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《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。
《自感现象与涡流》讲义一、自感现象在了解自感现象之前，我们先来看一个简单的电路。
当我们闭合开关，让电流通过一个线圈时，会发生什么呢？自感现象是一种由于自身电流变化而引起的电磁感应现象。
当通过导体自身的电流发生变化时，导体内部就会产生自感电动势，这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化。
比如说，有一个闭合的线圈，其中通有电流。
当我们突然增大电流时，线圈中会产生一个阻碍电流增大的自感电动势；反之，当我们突然减小电流时，线圈中会产生一个阻碍电流减小的自感电动势。
自感系数是描述自感现象强弱的物理量，它与线圈的匝数、有无铁芯、线圈的长度和横截面积等因素有关。
匝数越多、有铁芯、长度越长、横截面积越大，自感系数就越大，自感现象也就越明显。
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，使灯管内的气体放电发光。
还有在一些电器设备中，为了防止电路中的电流突变对设备造成损害，也会用到自感元件来起到缓冲的作用。
但自感现象也可能会带来一些问题。
比如在大型变压器中，如果突然切断电流，由于强大的自感电动势可能会产生很高的电压，从而引发危险。
二、涡流说完自感现象，我们再来看看涡流。
涡流是由于电磁感应，在导体内部形成的闭合电流。
当一块导体处于变化的磁场中时，导体内部就会产生涡流。
涡流有一些特点。
首先，涡流会使导体发热。
这是因为电流通过导体时会产生焦耳热。
在一些需要加热的场合，比如电磁炉，就是利用涡流产生的热量来加热物体的。
其次，涡流会产生阻尼作用。
例如，在一些电磁仪表中，为了减少涡流的影响，常常采用增加电阻率或者把导体做成薄片的方法来减小涡流。
在工业生产中，涡流也有广泛的应用。
例如，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来判断材料内部是否存在缺陷。
此外，涡流制动也是一种常见的制动方式。
在一些高速列车上，就采用了涡流制动来快速减速。
三、自感现象与涡流的关系自感现象和涡流既有区别又有联系。
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$是时间的变化量。
自感现象在我们的日常生活中有很多应用。
比如，日光灯中的镇流器就是利用自感现象来产生瞬间的高电压，使灯管中的气体放电发光。
我们再来看一个实验。
准备一个电感线圈、一个灯泡、一个电源和一个开关。
将它们串联起来，然后闭合开关。
我们会发现，灯泡并不是瞬间变亮，而是逐渐变亮。
这就是因为自感电动势阻碍了电流的迅速增大。
自感现象也会带来一些问题。
在一些含有电感的电路中，当开关断开时，可能会产生很高的自感电动势，这可能会损坏电路中的元件，甚至可能会产生电火花，造成危险。
二、涡流说完了自感现象，我们再来了解一下涡流。
当一块金属处于变化的磁场中时，金属内部就会产生感应电流。
这些感应电流在金属内部自成闭合回路，就像水中的漩涡一样，所以我们把它叫做涡流。
涡流会使金属块发热。
比如，我们家里用的电磁炉，就是利用涡流的热效应来加热食物的。
电磁炉工作时，在炉面下产生高频交变磁场，使锅底产生涡流，从而产生热量来加热食物。
涡流在很多领域都有重要的应用。
在工业生产中，利用涡流可以对金属材料进行无损检测。
通过检测涡流的变化，可以判断金属材料内部是否存在缺陷。
《自感现象涡流》讲义一、自感现象（一）自感现象的定义当通过导体自身的电流发生变化时，导体自身就会产生感应电动势，这种现象称为自感现象。
举个简单的例子，在一个闭合回路中，有一个线圈，当电路中的电流发生变化时，比如说电流突然增大或减小，这个线圈就会产生一种阻碍电流变化的电动势。
（二）自感电动势自感电动势的大小与通过线圈的电流的变化率成正比。
用公式表示就是：＄E ＝ L\frac{＼Delta I}｛＼Delta t}＄，其中＄E$ 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》讲义一、自感现象在了解自感现象之前，让我们先思考一个简单的电路。
当我们闭合开关，电流会瞬间通过电路中的导线和电阻等元件。
但如果这个电路中有一个线圈，情况就变得有趣了。
自感现象是指由于导体本身电流发生变化而产生的电磁感应现象。
举个例子，当一个闭合回路中的电流发生变化时，穿过这个回路自身的磁通量也会发生变化，从而在回路中产生感应电动势。
这种由自身电流变化而引起的电磁感应现象就是自感。
自感电动势的大小与穿过回路的磁通量的变化率成正比。
用公式表示就是：＄E ＝ L\frac{＼Delta I}｛＼Delta t}＄，其中＄E$ 是自感电动势，＄L$ 是自感系数，＄＼Delta I$ 是电流的变化量，＄＼Deltat$ 是变化所用的时间。
自感系数＄L$ 与线圈的形状、大小、匝数、有无铁芯等因素有关。
匝数越多、线圈的横截面积越大、长度越短、有铁芯时，自感系数通常就越大。
自感现象在生活中有很多应用。
比如日光灯中的镇流器，它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发光。
然而，自感现象也可能带来一些问题。
在一些电路中，自感可能会产生瞬间的高压，对电路中的元件造成损害。
二、涡流接下来，我们来探讨一下涡流。
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。
这种电流在金属块内自成闭合回路，很像水的漩涡，因此被称为涡流。
涡流是一种很特殊的电流现象。
由于金属块内存在电阻，涡流会使金属块发热。
涡流在生活中既有有利的一面，也有不利的一面。
有利的方面，比如利用涡流的热效应可以制成高频感应炉来冶炼金属。
在这种炉子中，强大的涡流可以产生大量的热量，能够快速地加热金属，提高冶炼效率。
还有，我们常见的安检门也是利用了涡流现象。
当人通过安检门时，安检门内的磁场会发生变化，从而在人体上产生涡流。
由于人体携带的金属物品会对涡流产生影响，通过检测这种变化，就可以发现是否携带了金属物品。
但涡流也有不利的地方。
