高中物理 自感現(xiàn)象 渦流課件 新人教版選修11

自感現(xiàn)象渦流自感現(xiàn)象渦流一、自感現(xiàn)象一、自感現(xiàn)象1 1、回顧：回顧：在做在做3.1-53.1-5（右圖）的實(shí)驗(yàn)時，（右圖）的實(shí)驗(yàn)時， 由于線圈由于線圈A A中電流的變化，它產(chǎn)生的磁中電流的變化，它產(chǎn)生的磁 通量發(fā)生變化，磁通量的變化在線圈通量發(fā)生變化，磁通量的變化在線圈B B 中激發(fā)了感應(yīng)電動勢。中激發(fā)了感應(yīng)電動勢?；ジ??；ジ?。 思考：思考：線圈線圈A A中電流的變化會引起線圈中電流的變化會引起線圈A A中激發(fā)感中激發(fā)感應(yīng)電動勢嗎？應(yīng)電動勢嗎？2 2、自感現(xiàn)象：自感現(xiàn)象：由于導(dǎo)體由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生 的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫做自感現(xiàn)象。的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫做自感現(xiàn)象。 3 3、自感現(xiàn)象對電路的影響、自感現(xiàn)象對電路的影響觀察兩個實(shí)驗(yàn)觀察兩個實(shí)驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn)一：開關(guān)閉合時的自感現(xiàn)象演示實(shí)驗(yàn)一：開關(guān)閉合時的自感現(xiàn)象 A A1 1、A A2 2是規(guī)格完全一樣的是規(guī)格完全一樣的燈泡。閉合電鍵燈泡。閉合電鍵S S，調(diào)節(jié)變阻器，調(diào)節(jié)變阻器R R，使，使A A1 1、A A2 2亮度相同，再調(diào)節(jié)亮度相同，再調(diào)節(jié)R R1 1，使兩燈正常發(fā)光，然后斷，使兩燈正常發(fā)光，然后斷開開關(guān)開開關(guān)S S。重新閉合。重新閉合S S，觀察到，觀察到什么現(xiàn)象？什么現(xiàn)象？ 燈泡燈泡A A2 2立刻正常發(fā)光立刻正常發(fā)光，跟線圈，跟線圈L L串聯(lián)的燈泡串聯(lián)的燈泡A A1 1逐漸逐漸亮起來。亮起來?，F(xiàn)象：現(xiàn)象：要求和操作要求和操作： 接通電路的瞬間，電流增大，穿過線圈的接通電路的瞬間，電流增大，穿過線圈的磁通量也增加，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由磁通量也增加，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由楞次定律可知，它將阻礙原電流的增加，所以楞次定律可知，它將阻礙原電流的增加，所以A1中的電流只能逐漸增大，中的電流只能逐漸增大， A1逐漸亮起來。逐漸亮起來。 線圈中出現(xiàn)的感應(yīng)電動勢只是阻礙了原電線圈中出現(xiàn)的感應(yīng)電動勢只是阻礙了原電流的變化（增加），而非阻止，所以雖延緩了流的變化（增加），而非阻止，所以雖延緩了電流變化的進(jìn)程，但最終電流仍然達(dá)到最大值，電流變化的進(jìn)程，但最終電流仍然達(dá)到最大值， A1最終達(dá)到正常發(fā)光最終達(dá)到正常發(fā)光分析分析：按圖連接電路。開關(guān)按圖連接電路。開關(guān)閉合時電流分為兩個閉合時電流分為兩個支路，一路流過線圈支路，一路流過線圈L L，另一路流過燈泡另一路流過燈泡A A。燈。燈泡泡A A正常發(fā)光正常發(fā)光 把開關(guān)斷開，注意觀把開關(guān)斷開，注意觀察燈泡亮度察燈泡亮度演示實(shí)驗(yàn)二演示實(shí)驗(yàn)二：開關(guān)斷開時的自感現(xiàn)象開關(guān)斷開時的自感現(xiàn)象 電路斷開時，線圈中的電路斷開時，線圈中的電流減小而導(dǎo)致磁通量發(fā)生變電流減小而導(dǎo)致磁通量發(fā)生變化，化，產(chǎn)生自感電動勢阻礙原電產(chǎn)生自感電動勢阻礙原電流的減小，流的減小，L中的中的電流只能從原電流只能從原值開始逐漸減小，值開始逐漸減小，S斷開后，斷開后，L與與A組成閉合回路，組成閉合回路，L中的電流中的電流從從A中流過，所以中流過，所以A不會立即熄不會立即熄滅，而能持續(xù)一段發(fā)光時間滅，而能持續(xù)一段發(fā)光時間要求要求： 線圈線圈L的電阻較小的電阻較小現(xiàn)象現(xiàn)象： 開關(guān)斷開時，燈開關(guān)斷開時，燈A先更先更亮后再熄滅亮后再熄滅分析分析：演示實(shí)驗(yàn)二演示實(shí)驗(yàn)二：開關(guān)斷開時的自感現(xiàn)象開關(guān)斷開時的自感現(xiàn)象用電路圖分析實(shí)驗(yàn)二用電路圖分析實(shí)驗(yàn)二結(jié)論：1導(dǎo)體中電流變化時，自身產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這個導(dǎo)體中電流變化時，自身產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這個感應(yīng)電動勢感應(yīng)電動勢阻礙阻礙原電流的變化原電流的變化2 2自感現(xiàn)象：由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生自感現(xiàn)象：由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫做自感現(xiàn)象的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫做自感現(xiàn)象3 3自感電動勢自感電動勢：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢，叫做自感電動勢叫做自感電動勢注意注意： “阻礙阻礙”不是不是“阻止阻止”，電流原來怎么變化電流原來怎么變化還是怎么變，只是變化變慢了，即對電流的變化還是怎么變，只是變化變慢了，即對電流的變化起延遲作用起延遲作用。二、電感器二、電感器 自感系數(shù)自感系數(shù) 1 1電感器：電路中的線圈又叫電感器。電感器：電路中的線圈又叫電感器。2 2、自感系數(shù)、自感系數(shù)L L：（1 1）描述電感器的性能的，簡稱）描述電感器的性能的，簡稱自感或電感自感或電感。（2 2）L L大小影響因素：大小影響因素：由線圈本身的特性所決定，與線圈是否由線圈本身的特性所決定，與線圈是否通電無關(guān)它跟線圈的形狀、長短、匝數(shù)、有無鐵芯等因素通電無關(guān)它跟線圈的形狀、長短、匝數(shù)、有無鐵芯等因素有關(guān)，線圈越長，單位長度上的匝數(shù)越多，截面積越大，自有關(guān)，線圈越長，單位長度上的匝數(shù)越多，截面積越大，自感系數(shù)就越大，有鐵芯時線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時要大感系數(shù)就越大，有鐵芯時線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時要大得多得多3 3、電感器的特性：阻礙電流的變化，對交流電有阻礙作用。、電感器的特性：阻礙電流的變化，對交流電有阻礙作用。4 4、上節(jié)學(xué)到的變壓器，實(shí)際上也是電感器。、上節(jié)學(xué)到的變壓器，實(shí)際上也是電感器。三、自感現(xiàn)象的應(yīng)用和防止三、自感現(xiàn)象的應(yīng)用和防止 1 1應(yīng)用：在各種電器設(shè)備、電工技術(shù)和無線電技應(yīng)用：在各種電器設(shè)備、電工技術(shù)和無線電技術(shù)中應(yīng)用廣泛。如日光燈電子鎮(zhèn)流器中，有電阻術(shù)中應(yīng)用廣泛。如日光燈電子鎮(zhèn)流器中，有電阻器、電容器、電感器件器、電容器、電感器件三、自感現(xiàn)象的應(yīng)用和防止三、自感現(xiàn)象的應(yīng)用和防止 2 2危害：在切斷自感系數(shù)很大，危害：在切斷自感系數(shù)很大，電流很強(qiáng)的電路的瞬間，產(chǎn)生電流很強(qiáng)的電路的瞬間，產(chǎn)生很高的自感電動勢，形成電弧，很高的自感電動勢，形成電弧，在這類電路中應(yīng)采用特制的開在這類電路中應(yīng)采用特制的開關(guān)，精密電阻可采用雙線并繞關(guān)，精密電阻可采用雙線并繞來清除自感現(xiàn)象來清除自感現(xiàn)象 四、渦流及其應(yīng)用四、渦流及其應(yīng)用1 1變壓器在工作時，除了在原、副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電變壓器在工作時，除了在原、副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢外，變化的磁通量也會在鐵芯中產(chǎn)生感應(yīng)電流。動勢外，變化的磁通量也會在鐵芯中產(chǎn)生感應(yīng)電流。一般來說，只要空間有變化的磁通量，其中的導(dǎo)體一般來說，只要空間有變化的磁通量，其中的導(dǎo)體就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，我們把這種感應(yīng)電流叫做渦流就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，我們把這種感應(yīng)電流叫做渦流2 2、應(yīng)用：、應(yīng)用：（1 1）新型爐灶）新型爐灶電磁爐。電磁爐。（2 2）金屬探測器：飛機(jī)場、）金屬探測器：飛機(jī)場、火車站安全檢查、掃雷、探火車站安全檢查、掃雷、探礦。礦。四、渦流及其應(yīng)用四、渦流及其應(yīng)用3 3、防止：鐵芯都用電阻率很大的硅鋼片疊成。、防止：鐵芯都用電阻率很大的硅鋼片疊成。一、一、自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象：由于導(dǎo)體由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生 的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫做自感現(xiàn)象。的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫做自感現(xiàn)象。二、兩個演示實(shí)驗(yàn)：開關(guān)閉合和斷開時的自感現(xiàn)象。二、兩個演示實(shí)驗(yàn)：開關(guān)閉合和斷開時的自感現(xiàn)象。 電路圖、要求、操作、電路圖、要求、操作、現(xiàn)象現(xiàn)象、原因分析、原因分析三、三、 電感器：在電路中，電感器：在電路中，線圈又叫電感器線圈又叫電感器。四、自感系數(shù)四、自感系數(shù)L L：1 1、描述電感器的性能的，簡稱、描述電感器的性能的，簡稱自感或電感自感或電感。2 2、L L大小影響因素：大小影響因素：由線圈本身的特性所決定，與線由線圈本身的特性所決定，與線圈是否通電無關(guān)圈是否通電無關(guān)它跟線圈的形狀、長短、匝數(shù)、有它跟線圈的形狀、長短、匝數(shù)、有無鐵芯等因素有關(guān)，線圈越長，單位長度上的匝數(shù)越無鐵芯等因素有關(guān)，線圈越長，單位長度上的匝數(shù)越多，截面積越大，自感系數(shù)就越大，有鐵芯時線圈的多，截面積越大，自感系數(shù)就越大，有鐵芯時線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時要大得多自感系數(shù)比沒有鐵芯時要大得多五、電感器的主要作用：阻礙電流的變化，對交流電五、電感器的主要作用：阻礙電流的變化，對交流電 有阻礙作用有阻礙作用六、六、自感現(xiàn)象的應(yīng)用和防止自感現(xiàn)象的應(yīng)用和防止 1應(yīng)用：在各種電器設(shè)備、電工技術(shù)和無線電技術(shù)中應(yīng)用：在各種電器設(shè)備、電工技術(shù)和無線電技術(shù)中 應(yīng)用廣泛。應(yīng)用廣泛。2危害：在切斷電路的瞬間，形成電弧。不安全。危害：在切斷電路的瞬間，形成電弧。不安全。七、七、渦流及其應(yīng)用、防止。渦流及其應(yīng)用、防止。 例例1 1. .如圖如圖12-8-112-8-1所示，電路中，所示，電路中，L L為自感系數(shù)較大為自感系數(shù)較大的線圈，開關(guān)接通且穩(wěn)定后的線圈，開關(guān)接通且穩(wěn)定后L L上電流為上電流為1A1A，電阻，電阻R R上電上電流為流為0.5A0.5A，當(dāng)，當(dāng)S S突然斷開后，突然斷開后，R R上的電流由上的電流由 A A開開始始 ，方向是，方向是 . .舉例舉例 例例2 、如圖示電路，合上如圖示電路，合上S時，發(fā)現(xiàn)電流表時，發(fā)現(xiàn)電流表A1向向右偏，則當(dāng)斷開右偏，則當(dāng)斷開S的瞬間，電流表的瞬間，電流表A1 、 A2指針的偏指針的偏轉(zhuǎn)情況是：（轉(zhuǎn)情況是：（ ）A. A1向左，向左，A2向右向右B. A1向右，向右，A2向左向左C. A1 、A2都向右都向右D. A1 、A2都向左都向左舉例舉例A例例3、如圖示電路，合上如圖示電路，合上S時，發(fā)現(xiàn)電流表時，發(fā)現(xiàn)電流表A1向右偏，向右偏，則當(dāng)斷開則當(dāng)斷開S的瞬間，電流表的瞬間，電流表A1 、 A2指針的偏轉(zhuǎn)情況指針的偏轉(zhuǎn)情況是：（是：（ ）A. A1向左，向左，A2向右向右B. A1向右，向右，A2向左向左C. A1 、A2都向右都向右D. A1 、A2都向左都向左舉例舉例A例例4. 如圖所示，多匝電感線圈的電阻和電池內(nèi)阻都忽如圖所示，多匝電感線圈的電阻和電池內(nèi)阻都忽略不計，兩個電阻的阻值都是略不計，兩個電阻的阻值都是R，電鍵，電鍵S原來打開，原來打開，電流為電流為I0，今合上電鍵將一電阻短路，于是線圈有自，今合上電鍵將一電阻短路，于是線圈有自感電動勢產(chǎn)生，這電動勢（感電動勢產(chǎn)生，這電動勢（ ） A. 有阻礙電流的作用，最后電流由有阻礙電流的作用，最后電流由I0 減少到零減少到零 B. 有阻礙電流的作用，最后電流總小于有阻礙電流的作用，最后電流總小于Io C. 有阻礙電流增大的作用，因而電流有阻礙電流增大的作用，因而電流Io保持不變保持不變 D. 有阻礙電流增大的作用，有阻礙電流增大的作用， 但電流最后還是增大到但電流最后還是增大到2 IoD日光燈的構(gòu)造日光燈的構(gòu)造鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器啟動時，產(chǎn)生高電壓，幫助點(diǎn)燃；正常工啟動時，產(chǎn)生高電壓，幫助點(diǎn)燃；正常工作時的感抗限制電流，保護(hù)燈管作時的感抗限制電流，保護(hù)燈管啟動器啟動器自動開關(guān)可用普通開關(guān)或短絕緣導(dǎo)線代替。自動開關(guān)可用普通開關(guān)或短絕緣導(dǎo)線代替。正常工作時不起作用，可以去掉。正常工作時不起作用，可以去掉。 關(guān)于日光燈的工作原理，下列說法正確的（關(guān)于日光燈的工作原理，下列說法正確的（ ）A. 鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器的作用是將交流電變?yōu)橹绷麟姷淖饔檬菍⒔涣麟娮優(yōu)橹绷麟夿. 在在日光燈的啟動階段，日光燈的啟動階段，鎮(zhèn)流器能提供一個瞬時鎮(zhèn)流器能提供一個瞬時高高 壓，使燈管開始工作壓，使燈管開始工作C.日光燈正常發(fā)光時，啟動器的兩個觸片是分離的日光燈正常發(fā)光時，啟動器的兩個觸片是分離的D.日光燈發(fā)出柔和的白光是由汞原子受到激發(fā)后直日光燈發(fā)出柔和的白光是由汞原子受到激發(fā)后直 接輻射的接輻射的BC