2018-2019版高中物理 第三章 電磁感應(yīng) 第6講 自感現(xiàn)象 渦流課件 新人教版選修1 -1.ppt

第6講自感現(xiàn)象渦流,目標(biāo)定位1.了解什么是自感現(xiàn)象、自感系數(shù)和渦流，知道影響自感系數(shù)大小的因素.2.了解自感現(xiàn)象和渦流的利用及其危害的防止.3.初步了解日光燈、電磁爐等家用電器的工作原理.,一、自感現(xiàn)象 1.線圈A中_引起的磁通量的變化，會在它自身激發(fā)感應(yīng)電動勢，這個電動勢叫做_，這種現(xiàn)象叫做_. 2.電路中自感的作用是_電流的變化.,電流的變化,自感電動勢,自感現(xiàn)象,阻礙,想一想如圖361所示的電路，L為自感線圈，A是一個燈泡，E是電源.當(dāng)S閉合瞬間，通過燈泡的電流方向如何？當(dāng)S切斷瞬間，通過燈泡的電流方向如何？,圖361,答案當(dāng)S閉合時，通過燈泡的電流方向為ab；當(dāng)S切斷瞬間，由于電源提供給燈泡A及線圈的電流立即消失，因此線圈要產(chǎn)生一個自感電動勢來阻礙原電流減小，所以線圈此時相當(dāng)于一個電源，產(chǎn)生的自感電流和原電流方向相同，流經(jīng)A時的方向是ba.,二、電感器 1.線路中的線圈叫做電感器，電感器的性能用_表示，簡稱_. 2.線圈越大、匝數(shù)越多，它的自感系數(shù)越大.給線圈中加入鐵芯，自感系數(shù)比沒有鐵芯時大得多. 3.交流電通過電感器時，由于線圈中的自感電動勢總是_電流的變化，所以電感器對交流電有_作用. 4.在自感系數(shù)很大、電流很強的電路中，切斷電源的瞬間都會產(chǎn)生很大的自感電動勢，使開關(guān)兩端出現(xiàn)很高的電壓，形成_.電弧不僅會燒蝕開關(guān)，有時還會危及人員的安全.,自感系數(shù),自感,阻礙,阻礙,電弧,想一想自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的自感電動勢與線圈是否有關(guān)？可能與線圈的哪些因素有關(guān)？ 答案有關(guān).與線圈的長度、大小、匝數(shù)及有無鐵芯都有關(guān).,三、渦流及其應(yīng)用 1.只要空間有變化的_，其中的導(dǎo)體中就會產(chǎn)生_，我們把這種感應(yīng)電流叫做渦流. 2.利用渦流的_可以制成一種新型爐灶_. _也是利用渦流工作的. 3.渦流的熱效應(yīng)在許多場合是有害的.當(dāng)電機、變壓器繞組中通過交流時，在鐵芯中會產(chǎn)生_.這會使鐵芯_，消耗電能，破壞絕緣.為了減少渦流，鐵芯都用電阻率很大的硅鋼片疊加.,磁通量,感應(yīng)電流,熱效應(yīng),電磁爐,金屬探測器,渦流,過熱,想一想電流頻率的高低對渦流有什么影響？如何減小渦流？ 答案電流頻率越高，渦流越強；減小電流的頻率或增大電阻可減小渦流.,一、自感現(xiàn)象及分析 1.通電自感的分析 (1)電路：如圖362所示.,圖362,(2)裝置要求及作用：A1、A2規(guī)格相同，R的作用是使燈泡A1、A2亮度相同，R1的作用是使燈泡A1、A2均正常發(fā)光. (3)實驗現(xiàn)象：S合上時，A2立即正常發(fā)光，A1逐漸亮起來，穩(wěn)定后兩燈亮度相同. (4)現(xiàn)象分析：在接通的瞬間，電路的電流增大，A2立刻亮起來；穿過線圈L的磁通量增加，線圈中產(chǎn)生自感電動勢，這個自感電動勢阻礙線圈中電流的增大，不能使電流立即達(dá)到最大值，所以A1只能逐漸亮起來.,2.斷電自感的分析,(1)電路：如圖363所示.,圖363,(2)裝置要求：線圈L的電阻較小，目的是接通電路的燈泡正常發(fā)光時，通過線圈的電流IL大于通過燈泡的電流IA，即ILIA. (3)實驗現(xiàn)象：斷開S時，發(fā)現(xiàn)燈泡A先閃亮一下，過一會兒才熄滅. (4)現(xiàn)象分析：電路斷開的瞬間，通電線圈的電流突然減小，穿過線圈的磁通量也很快地減少，線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢，此感應(yīng)電動勢阻礙線圈L電流的減小.由于S斷開后，L、A形成閉合回路，L中的電流從IL逐漸減小，流過A的電流突然變?yōu)镮L，然后再從IL逐漸減小到零，所以A先閃亮一下，再逐漸熄滅.,【例1】如圖364所示為演示自感現(xiàn)象的實驗電路，下列說法正確的是( ),圖364 A.當(dāng)閉合開關(guān)S時A1先亮 B.當(dāng)閉合開關(guān)S時A2先亮 C.當(dāng)斷開開關(guān)S時A1先熄滅 D.當(dāng)斷開開關(guān)S時A2先熄滅,解析閉合開關(guān)時，由于自感電動勢的阻礙作用，A1電路中的電流只能逐漸增大，所以A2先亮，選項A錯誤，B正確；當(dāng)斷開開關(guān)S時，L相當(dāng)于電源，A1、A2、L、R組成閉合回路，電流由支路A1中的電流逐漸減小，所以A1、A2一起逐漸熄滅，選項C、D錯誤.,答案B,針對訓(xùn)練1如圖365所示的電路，當(dāng)開關(guān)閉合時，小燈泡將_(選填“逐漸”或“立刻”)變亮.當(dāng)開關(guān)斷開時，小燈泡將_(選填“逐漸”或“立刻”)熄滅.,圖365,解析閉合開關(guān)時，由于電感器的自感電動勢的阻礙作用，A中的電流只能逐漸增大，即小燈泡逐漸變亮；當(dāng)開關(guān)斷開時，由于小燈泡無法與其它用電器構(gòu)成回路，雖然電感器中有自感電動勢，但是沒有自感電流，所以小燈泡立刻熄滅. 答案逐漸立刻,二、渦流的利用及防止 1.渦流的利用 (1)渦流的熱效應(yīng).可以利用渦流來加熱，例如電磁爐和高頻感應(yīng)爐. (2)渦流的阻尼作用(稱為電磁阻尼)，例如在一些電學(xué)測量儀表中，利用電磁阻尼儀表的指針迅速地停在它所測出的刻度上，以及高速機車制動的渦流閘等. (3)渦流探測，如探雷器等. 2.渦流的防止 要減小渦流，可采用的方法是把整塊鐵芯改成薄片疊壓的鐵芯，增大回路電阻.例如電動機和變壓器的鐵芯都不是整塊金屬.,【例2】關(guān)于電磁爐，下列說法正確的是() A.電磁爐也利用了電磁感應(yīng)原理 B.電磁爐可以用陶瓷鍋做飯 C.電磁爐是利用渦流的典型例子 D.電磁爐工作時，鍋與爐體是相互絕緣的 解析電磁爐的工作原理是電磁感應(yīng)產(chǎn)生的渦流的熱效應(yīng)，A正確；電磁爐的鍋應(yīng)是金屬材料，最好是鐵鍋.當(dāng)鐵鍋與爐體絕緣時，鐵鍋內(nèi)的渦流產(chǎn)生大量的熱量，從而加熱食物.B錯誤，C、D正確. 答案ACD,針對訓(xùn)練2變壓器的鐵芯是利用薄硅鋼片疊壓而成，而不采用一塊整硅鋼，這是為了() A.增大渦流，提高變壓器的效率 B.減小渦流，提高變壓器的效率 C.增大渦流，減小鐵芯的發(fā)熱量 D.減小渦流，減小鐵芯的發(fā)熱量 解析渦流的主要效應(yīng)之一就是發(fā)熱，而變壓器的鐵芯發(fā)熱，是我們不希望出現(xiàn)的.所以不采用整塊硅鋼，而采用薄硅鋼片疊壓在一起，目的是減小渦流，減小鐵芯的發(fā)熱量，進而提高變壓器的效率.故B、D正確. 答案BD,