自感现象 涡流 学案(人教版选修1

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1、自感现象涡流学案(人教版选修1　　自感现象涡流　　[学习目标定位]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、电磁炉等家用电器工作的自感原理．　　一、自感现象　　1．定义：于线圈本身的电流发生变化引起的磁通量变化，也会在它自身激发感应电动势，这个电动势叫自感电动势．这种现象叫自感现象．2．作用：电路中自感的作用总是阻碍电流的变化．二、电感器　　1．自感：电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．影响自感的因素

2、：线圈越大、匝数越多，它的自感系数越大；有铁芯比没有铁芯时自感系数大得多．　　3．电感器的作用：电感器对交流有阻碍作用．三、涡流及其应用　　1．涡流：穿过导体的磁通量变化时，会在导体内部形成涡旋状的感应电流，叫做涡流．2．应用：电磁炉是利用涡流的热效应给物体加热的新型炉灶．金属探测器也是利用涡流工作的．　　3．防止：很多涡流是有害的，主要是产生热量，浪费电能．变压器的铁芯采用电阻率很大的硅钢片，且硅钢片彼此绝缘，就是为了减小变压器工作时铁芯中的涡流.　　一、自感现象[问题设计]　　1．利用已有的器材(直流电源、开

3、关、滑动变阻器、两个相同的灯泡、自感线圈)按图1和图2分别连接好电路．　　图1　　图2　　(1)在图1中，先闭合开关，调整变阻器，使两个灯泡亮度相同，然后断开开关．重新闭合开关，在开关闭合瞬间，灯泡A1的亮度变化情况是　　，灯泡A2的亮度变化情况是　　．　　(2)在图2中，先闭合开关，再断开开关时，观察灯泡A的亮度变化情况．　　答案(1)逐渐亮起来立刻正常发光(2)灯泡A逐渐熄灭或者闪亮一下再逐渐熄灭．2．理论探究：为什么灯泡会出现逐渐变亮或逐渐变暗的现象？　　答案图1中，电路接通时，电流零开始增加，穿过线圈L的

4、磁通量逐渐增加，L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍L中电流增加，即推迟了电流达到正常值的时间．　　图2中，当S断开时，L中的电流突然减弱，穿过L的磁通量逐渐减少，L中产生感应电动势，方向与原电流方向相同，阻碍原电流减小，L相当于一个电源，此时L与A构成闭合回路，故A中还有一段持续电流．若流过A的电流比原电流大，则灯A将闪亮一下再慢慢熄灭．[要点提炼]　　1．自感：通俗地说，就是“自我感应”．即于通过导体自身的电流发生变化而引起磁通量变化时，导体自身产生感应电动势的现象．2．通电自感　　(1)实验

5、现象：S闭合时，A2立即正常发光，A1逐渐亮起来．　　(2)现象分析：在接通的瞬间，电路中的电流增大，A2立刻亮起来；穿过线圈L的磁通量增加，线圈中产生感应电动势，这个感应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．3．断电自感　　(1)实验现象：断开S时，发现灯泡A逐渐熄灭或者闪亮一下再逐渐熄灭．　　(2)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．于S断开后，L、A形成闭合回路，L中

6、的电流从IL逐渐减小，流过A的电流突然变为IL，然后再从IL逐渐减小到零，所以若IL小于等于原先流过A的电流，则A逐渐熄灭；若IL大于原先流过A的　　电流，则A闪亮一下再逐渐熄灭．[延伸思考]　　如图3所示的电路，L为自感线圈，A是一个灯泡，E是电源，S闭合瞬间与S断开瞬间，通过灯泡的电流方向相同吗？你能解释其中的原因吗？　　图3　　答案当S闭合瞬间通过灯泡的电流方向为a→b，当S断开瞬间通过灯泡的电流方向为b→a.　　当S断开瞬间，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和原电流方向相同的自感

7、电动势来阻碍原电流减小，所以线圈此时相当于一个电源，产生的自感电流流经A时的方向是b→a.二、电感器[问题设计]　　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．[要点提炼]1．电感器　　线路中的线圈叫做电感器，电感器的性能用自感系数来描述，简称自感．2．自感系数　　线圈的自感系数是线圈自身的性质决定的，线圈越长、截面越粗、匝数越多、绕制越密，其自感系数就越大；带铁芯的线圈比没有铁芯的线圈自感系数要大得多．3．电感特点：通直流，阻交流．(填

8、“交流”或“直流”)4．应用：日光灯镇流器．　　5．危害：于自感现象，在电流很强或高压电路中，切断电源时开关两端会产生电弧，造成对人员、设备的损伤．应采用安全开关，防止产生电弧．三、涡流及其应用[问题设计]　　1．涡流是如何产生的？涡流的主要作用有哪些？2．电流频率的高低对涡流有什么影响？如何减小涡流？　　答案1.涡流是于导体中的磁通量发生变化而产生的感应电流，主要作用是