zzy互感和自感+渦流、電磁電磁阻尼和驅(qū)動(dòng)

互感和自感現(xiàn)象法拉第和他的實(shí)驗(yàn)線圈

在法拉第的實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)線圈并沒有用導(dǎo)線連接，當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，在另一個(gè)線圈中為什么會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)呢？一、互感現(xiàn)象1.當(dāng)一個(gè)線圈中電流變化時(shí)，在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱為互感?；ジ鞋F(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，稱為互感電動(dòng)勢(shì)。2.互感現(xiàn)象不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個(gè)線圈之間,且可發(fā)生于任何兩個(gè)相互靠近的電路之間.3、利用互感現(xiàn)象，可以把能量從一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線圈。因此，互感現(xiàn)象在電工技術(shù)和電子技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用。收音機(jī)里的磁性天線.如：變壓器L

問題：K接通瞬間，線圈L本身中會(huì)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？K分析：線圈中電流IL變化線圈中磁場(chǎng)B變化穿過線圈的磁通量變化線圈中有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生由于導(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，叫自感現(xiàn)象。自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì).自感現(xiàn)象和自感電動(dòng)勢(shì)通電瞬間演示1觀察開關(guān)閉合瞬間兩個(gè)燈泡的發(fā)光情況

亮度？先后？演示2斷電瞬間觀察開關(guān)斷開瞬間燈泡的發(fā)光情況

立即熄滅，還是延遲熄滅？有沒有可能“閃亮”一下？分析：當(dāng)導(dǎo)體中原來的電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙其減小當(dāng)導(dǎo)體中原來的電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙其增大自感電動(dòng)勢(shì)的作用：阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化。討論:小燈泡在熄滅之前是否要閃亮一下？LRK圖3abAE注意：1.不能認(rèn)為任何斷電現(xiàn)象燈都會(huì)閃一下當(dāng)IL>IA時(shí),會(huì)閃一下,再逐漸熄滅當(dāng)IL<IA或

IL=IA時(shí),不會(huì)閃,逐漸熄滅2．?dāng)嚯妼?shí)驗(yàn)中，線圈的電流方向不變，而燈電流方向與原來方向相反3.原來的IL和IA哪一個(gè)大，要由L的直流電阻RL與A的電阻RA的大小來決定。如果RL≥RA，則IL≤IA；如果RL<RA，則IL>IA。二、自感現(xiàn)象1.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，叫自感現(xiàn)象。2.自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì).3.自感電動(dòng)勢(shì)的作用：阻礙導(dǎo)體中原來的電流變化。

注意：“阻礙”不是“阻止”，電流原來怎么變化還是怎么變，只是變化變慢了，即對(duì)電流的變化起延遲作用。自感電動(dòng)勢(shì)的方向增反減同

導(dǎo)體電流增加時(shí)，阻礙電流增加，此時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電流方向相反；導(dǎo)體電流減小時(shí)，阻礙電流減小，此時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電流方向相同.b1)為了使燈泡閃亮效果更明顯對(duì)線圈L應(yīng)該有什么樣的要求?討論:2)為了使燈泡持續(xù)更長時(shí)間對(duì)線圈L應(yīng)該有什么樣的要求?三、自感系數(shù)4.自感電動(dòng)勢(shì)的大?。悍治觯孩僮愿须妱?dòng)勢(shì)的大小正比于穿過線圈的磁通量的變化率②磁通量的變化是由流過線圈的電流變化引起的與電流的變化率成正比自感電動(dòng)勢(shì)的大小與電流的變化快慢有關(guān)三.自感系數(shù)1、決定線圈自感系數(shù)的因素：2、自感系數(shù)的單位：亨利，簡稱亨，符號(hào)是H常用單位：毫亨mH

微亨μH3、物理意義：表征線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)本領(lǐng)大小的物理量；在數(shù)值上等于通過線圈的電流在1s內(nèi)改變1A時(shí)產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)的大小

實(shí)驗(yàn)表明，線圈越大,越粗,匝數(shù)越多，自感系數(shù)越大。另外，帶有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時(shí)大得多。比例系數(shù)L稱為自感系數(shù)，簡稱自感或電感線圈本身因素決定四、磁場(chǎng)的能量問題：在斷電自感的實(shí)驗(yàn)中，為什么開關(guān)斷開后，燈泡的發(fā)光會(huì)持續(xù)一段時(shí)間？甚至?xí)仍瓉砀?？試從能量的角度加以討論?/p>

開關(guān)閉合時(shí)線圈中有電流，電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，能量儲(chǔ)存在磁場(chǎng)中，開關(guān)斷開時(shí)，線圈作用相當(dāng)于電源，把磁場(chǎng)中的能量轉(zhuǎn)化成電能?！皥?chǎng)”是有能量的

當(dāng)線圈中電流變化時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)都要阻礙線圈中電流的變化，使線圈中的電流不能“突變”“電慣性”大小決定于線圈的自感系數(shù).“電慣性”自感現(xiàn)象的應(yīng)用和防止

1應(yīng)用：在交流電路中、在各種用電設(shè)備和無線電技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。如日光燈的鎮(zhèn)流器等。

2防止：在切斷自感系數(shù)很大、電流很強(qiáng)的電路的瞬間，產(chǎn)生很高的電動(dòng)勢(shì)，形成電弧，在這類電路中應(yīng)采用特制的開關(guān)。

由于兩根平行導(dǎo)線中的電流方向相反，它們的磁場(chǎng)可以互相抵消，從而可以使自感現(xiàn)象的影響減弱到可以忽略的程度。雙線繞法消除自感現(xiàn)象電感器的應(yīng)用24課堂練習(xí)：1、關(guān)于自感現(xiàn)象，正確的說法是：（）A、感應(yīng)電流一定和原電流方向相反；B、線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)較大的其自感系數(shù)一定較大；C、對(duì)于同一線圈，當(dāng)電流變化越大時(shí)，線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)也越大；D、自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙原來電流變化的。D2、如圖AB是相同的小燈泡，L是帶鐵芯的線圈，電阻不記，調(diào)節(jié)R，電路穩(wěn)定時(shí)，兩燈泡都正常發(fā)光，則在開關(guān)合上和斷開時(shí)（）A、兩燈同時(shí)亮，同時(shí)滅B、合上S，B比A先達(dá)到正常發(fā)光狀態(tài)C、斷開S，AB兩燈都不會(huì)立即滅，通過AB兩燈的電流方向都與原電流方向相同D、斷開S時(shí)，A燈會(huì)突然閃亮一下后，再熄滅B3、如圖示電路，合上S時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表A1向左偏，則當(dāng)斷開S的瞬間，電流表A1、

A2指針的偏轉(zhuǎn)情況是：（）A.A1向左，A2向右B.A1向右，A2向左C.A1、A2都向右D.A1、A2都向左LR2R1SA1A2B3、同上題的電路中，L是一帶鐵芯的線圈，R為電阻。兩條支路的直流電阻相等。那么在接通和斷開電鍵的瞬間，兩電流表的讀數(shù)I1、I2的大小關(guān)系是（）

A、接通時(shí)I1<I2，斷開時(shí)I1>I2；

B、接通時(shí)I2<I1，斷開時(shí)I1=I2；

C、接通時(shí)I1>I2，斷開時(shí)I1<I2；

D、接通時(shí)I1=I2，斷開時(shí)I1<I2。R2LR1SA1A2B通、斷電自感的理解

圖4-6-2圖4-6-5圖4-6-7圖4-6-8§4.7渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)通入線圈的電流變化有感應(yīng)電流線圈中的磁場(chǎng)發(fā)生變化在周圍空間激發(fā)感生電場(chǎng)導(dǎo)體電流熱效應(yīng)發(fā)熱一、渦流(eddycurrent)1、定義：塊狀金屬在變化的磁場(chǎng)中或在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),金屬塊內(nèi)產(chǎn)生渦旋狀感應(yīng)電流，叫渦電流，簡稱渦流。2、如圖所示，絕緣導(dǎo)線繞在金屬塊上，當(dāng)通以交變電流時(shí)，磁通量不斷變化，將產(chǎn)生渦流，由于金屬塊電阻小產(chǎn)生渦流很強(qiáng)，使鐵芯發(fā)熱浪費(fèi)電能。二、渦流的利用1、如圖所示的高頻感應(yīng)爐，利用渦流的熱效應(yīng)來熔化金屬。交流電的頻率越高，金屬熔爐中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大，金屬材料的電阻率越小，產(chǎn)生的渦流熱效應(yīng)就越強(qiáng)。2、高頻感應(yīng)爐優(yōu)點(diǎn)：

速度快，溫度易控制，整個(gè)過程在真空中進(jìn)行，能避免有害雜質(zhì)混入被冶煉的金屬中，適于冶煉特種合金和特種鋼。高頻焊接機(jī)原理：線圈中通以高頻電流，內(nèi)部焊接工件由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，頻率越高，產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大。由于焊接縫處接觸電阻很大，放出的熱量很多，致使溫度升高將金屬熔化，焊接在一起。應(yīng)用于焊接自行車車架。二、渦流的利用二、渦流的利用

生活中的電磁爐，也是利用電磁感應(yīng)中的渦流的熱效應(yīng)來燒菜做飯的。二、渦流的利用線圈

探雷器的長柄線圈中，通有變化的電流，在其周圍就產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，埋在地下的金屬物品，由于電磁感應(yīng)而形成渦流，渦流的磁場(chǎng)反過來又作用于線圈，使儀器報(bào)警。二、渦流的利用

機(jī)場(chǎng)、車站及重要場(chǎng)所的安檢門及工作人員手上的探測(cè)器，也是利用與探雷器類似的電磁感應(yīng)原理使儀器報(bào)警，來探測(cè)進(jìn)出人員身上攜帶的金屬物品。三、渦流的防止

變壓器和電動(dòng)機(jī)的鐵芯不采用整塊金屬，而是由許多相互絕緣的電阻率很大的薄硅鋼片疊合而成，目的就是為了減弱鐵芯中由于電磁感應(yīng)而產(chǎn)生的渦流的熱效應(yīng)，從而減少電能的損耗，同時(shí)避免破壞絕緣層，對(duì)電器起到了保護(hù)的作用。如圖所示，一條形磁鐵用細(xì)線懸掛在天花板上，細(xì)線從一水平金屬圓環(huán)中穿過．現(xiàn)將環(huán)從位置Ⅰ釋放，環(huán)經(jīng)過磁鐵到達(dá)位置Ⅱ.設(shè)環(huán)經(jīng)過磁鐵上端和下端附近時(shí)其加速度大小分別為a1和a2，重力加速度大小為g，則(

)．A．a(chǎn)1>g，a2>gB．a(chǎn)1<g，a2<gC．a(chǎn)1>g，a2<gD．a(chǎn)1<g，a2>g阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)“來拒去留”四、電磁阻尼(eletromagneticdamping)1、電磁阻尼現(xiàn)象：當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼。思考與討論

用手晃動(dòng)微安表的表殼，發(fā)現(xiàn)指針來回振動(dòng)后，會(huì)因超出刻度所標(biāo)的偏轉(zhuǎn)范圍而卡住，而在車輛長途運(yùn)輸微安表時(shí)，都要用導(dǎo)線把微安表兩個(gè)接線柱連在一起，這又是為什么？

微安表是一種高靈敏度，高精度電流表，表內(nèi)的指針因振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生搖擺，劇裂搖擺會(huì)使微安表造成指針打偏、降低靈敏度、或失靈等。故在運(yùn)輸中，用導(dǎo)線短路兩接線柱，使內(nèi)部表頭線圈閉合產(chǎn)生磁阻，大大降低因外界的搖擺、振動(dòng)對(duì)表頭的影響。思考與討論為什么磁電式電表的線圈要用鋁框做骨架呢？繞有線圈的鋁框

電學(xué)測(cè)量儀器要求指針的擺動(dòng)很快停下來，也是利用了鋁框中產(chǎn)生的渦流，從而通過磁場(chǎng)對(duì)這個(gè)渦流的作用力阻礙它們的擺動(dòng)，使指針能很快地指到示數(shù)的位置上。如圖所示，蹄形磁鐵的兩極間，放置一個(gè)線圈abcd，磁鐵和線圈都可以繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鐵如圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈的運(yùn)動(dòng)情況是(

)．A．俯視，線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)與磁鐵相同B．俯視，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同C．線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，但轉(zhuǎn)速小于磁鐵轉(zhuǎn)速D．線圈靜止不動(dòng)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)“來拒去留”五、電磁驅(qū)動(dòng)2、應(yīng)用：交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，家用電度表，車內(nèi)的速度計(jì)等。1、電磁驅(qū)動(dòng)：磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)，在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力，安培力使導(dǎo)體跟著磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為電磁驅(qū)動(dòng)。1、下列哪些措施是為了防止渦流的危害（）A、電磁爐所用的鍋要用平厚底金屬鍋B、磁電式電表的線圈常常用鋁框做骨架，把線圈繞在鋁框上C、變