高中物理人教版选修1-1课件：3.6自感现象 涡流

答案：AD
1．如图所示电路中，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( )
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 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 中会产生阻碍电流减少的自感电动势，
一、自感现象
导体(线圈)本身 由于流过_______________ 的电流发生变化而引起
的电磁感应现象叫作自感现象，产生的电动势叫作
自感电动势 ． ___________
二、电感器
线圈 叫作电感器，其性能用自感系数 电路中的 ______ ________
大 、匝数越___ 自感 ．线圈越____ 多 ，它的自 来描述，简称______ 大 ． 感系数越大．给线圈中加入铁芯，自感系数变___
原 因
【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( )
A．在电路图(a)中，断开 S 后，A 将逐渐变暗 B．在电路图(a)中，断开 S 后，A 将先变得更亮，然 后渐暗 C．在电路图(b)中，断开 S 后，A 将逐渐变暗 D．在电路图(a)中，断开 S 后，A 将先变得更亮，然 后渐暗
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．
【典例 2】 如图所示，在 O 点正下方有一个具有理 想边界的磁场，铜球在 A 点由静止释放，向右摆至最高 点 B，不考虑空气阻力，则下列说法正确的是( )

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第三章·电磁感应
第6节 自感现象 涡流
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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。 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。
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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。
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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，
哇！有火花
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一、自感现象
由于线圈B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A中激发了感应电动势。 即使没有A线圈的存在，线圈B中电 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，这种电 动势叫作自感电动势，这种现象叫 叫自感现象。
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二、电感器
1、许多电路中都有线圈，叫电感器 2、电感器的性能用自感系数来描述，简称自感。
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二、电感器
（1）决定线圈自感系数的因素： 线圈越大、它的自感系数越大。
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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大得多。
二、电感器
日光灯的整流器
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一、自感现象
演示2：断电自感 按图4.6-3连接电路，待灯泡A正常发光。 然后断开电路，注意观察开关断开时灯泡 的亮度变化？
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问题导学
当堂检测
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. 答案: C
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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一、自感现象与电感器
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迁移与应用
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( 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. ) 点击查看题图
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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.

三、涡流及其应用
1．定义：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．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．
想一想 2．互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁 芯就能减小涡流,请试着说出原因． 提示：绝缘硅钢片之间是绝缘的，能增大回路中的电 阻，并阻断涡流的回路从而减小了涡流．
特别提醒：发生断电自感时，如果要判定电路中的灯泡是否闪亮一 下，方法是判断灯泡中的电流是突然变大，还是突然变小，为此要比较 原电路中I1、I2的大小.
若R＞r，I1＞I2，灯泡会闪亮一下再熄灭； 若R≤r，灯泡会逐渐变暗至熄灭．
要点2 对涡流的进一步理解
学案导引 1．涡流产生的原因是什么？ 2．高频感应炉是利用的涡流的什么效应？
【解题样板】 若是匀强磁场，滚动过程中金属环的磁通量不 变，没有电磁感应现象发生，机械能守恒，环滚上的高度等于 h；若是非匀强磁场，滚动过程中金属环的磁通量变化，有感 应电流产生，线圈克服安培力做功，消耗机械能，环滚上的高 度小于 h. 【答案】 BD
【借题发挥】 (1)涡流产生是电磁感应现象中的一种， 当通过导体的磁通量变化时才会发生． (2)判断题目中共涉及几种形式的能量，各种能量之间是 如何转化的是应用能量守恒的前提．
热点示例创新拓展
能量守恒在涡流中的应用 [经典案例] 如图3－6－7所示，闭合金属环从曲面上h高处滚下，又沿曲面的 另一侧上升，设环的初速度为零，摩擦不计，曲面处在图示磁场中，则( )
图3－6－7
A．若是匀强磁场，环滚上的高度小于h B．若是匀强磁场，环滚上的高度等于h C．若是非匀强磁场，环滚上的高度等于h D．若是非匀强磁场，环滚上的高度小于h 【思路点拨】 本题应从涡流的产生及能量守恒的角度考虑．