答互相补充，描述完整的实验现象。
分析实验原因。
采用学生讨论交流、小组合作的方式解决。
5.得出结论：以上两个实验都是线圈中的电流发生变化，而在线圈中产生的感应电动势，这个电动势总是阻碍线圈中原来电流的变化。
这种由于流过线圈本身的电流发生变化而引起的电磁感应现象称为自感现象，简称自感。在自感现象中产生的感应电动势成为自感电动势，用
2019版高中物理第三章电磁感应第6讲自感现象涡流学案新人教版选修1-1
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如何？当S切断瞬间，通过灯泡的电流方向如何？图3－6－1答案当S闭合时，通过灯泡的电流方向为a→b；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所示为演示自感现象的实验电路，下列说法正确的是( )图3－6－4A.当闭合开关S时A1先亮B.当闭合开关S时A2先亮C.当断开开关S时A1先熄灭D.当断开开关S时A2先熄灭答案 B解析闭合开关时，由于自感电动势的阻碍作用，A1电路中的电流只能逐渐增大，所以A2先亮，选项A错误，B 正确；当断开开关S时，L相当于电源，A1、A2、L、R组成闭合回路，电流由支路A1中的电流逐渐减小，所以A1、A2一起逐渐熄灭，选项C、D错误.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正确；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错误，C、D正确.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.故B、D正确.对自感现象的理解1.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答案 D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项错误；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项错误；线圈中的电流为零时，自感电动势不一定为零，D正确.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，镇流器起降压限流作用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.(时间：60分钟)题组一、对自感现象的理解1.关于线圈中自感电动势的大小，下列说法中正确的是( )A.电感一定时，电流变化越大，电动势越大B.电感一定时，电流变化越快，电动势越大C.通过线圈的电流为零的瞬间，电动势为零D.通过线圈的电流为最大值的瞬间，电动势最大答案 B解析在电感一定的情况下电流变化越快即变化率越大，电动势越大，A项错，B项正确；电流为零的瞬间电流的变化率不一定为零，电流的值最大时电流的变化率不一定最大，所以C、D项错误.2.如图3－6－7所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度.两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速度释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面.下面对于两管的描述可能正确的是( )图3－6－7A.A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的B.A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的C.A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的D.A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的答案AD解析磁性小球穿过金属圆管过程中，将圆管看作由许多金属圆环组成，小球的磁场使每个圆环中产生感应电流，电流阻碍磁性小球的下落，小球向下运动的加速度小于重力加速度；小球在塑料、胶木等非金属材料圆管中不会产生感应电流，小球仍然做自由落体运动，穿过塑料、胶木圆管的时间比穿过金属圆管的时间少.3.下列说法正确的是( )A.当线圈中电流不变时，线圈中没有自感电动势B.当线圈中电流不变时，线圈中自感电动势的方向不变C.当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反D.当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反答案AC解析线圈中电流不变时，自身电流产生的磁场的磁通量不变，线圈中不可能产生自感电动势，选项A正确，选项B错误；当线圈中电流增大时，电流产生的磁场的磁通量增大，根据楞次定律可判断自感电动势的方向与原电流方向相反，选项C正确；同理可知选项D错误.题组二、电感在电路中的作用4.如图3－6－8所示，L为自感系数很大的线圈，其自身的电阻忽略不计，A、B是完全相同的两个小灯泡.在t ＝0时刻闭合开关S，经过一段时间t1断开S.下列表示A、B两灯泡中电流i随时间t变化的图象中，正确的是( )图3－6－8答案BD解析电键闭合时，由于电感线圈的阻碍作用，流过电感的电流慢慢增大，所以i B慢慢增大，i A慢慢减小，最后稳定时电感相当于一根导线，i A为0，i B最大；断开电键，原来通过B的电流立即消失，由于电感线圈阻碍自身电流变化，产生与原电流同方向的感应电流，此时电感线圈和灯泡A形成回路，流过灯泡A中的电流方向与原来流过灯泡A中的电流方向相反，且电流i A慢慢减小，最后为0，故A、C错误，B、D正确.5.如图3－6－9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3－6－9A.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，然后渐渐变暗答案AD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，B错误；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C错误，D正确.6.如图3－6－10所示，开关S闭合且电路达到稳定时，小灯泡能正常发光，则( )图3－6－10A.当S闭合瞬间，小灯泡将慢慢变亮B.当S闭合瞬间，小灯泡立即变亮C.当S断开瞬间，小灯泡慢慢熄灭D.当S断开瞬间，小灯泡先闪亮一下，再慢慢熄灭答案 A解析当S闭合瞬间，通过L的电流增大，自感电动势的方向与原电流方向相反，阻碍电流的增大，故A慢慢变亮；当S断开瞬间，A将立即熄灭，因为S断开，再无电流回路.7.如图3－6－11所示，灯L A、L B完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略.则( )图3－6－11A.S闭合瞬间、L A、L B同时发光，接着L A变暗，L B更亮，最后L A熄灭B.S闭合瞬间，L A不亮，L B立即亮C.S闭合瞬间，L A、L B都不立即亮D.稳定后再断开S的瞬间，L B熄灭，L A比L B(断开S前)更亮答案 A解析S接通的瞬间，L支路中电流从无到有发生变化，因此，L中产生的自感电动势阻碍电流增加.由于有铁芯，自感系数较大，对电流的阻碍作用也就很强，所以S接通的瞬间L中的电流非常小，即干路中的电流几乎全部流过L A.所以L A、L B会同时亮.又由于L中电流很快稳定，感应电动势很快消失，L的阻值因为很小，所以对L A起到“短路”作用，因此，L A便熄灭.这里电路的总电阻比刚接通时小，L B会比以前更亮，A正确，B、C错误；稳定后断开S瞬间，L B熄灭，L A与L B熄灭前一样亮，D错误.8.如图3－6－12所示，是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路解体时应( )图3－6－12A.先断开S1B.先断开S2C.先拆除电流表D.先拆除电阻R答案 B解析S1断开瞬间，L中产生很大的自感电动势，若此时S2闭合，则可能将电压表烧坏，故应先断开S2.题组三、涡流的应用及防止9.如图3－6－13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3－6－13A.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答案 C解析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正确；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错误；依题意B、D错误.10.如图3－6－14所示，是高频焊接原理示意图，线圈中通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝时产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法中正确的是( )图3－6－14A.交流电的频率越高，焊缝处的温度升高得越快B.交流电的频率越低，焊缝处的温度升高得越快C.工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小D.工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大答案AD解析线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流的大小与感应电动势有关，电流变化的频率越高，电流变化得越快，感应电动势就越大，选项A正确，B错误；工件上焊缝处的电阻大，电流产生的热量就多，选项C错误，D正确.。
《自感现象涡流》教学设计
《自感现象涡流》教学设计★新课标要求（一）知识与技能1．知道什么是自感现象。
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．知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。
4．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及磁场的能量转化问题。
（二）过程与方法1．通过对两个自感实验的观察和讨论，培养学生的观察能力和分析推理能力。
2．通过自感现象的利弊学习，培养学生客观全面认识问题的能力。
（三）情感、态度与价值观自感是电磁感应现象的特例，使学生初步形成特殊现象中有它的普遍规律，而普遍规律中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点。
★教学重点1．自感现象。
2．自感系数。
★教学难点分析自感现象。
★教学方法通过演示实验，引导学生观察现象、分析实验★教学用具：自感现象示教板，CAI课件。
★教学过程（一）引入新课教师：在电磁感应现象中，产生感应电流的条件是什么？学生：只要穿过闭合回路的磁通量发生变化，回路中就有感应电流产生.教师：引起回路磁通量变化的原因有哪些？学生：磁场的变化；回路面积的变化；电流的变化引起磁场的变化等。
教师：这里有两个问题需要我们去思考：（1）在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中为什么会产生感应电动势呢？（2）当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？本节课我们学习这方面的知识。
（二）进行新课1、自感现象教师：当电路自身的电流发生变化时，会不会产生感应电动势呢？下面我们首先来观察演示实验。
［实验1］演示通电自感现象。
教师：出示示教板，画出电路图（如图所示），A1、A2是规格完全一样的灯泡。
闭合电键S，调节变阻器R，使A1、A2亮度相同，再调节R1，使两灯正常发光，然后断开开关S。
重新闭合S，观察到什么现象？（实验反复几次）学生：跟变阻器串联的灯泡A2立刻正常发光，跟线圈L串联的灯泡A 1逐渐亮起来。
教师：为什么A 1比A 2亮得晚一些？试用所学知识（楞次定律）加以分析说明。
2.3自感现象与涡流 学案-2021-2022学年高二下学期物理鲁科版（2019）选择性必修第二册
2.3自感与涡流【课前预习】一、自感现象当一个线圈中的电流时，它产生的的磁场不仅在激发出感应电动势，同样也在激发出感应电动势．这种现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做．二、自感系数1．自感电动势的大小：E＝L ΔIΔt，其中L是自感系数，简称自感或电感．单位：，符号： .2．自感系数与线圈的、、，以及是否有铁芯等因素有关．三、涡流1．当线圈中的电流随时间变化时，由于，在附近导体中产生像水中旋涡样的感应电流，所以把这种感应电流叫做．2．应用：、、机场安检等．3．防止：将电动机、变压器的线圈都绕在铁芯上．线圈中流过变化的电流，在铁芯中产生的涡流使铁芯，浪费了能量，还可能损坏电器．因此，我们要想办法减小涡流．途径之一是增大铁芯材料的，常用的铁芯材料是硅钢，它的电阻率比较大．另一个途径就是用叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯．【课上探究】知识点1：对自感现象的理解和应用交流与讨论如图①A1、A2 是规格完全一样的灯泡。
②闭合电键S，调节变阻器R和R1 ，使A1、A2亮度相同且正常发光。
③然后断开开关S。
重新闭合S，观察到什么现象？总结与提升(1)断开开关后，灯泡是否瞬间变得更亮，取决于电路稳定时两支路中电流的大小关系，即由两支路中电阻的大小关系决定。
(2)若断开开关后，线圈与灯泡不能组成闭合回路，则灯泡会立即熄灭。
(3)自感线圈直流电阻小与直流电阻不计含义不同，稳定时，前者相当于定值电阻，后者出现短路。
练习与拓展【例1】.如图所示，L1和L2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其电阻与R相同，由于存在自感现象，在开关S接通和断开时，L1、L2先后亮暗的顺序是( )A．接通时，L1先达最亮；断开时，L1后暗B．接通时，L2先达最亮；断开时，L2后暗C．接通时，L1先达最亮；断开时，L1先暗D．接通时，L2先达最亮；断开时，L2先暗变式1(多选)如图所示，灯A、B完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略，则( ) A．S闭合的瞬间，灯A、B同时发光，接着灯A变暗，灯B更亮，最后灯A熄灭B．S闭合瞬间，灯A不亮，灯B立即亮C．S闭合瞬间，灯A、B都不立即亮D．稳定后再断开S的瞬间，灯B立即熄灭，灯A闪亮一下再熄灭知识点2：自感现象中的图像问题思考与交流线圈能够体现电的“惯性”，应该怎样理解？电的“惯性”大小与什么有关？总结与提升当线圈通电瞬间和断电瞬间，自感电动势都要阻碍线圈中电流的变化，使线圈中的电流不能立即增大到最大值或不能立即减小为零，即线圈中的电流不能“突变”。
自感现象涡流教学设计
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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。
高中物理选修1-1教案-3.6自感现象 涡流2-人教版
课题：《自感现象涡流》第二课时教学重点1．涡流的概念及产生条件。
2．涡流的热效应和磁效应。
3．电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。
教学难点电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。
六、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图课堂导入课前利用电磁感应给学生放一首音乐，引导学生调整学习状态。
［演示1］“会跳舞的锡箔纸”引入新课，激发学生学习兴趣放松心情、进入学习状态认真观看演示实验，并积极思考吸引学生眼球，让学生调整状态，集中精力并尽快进入学习状态新课展开一、涡流的基本概念1、涡流的定义：如图所示．当磁场变化时，导体中就会产生感应电流。
知识讲解1：感生电场在铁块中产生感应电流．它的形状像水中的漩涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流。
简单讲，涡流就是环形的感应电流。
2、涡流的产生条件：理论分析从前面的讲解中自然的得出本节课所学的第一个知识---“涡流”的概念对于文科班的学生，物理知识更需要简单、通俗易懂，所以讲授的概念通常都口语化，利于学生接受。
根据前面的知识讲解可知；把金属块放置在变化的磁场中，金属块中就会产生涡流。
二、涡流的热效应［演示2］1、火柴自燃实验”。
两组火柴（三根）分别放到完全相同的两个接通电源正常工作状态的电磁炉上，一台电磁炉上放置一块金属板，火柴放在金属板上，另一组火柴直接放在电磁炉上。
实验现象：由于涡流的作用，放置在金属板上的火柴自动点燃了，事后再往金属板上滴几滴水，发现有水蒸气出现，由此可判定金属板温度很高。
2、引导学生举例说明涡流热效应在生产生活中的应用。
真空也冶炼炉、电磁炉三、涡流的磁效应1、以生活中的安检门为例，进行涡流磁效应的分析认真观察实验现象，并独立思考相关的物理原理分组讨论、头脑风暴通过本实验，让学生感受涡流强大的热效应联系生活实际，巩固所学。
电流除了具有热安检门中通有特定的交变流电，交变电流会发出变化的磁场，变化的磁场遇到金属物品会在金属物品中产生涡流，涡流的磁场又会反过来影响安检门中特定的电流，从而导致报警器报警。
六、自感现象 涡流-人教版选修1-1教案
六、自感现象涡流-人教版选修1-1教案一、教学目标1.了解自感现象的基本概念和涡流的概念2.掌握自感现象和涡流的产生原理和作用3.能够运用所学知识解释和分析实际问题二、教学内容1.自感现象2.涡流三、教学重难点1.自感现象的概念和涡流的概念2.自感现象和涡流的产生原理和作用3.运用所学知识解释和分析实际问题的能力四、教学方法1.讲述法2.示范法3.实验法4.讨论法五、教学过程1. 自感现象自感现象的概念自感现象指电路中由于电流变化而产生的感应电动势的现象。
自感系数自感系数指同一电路中，当电流改变1A时，自感电动势的变化量。
自感现象的作用自感现象的主要作用是在换向电路和振荡电路中起到关键性作用。
2. 涡流涡流的概念涡流是指导体内部电荷的扩散运动，可能会对电路产生影响。
涡流的产生原理涡流产生的原因是由于磁通量的变化导致感应电动势，进而在导体内部产生电流。
涡流的作用涡流的作用主要体现在电动机和变压器的磁路中。
3. 教学小结本节课程主要讲解了自感现象和涡流的概念、产生原理和作用。
学生应牢记自感系数和涡流的产生原理，在以后的学习和实践中能够灵活运用所学知识解决实际问题。
六、作业布置自行设计一个简单的涡流实验，写出实验目的、实验步骤、实验数据记录表以及实验结果分析。
并简答以下问题：1.当导体速度越快时，电流的大小是否越大？请说明原因。
2.在同样条件下，绕组匝数越多，感应电动势的大小是否会增大？请说明原因。
七、教学反思本课程采用了讲述、示范、实验和讨论多种教学方法，能够有效提高学生的学习兴趣和参与度。
在教学过程中，发现学生对于自感系数的概念理解不深，需要在后续的学习中加以强化。
对于涡流实验，有部分学生对于实验的数据记录和结果分析不够认真，需要教师在批改作业时予以指导和纠正。
人教版高中物理全套教案和导学案文选修1-1导学案3.6自感现象 涡流
课题：3.6自感现象涡流设计人：包翠霞审核人：于孟娟课型：新授课课时：1课2009年月日[学习目标]1.了解什么是自感现象、自感系数和涡流，知道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。
【自主导学】一、自感现象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。
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——观察两个实验演示实验一：开关闭合时的自感现象要求和操作：A1、A2是规格完全一样的灯泡。
闭合电键S，调节变阻器R，使A1、A2亮度相同，再调节R1，使两灯正常发光，然后断开开关S。
重新闭合S，观察到什么现象？现象：分析：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， A1逐渐亮起来。
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正常发光。
把开关断开，注意观察灯泡亮度要求：线圈L的电阻较小现象：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，这个感应电动势原电流的变化．2．自感现象：，叫做自感现象．3．自感电动势：，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。
4.6 4.7 互感和自感 涡流(学案)
§4. 6互感和自感学习目标1、了解互感现象及互感现象的应用。
2、掌握自感现象，能解释通电自感和断电自感。
3、了解自感系数由哪些因素决定，了解自然现象中的能量转化，知道自感系数的单位。
学习重点、难点重点：互感现象与自感现象产生的原因及特点。
难点：运用自感知识解决实际问题。
学习过程： 一、互感现象问题：右上图中，当闭合或断开电键时，线圈N 所在的闭合电路中能否产生电磁感应现象？总结互感现象：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的现象，产生的感应电动势叫做 互感电动势 。
从能量转化角度看： 互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈。
二、自感现象1、阅读课本指出什么是自感现象？当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势的现象。
产生的感应电动势叫做 自感电动势 。
2、演示通电自感：分析右图中在闭合电键时，与线圈串联的灯泡A 1为何逐渐亮起来？ 因为线圈中电流的变化产生感应电动势会阻碍电流的增加。
3、演示断电自感并分析：①断开电键时，线圈中感应电动势的作用是使线圈L 中的电流减小得更快些还是更慢些？（更慢些）②电键断开时，通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向是否一致？（相反） ③通过线圈的感应电流是否有可能比原来的电流更大？（不可能，因为感应电流阻碍原电流的减小但不能阻止原电流的减小）④电键断开瞬间，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来的电流更大？（有可能）三、自感系数1、感应电动势的大小决定于什么？（磁通量的变化率）2、自感现象中的磁通量是由谁产生的？因此自感电动势的大小决定于什么？自感现象中的磁通量是由原电流产生的，因此自感电动势的大小决定于原电流的变化率。
即： E ∝△I/△t ；数学表达式为： E ＝L △I/△t 。
L 叫 自感系数 ，国际单位是： 亨利 ，符号为 H 。
L 与线圈的大小、形状、匝数，以及是否有铁芯等因素有关。
2.3 自感现象与涡流 学案-2021-2022学年高二下学期物理鲁科版（2019）选择性必修第二册
第3节自感现象与涡流学案学习目标：1.知道自感现象，认识自感电动势对电路中电流的影响。
知道自感系数的意义和决定因素。
2.掌握分析通电自感和断电自感现象的方法。
3.了解涡流产生的原理，涡流的防止和应用。
基础知识：一、自感现象1．实验探究：通电自感和断电自感操作电路现象自感电动势的作用通电自感接通电源的瞬间，灯泡1立刻亮起来，灯泡2逐渐亮起来阻碍灯泡2电流的增加断电自感断开开关的瞬间，灯泡2立刻熄灭，灯泡1过一会儿后才熄灭。
有时灯泡1会闪亮一下，然后逐渐变暗阻碍灯泡1电流的减小自感现象：由于线圈自身的电流发生变化所产生的电磁感应现象。
二、自感电动势1．自感电动势：由于线圈自身的电流发生变化所产生的感应电动势。
自感电动势E＝L ΔIΔt，总是阻碍线圈中电流的变化，但不能阻止线圈中电流的变化．2．自感电动势的方向：原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反，原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同。
3．自感电动势的作用：自感电动势总是要阻碍导体自身的电流发生变化。
4．自感系数(1)自感系数简称自感或电感，不同的线圈，在电流变化率相同的条件下，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，面积越大，单位长度上匝数越多，线圈的自感系数就越大．线圈中有铁芯时比无铁芯时自感系数大．(3)单位：亨利，符号H,1 H ＝103 mH ＝106 μH.5．自感电动势大小：E ＝L ΔI Δt ，其中L 为线圈的自感系数，简称自感或电感。
三、涡流及其应用1．涡流：当线圈中的电流随时间变化时，线圈附近的任何导体中都会产生感应电流，用图表示这样的感应电流，就像水中的旋涡，所以把它叫作涡电流，简称涡流．2．涡流大小的决定因素：磁场变化越快(ΔB Δt越大)，导体的横截面积S 越大，导体材料的电阻率越小，形成的涡流就越大．3．应用与防止(1)涡流热效应的应用：如电磁炉。
(2)涡流的防止：电动机、变压器等设备中为防止铁芯中因涡流损失能量，常用增大铁芯材料的电阻率和用相互绝缘的硅钢片叠成的铁芯。
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自感现象涡流学案
一、本课目标：
1、了解什么是自感现象集资干线相对电路的影响。
2、直到自感系数的概念，影响自感系数大小的因素。
3、了解自感想象和涡流的利用及其危害。
4、初步了解日光灯、电磁炉等家用电器的工作原理。
二、自主学习：
1、复习相关知识：
⑴电磁感应产生的条件：。
⑵引起磁通量变化的因素都有：___________、___________、_____________。
⑶复习课本56页实验：_____________引起了磁通量的变化。
2、自感现象：
⑴概念
___________________________________________________________________________ ________________________________这种现象叫做自感现象_______________________ _________称为自感电动势。
⑵自感现象对电路的影响：
实验1：电路图如图1所示，当闭合开关的瞬间
现象：______________________________________________________________。
原因：________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。
实验2：电路图如图2所示，当断开开关的瞬间
现象：______________________________________________________________。
原因：________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。
通过实验得到的结论：电路中自感现象的作用是：___________________________________ ______________________________________________________________________________。
3、自感系数：
【提问】：自感现象是电磁感应现象的一种，当通过线圈电流变化时，线圈会产生自感电动势，那么当电流的变化相同时，不同的线圈产生的感应电动势是否相同？
⑴物理意义：描述线圈__________的物理量
⑵单位：____________ 1H=_________mH 1mH=________1μH
⑶自感系数的大小：由线圈本身结构决定。
___________、____________、______________自感系数就越大。
4、自感现象的利用和危害：
⑴日光灯的发光原理
⑵自感的危害：容易形成电弧
其原理：_______________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________。
5、涡流及其应用：
⑴什么是涡流：
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⑵涡流的特性：_________
⑶涡流的利用和危害：
①涡流的利用：电磁炉
金属探测器
②涡流的危害：消耗电能破坏绝缘
三、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[ ]
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[ ]
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
3、如图1电路中，p、Q两灯相同，L的电阻不计，则[ ]
A．S断开瞬间，P立即熄灭，Q过一会才熄灭
B．S接通瞬间，P、Q同时达正常发光
C．S断开瞬间，通过P的电流从右向左
D．S断开瞬间，通过Q的电流与原来方向相反
4、图7所示为一演示实验电路图，图中L是一带铁心的线圈，A是一个灯泡，电键S处于闭合状态，电路是接通的．现将电键Ｓ打开，则在电路切断的瞬间，通过灯泡Ａ的电流方向是从____端到____端．这个实验是用来演示____现象的．。