最新人教版高中物理选修1-1《自感现象 涡流》教案.doc

自感现象教学目的：1，引导学生从事物的共性中发掘新的个性---从发生电磁感应现象的条件和有关电磁感应的规律，提出自感现象，并推出关于自感的规律。

2，了解自感现象在实际中的意义3，使学生了解日光灯的工作原理教具：1，演示自感现象的示教板（有铁心的大线圈、滑线变阻器、小灯泡、电池组、电键）2，演示日光灯原理的示教板（日光灯、镇流器、起动器、开关）教学过程：一、自感现象：1，提出问题：发生电磁感应现象、产生感应电动势的条件是什么？怎样得到这种条件？如果通过线圈本身的电流有变化，使它里面的磁通量改变，能不能产生电动势？2，演示实验：（1）用图1电路作演示实验。

A1和A2是规格相同的两个灯泡.合上开关K，调节R1，使A1和A2亮度相同，再调节R2，使A1和A2正常发光，然后打开K再合上开关K的瞬间，问同学们看到了什么?（实验要反复几次）可以观察到：A1比A2亮得多.（2）用图2电路作演示实验.合上开关K，调节R使A正常发光.打开K的瞬间，问同学们看到了什么？(实验要反复几次)可以观察到:A在熄灭前闪亮一下.分析讨论: 实验（1）和实验(2)中的两种现象：P97(重点)小结: 当导体中的电流发生变化时,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.像这种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,在自感现象中产生的感应电动势,叫做自感电动势.注意: 对“阻碍”的理解二、自感系数：提出问题：感应电动势的大小与什么因素有关？（感应电动势大小与穿过闭合电路的磁通量变化快慢有关）指出：自感电动势的大小与其他感应电动势一样跟穿过线圈的磁通量变化的快慢有关系，线圈的磁场是由电流产生的，所以穿过线圈的磁通量变化的快慢跟电流变化快慢有关系。

对同一个线圈：电流变化越快，穿过线圈的磁通量变化也就越快，线圈中产生的自感电动势就越大即：ε∝△I/△t对不同的线圈：电流变化快慢相同的情况下，产生的自感电动势是不相同的即：ε与线圈本身的特性有关——用自感系数L来表示线圈的这种特性.说明 (1)自感系数简称自感或是电感.跟线圈的形状,长短,匝数等因素有关---线圈越粗,越长,匝数越密,它的自感系数就越大,另外有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多.（2）自感系数的单位：亨利简称亨（H）---如果通电线圈的电流在1秒内改变1安时产生的自感电动势是1伏，这个线圈的自感系数就是1亨1mH=10-3H 1μH=10-3Mh三、自感现象的应用---日光灯的工作原理P99作业：《基础训练》。

《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．。

自感现象涡流
况下再重做以上实验，观察实验结果有何异同？
位置打出火花的现象，展开讨论哪些现象中要避免自感带来的
应用自感现象的方案
）涡流是如何产生的？涡流的主要作用有哪些？
）电流频率的高低对涡流有什么影响？如何减小涡流？
．电流
S
到的现象分别是(
日光灯的电子镇流器是利用
属探测器是利用
精密电阻时，为了消除在使用中由于电流的变化引起的
绕法，其道理是
图 5.6-5 ．电路电流变化时，两个线圈中的磁通量相互抵消
．电磁炉是利用涡流加热的，它利用交变
使锅体本身高速发热，从而达到烹饪食物的目的．因此，下列。

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.]。

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★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。