1、六、自感现象涡流学 习 目 标知 识 脉 络1知道什么是自感现象，了解自感系数与涡流(重点)2理解影响自感系数大小的因素(重点)3知道利用自感现象和涡流的实例，知道自感现象与涡流危害的避免方法(难点)4了解日光灯、电磁炉等家用电器的工作原理(难点)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
2、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1线圈中电流增大时，自感现象阻碍电流的增大()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()1一个灯泡通过一个粗导线绕制的线圈与一交流电源相连接，如图361所示一条形铁块插进线圈之后，该灯明亮程度是否会发生变化？图361【提示】灯泡亮度会变暗，线圈和灯泡是串联的，因此加在串联电路两端的总电压等于线圈上的电压与灯泡上的电压之和电源提供的220 V电压，一部分降落在线圈上，剩余的部分降落在灯泡上，把条形铁块插进线圈后，线圈的自感系数增大，对交流
3、电的阻碍作用增大，线圈分得的电压增大，灯泡上的电压减小，故灯泡变暗2有人说自感现象不遵守法拉第电磁感应定律，你认为这种说法对吗？【提示】这种说法不对自感现象是电磁感应现象，遵守法拉第电磁感应定律1通电自感和断电自感通电自感断电自感电路图电路准备灯A1、A2规格完全相同，闭合S，调节R使A1、A2亮度相同，再断开S线圈L的自感较大，闭合S，使灯A发光实验现象S重新闭合，灯A2立刻正常发光，灯A1逐渐亮起来S断开时，灯A过一会儿才熄灭原因S闭合时，电流从零开始增加，穿过L的磁通量逐渐增加，产生的感应电动势与L中原电流方向相反，阻碍L中电流增加，推迟了电流达正常值的时间S断开时，L中电流突然减弱，穿
4、过L的磁通量减少，L中产生与原电流方向相同的感应电动势，阻碍电流的减小，这时，L与A构成闭合回路，灯A会闪亮一下再熄灭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1如图362所示电路中，S是闭合的
5、，此时流过L的电流为I1，流过灯A的电流为I2，且I1I2，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：46852070】图362【解析】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.【答案】D2如图363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()图363A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【解析】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
6、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.【答案】A3(多选)如图364所示，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法正确的是() 【导学号：46852071】364A闭合开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮B闭合开关S接通电路时，A1、A2始终一样亮C断开开关S切断电路时，A2立即熄灭，A1过一会才熄灭D断开开关S切断电路时，A1、A2都过一会才熄灭【解析】闭合开关时，由于自感电动势的作用，A1电路中的电流只能逐渐增大到与A2中的电流相同，故选项A正确，选项B错误；开关由闭合
7、到断开，L相当于电源，A1、A2、L组成闭合回路，电流由支路A1中的电流逐渐减小，故选项C错误，选项D正确【答案】AD1自感是线圈自身电流变化引起的；互感是另外线圈电流变化引起的2自感现象也遵循法拉第电磁感应定律涡 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1涡流是可以利用的()2变压器中的涡流是有害的()3冶炼金属中的涡流也是有害的()1变压器中是如何减小涡流的？【提示】变压器中的铁芯是用涂有绝缘漆的硅钢片叠压制成，从而减小了涡流2电流
8、频率的高低对涡流有什么影响？【提示】根据法拉第电磁感应定律知，电流频率越高涡流越强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4如图365所示，在一个绕在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
9、水温升高，则通入的电流与水温升高的是()图365A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【解析】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【答案】C5(多选)电磁炉在炉内由交变电流产生交变磁场，使放在炉上的金属锅体内产生感应电流而发热，从而加热食品电磁炉的工作利用了()【导学号：46852072】A电流的热效应B静电现象C电磁感应原理D磁场对电流的作用【解析】电磁炉的原理是电磁炉产生高频的变化磁
10、场，使炉上的铁或钢锅的锅底产生感应电流，此电流产生热量，所以选项A、C正确【答案】AC6下列关于涡流的说法中正确的是()A涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的B涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流C涡流有热效应，但没有磁效应D在硅钢中不能产生涡流【解析】涡流本质上是感应电流，是自身构成回路，在穿过导体的磁通量变化时产生的，所以选项A对，选项B错；涡流不仅有热效应，同其他电流一样也有磁效应，选项C错；硅钢电阻率大，产生的涡流较小，但仍能产生涡流，选项D错【答案】A为了减小涡流，变压器、电机里的铁芯不是由整块的钢铁制成，而是用薄薄的硅钢片叠合而成一方面硅钢片的电阻率比一般钢铁的要大，从而减少损耗；另一方面，每层硅钢片之间都是绝缘的，阻断了涡流的通路，进一步减少了涡流的发热计算表明：涡流的损耗与硅钢片的厚度的平方成正比