高中物理第六節(jié)自感現(xiàn)象渦流精品課件新人教版選修ppt課件

1、第六節(jié)自感景象渦流第六節(jié)自感景象渦流第七節(jié)課題研討：電在我家中第七節(jié)課題研討：電在我家中(略略)目的導航目的導航1.了解什么是自感景象、自感系數(shù)和了解什么是自感景象、自感系數(shù)和渦流，知道影響自感系數(shù)大小的要素渦流，知道影響自感系數(shù)大小的要素.(重點難點重點難點)2了解自感景象和渦流的利用及其危了解自感景象和渦流的利用及其危害的防止害的防止.(重點重點)3初步了解日光燈、電磁爐等家用電初步了解日光燈、電磁爐等家用電器的任務(wù)原理器的任務(wù)原理.新知初探自學導引新知初探自學導引一、自感景象一、自感景象1定義定義:由于導體回路中的電流發(fā)生變化而在由于導體回路中的電流發(fā)生變化而在本身回路引起的電磁感應(yīng)景象

2、稱為本身回路引起的電磁感應(yīng)景象稱為_2本質(zhì)：本身電流的變化，導致其本身產(chǎn)生本質(zhì)：本身電流的變化，導致其本身產(chǎn)生的磁場發(fā)生變化，從而使經(jīng)過本身的磁通量發(fā)的磁場發(fā)生變化，從而使經(jīng)過本身的磁通量發(fā)生變化，最終產(chǎn)生電磁感應(yīng)景象生變化，最終產(chǎn)生電磁感應(yīng)景象自感景象自感景象3.通電自感：如圖通電自感：如圖361所示，開封鎖合所示，開封鎖合時我們察看到的景象是：燈泡時我們察看到的景象是：燈泡A1_,燈泡燈泡A2_，這是由于，這是由于_的的影響影響,由此可以判別線圈由此可以判別線圈L的自感電動勢的自感電動勢_電流的添加電流的添加逐漸變亮逐漸變亮立刻變亮立刻變亮線圈線圈L妨礙妨礙圖圖3614斷電自感：如圖斷電自

3、感：如圖362所示，開關(guān)斷開所示，開關(guān)斷開時，燈泡時，燈泡A_熄滅，這是由于線圈熄滅，這是由于線圈的的_作用，闡明自感電動勢作用，闡明自感電動勢_線線圈中電流的減小圈中電流的減小5自感的作用：妨礙電路中自感的作用：妨礙電路中_的變化的變化電流電流圖圖362沒有立刻沒有立刻自感自感妨礙妨礙想一想想一想1 1斷電自感景象中，燈泡在開關(guān)斷開后，斷電自感景象中，燈泡在開關(guān)斷開后，依然亮一會，能否違背能量守恒定律？依然亮一會，能否違背能量守恒定律？提示：不違背斷電時，儲存在線圈內(nèi)的磁提示：不違背斷電時，儲存在線圈內(nèi)的磁場能轉(zhuǎn)化為電能用以維持回路堅持一定時間場能轉(zhuǎn)化為電能用以維持回路堅持一定時間的電流的電

4、流二、電感器二、電感器1定義：電路中的定義：電路中的_叫做電感器叫做電感器2描畫電感器性能的物理量：自感系數(shù)，描畫電感器性能的物理量：自感系數(shù)，簡稱簡稱_3決議線圈自感系數(shù)的要素決議線圈自感系數(shù)的要素:線圈的線圈的_、_、_、線圈中能否有、線圈中能否有_線圈線圈自感自感外形外形長短長短匝數(shù)匝數(shù)鐵芯鐵芯線圈越粗、越長，匝數(shù)越多，它的自感系數(shù)線圈越粗、越長，匝數(shù)越多，它的自感系數(shù)就就_，另外有鐵芯時的自感系數(shù)比沒，另外有鐵芯時的自感系數(shù)比沒有鐵芯時大有鐵芯時大4運用運用:自感景象在我們的生活中有利也有自感景象在我們的生活中有利也有弊弊,利用自感景象，如利用自感景象，如:_；需；需求抑制自感景象，如

5、：求抑制自感景象，如：_越大越大日光燈鎮(zhèn)流器日光燈鎮(zhèn)流器斷電時產(chǎn)生的電弧斷電時產(chǎn)生的電弧三、渦流及其運用三、渦流及其運用1定義：只需空間有變化的磁通量，其中定義：只需空間有變化的磁通量，其中的導體中就會產(chǎn)生的導體中就會產(chǎn)生_，我們把這，我們把這種感應(yīng)電流叫做渦流種感應(yīng)電流叫做渦流2運用：渦流經(jīng)過電阻時可以運用：渦流經(jīng)過電阻時可以_，金，金屬探測器和電磁爐就利用了渦流但在電動屬探測器和電磁爐就利用了渦流但在電動機、變壓器中渦流是有害的機、變壓器中渦流是有害的感應(yīng)電流感應(yīng)電流生熱生熱想一想想一想2相互絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來替代整相互絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來替代整塊硅鋼鐵芯就能減小渦流塊硅鋼鐵芯就

6、能減小渦流,請試著說出緣由請試著說出緣由提示：絕緣硅鋼片之間是絕緣的，能增大回提示：絕緣硅鋼片之間是絕緣的，能增大回路中的電阻，并阻斷渦流的回路從而減小了路中的電阻，并阻斷渦流的回路從而減小了渦流渦流要點探求講練互動要點探求講練互動自感景象的分析自感景象的分析學案導引學案導引1發(fā)生斷電自感時，為什么燈泡有時會閃發(fā)生斷電自感時，為什么燈泡有時會閃一下？一下？2如何判別斷電時自感電流的方向？如何判別斷電時自感電流的方向？自感電動勢總是要妨礙引起自感的電流的變自感電動勢總是要妨礙引起自感的電流的變化，就好似感應(yīng)電流的磁場總是要妨礙引起化，就好似感應(yīng)電流的磁場總是要妨礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化一樣自

7、感電動勢感應(yīng)電流的磁通量的變化一樣自感電動勢妨礙的對象是妨礙的對象是“電流的變化，而不是電流電流的變化，而不是電流本本身如圖身如圖363所示，所示，圖圖363所以線圈上產(chǎn)生一個所以線圈上產(chǎn)生一個b端為正、端為正、a端為負的自端為負的自感電動勢，與燈泡組成感電動勢，與燈泡組成abcd回路，因此流過回路，因此流過A的電流大小由的電流大小由I2變成變成I1，方向由，方向由dc變成變成cd.可見經(jīng)過可見經(jīng)過A的電流大小與方向都發(fā)生了的電流大小與方向都發(fā)生了變化變化特別提示：發(fā)生斷電自感時，假設(shè)要斷定電特別提示：發(fā)生斷電自感時，假設(shè)要斷定電路中的燈泡能否閃亮一下，方法是判別燈泡路中的燈泡能否閃亮一下，方

8、法是判別燈泡中的電流是忽然變大，還是忽然變小，為此中的電流是忽然變大，還是忽然變小，為此要比較原電路中要比較原電路中I1、I2的大小，假設(shè)的大小，假設(shè)Rr，I1I2，燈泡會閃亮一下再熄滅；假設(shè)，燈泡會閃亮一下再熄滅；假設(shè)Rr，燈，燈泡會逐漸變暗至熄滅泡會逐漸變暗至熄滅(2019武漢二中高二檢測武漢二中高二檢測)在如圖在如圖364所示的電路中，所示的電路中，A1和和A2是完全一樣的燈是完全一樣的燈泡，線圈泡，線圈L的電阻可忽略，以下說法中正確的電阻可忽略，以下說法中正確的選項是的選項是()例例1圖圖364A合上開關(guān)合上開關(guān)S接通電路時，接通電路時，A2先亮，先亮，A1后后亮，最后一樣亮亮，最后一

9、樣亮B.合上開關(guān)合上開關(guān)S接通電路時，接通電路時，A1和和A2一直一樣一直一樣亮亮C.斷開開關(guān)斷開開關(guān)S切斷電路時，切斷電路時，A1和和A2都要經(jīng)過都要經(jīng)過一會兒才熄滅一會兒才熄滅D.斷開開關(guān)斷開開關(guān)S切斷電路時，切斷電路時，A2立刻熄滅，立刻熄滅，A1過一會兒才熄滅過一會兒才熄滅【關(guān)鍵提示】分析自感景象的中心問題就【關(guān)鍵提示】分析自感景象的中心問題就是明確自感電動勢的作用是明確自感電動勢的作用(相當于電源還是電相當于電源還是電阻阻)，并且要弄清電路的整體構(gòu)造，并且要弄清電路的整體構(gòu)造【精講精析】要判別燈泡的發(fā)光情況，必【精講精析】要判別燈泡的發(fā)光情況，必需分析在兩種情形下流經(jīng)兩燈泡的電流特點

10、需分析在兩種情形下流經(jīng)兩燈泡的電流特點.而分析電流特點，首先必需抓住此題的關(guān)鍵而分析電流特點，首先必需抓住此題的關(guān)鍵所在，線圈所在，線圈L在在S接通和斷開時所起的作用，接通和斷開時所起的作用，即接通即接通S時，線圈時，線圈L要要“妨礙它所在支路電妨礙它所在支路電流的增大，線圈流的增大，線圈L要妨礙電流流過燈泡要妨礙電流流過燈泡A1，故故A2先亮，先亮，A1后亮；選項后亮；選項A正確，正確，B錯誤；錯誤；當開關(guān)斷開時，線圈當開關(guān)斷開時，線圈L產(chǎn)生的自感電動勢妨產(chǎn)生的自感電動勢妨礙電流的減小，使礙電流的減小，使A1所在支路中電流不能立所在支路中電流不能立刻減為零，而這個電流同時流過兩個燈泡組刻減為

11、零，而這個電流同時流過兩個燈泡組成的回路，應(yīng)選項成的回路，應(yīng)選項C正確，正確，D錯誤錯誤【答案】【答案】AC變式訓練變式訓練1.如圖如圖365所示的電路中，兩個電流表所示的電路中，兩個電流表G1和和G2的零點都在刻度盤中央，當電流從的零點都在刻度盤中央，當電流從“接線柱流入時，指針向右擺，當電流接線柱流入時，指針向右擺，當電流從從“接線柱流入時，指針向左擺，當電接線柱流入時，指針向左擺，當電路接通并到達穩(wěn)定時再斷開的瞬間，以下哪路接通并到達穩(wěn)定時再斷開的瞬間，以下哪個說法符合實踐個說法符合實踐()圖圖365AG1指針向左擺，指針向左擺，G2指針向右擺指針向右擺BG1指針向右擺，指針向右擺，G2

12、指針向左擺指針向左擺CG1、G2的指針都向左擺的指針都向左擺DG1、G2的指針都向右擺的指針都向右擺解析：選解析：選A.S斷開的瞬間，斷開的瞬間，LRG2G1組成了組成了一個新的回路，新回路的電源是一個新的回路，新回路的電源是L，L妨礙回妨礙回路中向右的電流的減小，所以回路中還有順路中向右的電流的減小，所以回路中還有順時針的電流時針的電流.學案導引學案導引1渦流產(chǎn)生的緣由是什么？渦流產(chǎn)生的緣由是什么？2高頻感應(yīng)爐是利用的渦流的什么效應(yīng)？高頻感應(yīng)爐是利用的渦流的什么效應(yīng)？對渦流的進一步了解對渦流的進一步了解1渦流的產(chǎn)生渦流的產(chǎn)生把塊狀金屬放在變化的磁場中，或者讓它在把塊狀金屬放在變化的磁場中，或

13、者讓它在非均勻磁場中運動，金屬塊內(nèi)就會產(chǎn)生感應(yīng)非均勻磁場中運動，金屬塊內(nèi)就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于金屬塊本身可自行構(gòu)成閉合回路電流，由于金屬塊本身可自行構(gòu)成閉合回路,且整塊金屬導體的電阻普通情況下很小，所且整塊金屬導體的電阻普通情況下很小，所以產(chǎn)生的渦流通常是很強的以產(chǎn)生的渦流通常是很強的2渦流的運用渦流的運用(1)利用渦流的熱效應(yīng)：運用渦流在回路中產(chǎn)利用渦流的熱效應(yīng)：運用渦流在回路中產(chǎn)生的熱量冶煉金屬的高頻感應(yīng)爐生的熱量冶煉金屬的高頻感應(yīng)爐(2)利用渦流的磁效應(yīng)利用渦流的磁效應(yīng):電磁阻尼和電磁驅(qū)動電磁阻尼和電磁驅(qū)動.(3)利用渦流景象的小型安裝：在車站、機場利用渦流景象的小型安裝：在車站、機場進

14、展安檢的探測器，用來探測旅客能否帶有進展安檢的探測器，用來探測旅客能否帶有金屬制品，像刀、槍之類的危險物品等金屬制品，像刀、槍之類的危險物品等3渦流的危害與防止渦流的危害與防止(1)在各種電機、變壓器中，渦流是非常有害在各種電機、變壓器中，渦流是非常有害的，首先它會使鐵芯的溫度升高，從而危及的，首先它會使鐵芯的溫度升高，從而危及線圈絕緣資料的壽命，嚴重時會使資料報廢線圈絕緣資料的壽命，嚴重時會使資料報廢;其次渦流發(fā)熱要耗費額外的能量，使電機、其次渦流發(fā)熱要耗費額外的能量，使電機、變壓器的效率降低變壓器的效率降低(2)為了減小渦流，變壓器、電機里的鐵芯不為了減小渦流，變壓器、電機里的鐵芯不是由整

15、塊的鋼鐵制成，而是用薄薄的硅鋼片是由整塊的鋼鐵制成，而是用薄薄的硅鋼片疊合而成一方面硅鋼片的電阻率比普通鋼疊合而成一方面硅鋼片的電阻率比普通鋼鐵的要大，從而減少損耗；另一方面，每層鐵的要大，從而減少損耗；另一方面，每層硅鋼片之間都是絕緣的，阻斷了渦流的通路硅鋼片之間都是絕緣的，阻斷了渦流的通路,進一步地減少了渦流的發(fā)熱進一步地減少了渦流的發(fā)熱(2019紹興一中高二檢測紹興一中高二檢測)如圖如圖366所示是高頻焊接原理表示圖線圈中通以所示是高頻焊接原理表示圖線圈中通以高頻變化的電流時，待焊接的金屬工件中就高頻變化的電流時，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流經(jīng)過焊縫產(chǎn)生大量產(chǎn)生感應(yīng)電流，感

16、應(yīng)電流經(jīng)過焊縫產(chǎn)生大量熱量，將金屬熔化，把工件焊接在一同，而熱量，將金屬熔化，把工件焊接在一同，而工件其他部分發(fā)熱很少，以下說法中正確的工件其他部分發(fā)熱很少，以下說法中正確的是是()例例2圖圖366A電流變化的頻率越高，焊縫處的溫度升電流變化的頻率越高，焊縫處的溫度升高得越快高得越快B電流變化的頻率越低，焊縫處的溫度升電流變化的頻率越低，焊縫處的溫度升高得越快高得越快C工件上只需焊縫處溫度升得很高是由于工件上只需焊縫處溫度升得很高是由于焊縫處的電阻小焊縫處的電阻小D工件上只需焊縫處溫度升得很高是由于工件上只需焊縫處溫度升得很高是由于焊縫處的電阻大焊縫處的電阻大【思緒點撥】由電磁感應(yīng)景象判別電流

17、頻【思緒點撥】由電磁感應(yīng)景象判別電流頻率高低對電流大小的影響，由焊縫處和工件率高低對電流大小的影響，由焊縫處和工件其它部分串聯(lián)電流一樣，判別焊縫處的電阻其它部分串聯(lián)電流一樣，判別焊縫處的電阻的大小的大小【精講精析】線圈中通以高頻變化的電流【精講精析】線圈中通以高頻變化的電流時，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，時，待焊接的金屬工件中就產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流的大小與感應(yīng)電動勢有關(guān)，電流變感應(yīng)電流的大小與感應(yīng)電動勢有關(guān)，電流變化的頻率越高，電流變化得越快，感應(yīng)電動化的頻率越高，電流變化得越快，感應(yīng)電動勢就越大勢就越大A選項正確工件上焊縫處相對選項正確工件上焊縫處相對于其他位置而言電阻大，電流產(chǎn)生的

18、熱量就于其他位置而言電阻大，電流產(chǎn)生的熱量就多，多，D選項也正確選項也正確【答案】【答案】AD變式訓練變式訓練2以下哪些做法是減少渦流的產(chǎn)生以下哪些做法是減少渦流的產(chǎn)生()A在電動機、變壓器的線圈中參與鐵芯在電動機、變壓器的線圈中參與鐵芯B電動機、變壓器內(nèi)部鐵芯都是由相互絕電動機、變壓器內(nèi)部鐵芯都是由相互絕緣的硅鋼片組成緣的硅鋼片組成C在電磁冶金中，把交變電流改成直流電在電磁冶金中，把交變電流改成直流電D一些大型用電器采用特制的平安開關(guān)一些大型用電器采用特制的平安開關(guān)解析：選解析：選B.在電動機、變壓器中，為加強磁在電動機、變壓器中，為加強磁場，把繞組都繞在鐵芯上，以加強磁場，但場，把繞組都繞

19、在鐵芯上，以加強磁場，但鐵芯中會產(chǎn)生很強的渦流，為了減少渦流，鐵芯中會產(chǎn)生很強的渦流，為了減少渦流，鐵芯都用電阻率很大的硅鋼片疊成，將硅鋼鐵芯都用電阻率很大的硅鋼片疊成，將硅鋼片外表進展處置，生成不導電的氧化層，相片外表進展處置，生成不導電的氧化層，相互絕緣，可進一步減少渦流，所以互絕緣，可進一步減少渦流，所以A不正確不正確,B正確；正確；電磁冶金是利用產(chǎn)生的渦流，而只需當空間電磁冶金是利用產(chǎn)生的渦流，而只需當空間中磁通量變化的時候，才會有渦流產(chǎn)生，直中磁通量變化的時候，才會有渦流產(chǎn)生，直流電電流穩(wěn)定，產(chǎn)生的磁場也是穩(wěn)定的，是流電電流穩(wěn)定，產(chǎn)生的磁場也是穩(wěn)定的，是不會引起渦流的；不會引起渦流的；D與渦流無關(guān)，是為了防與渦流無關(guān)，是為了防止自感止自感熱點例如創(chuàng)新拓展熱點例如創(chuàng)新拓展能量守恒在渦流中的運用能量守恒在渦流中的運用經(jīng)典案例經(jīng)典案例如圖如圖367所示，閉合金屬環(huán)所示，閉合金屬環(huán)從曲面上從曲面上h高處滾下，又沿曲面的另一側(cè)上升，高處滾下，又沿曲面的