第3章 6 自感现象 涡流-2021-2022学年高中物理选修1-1【名师导航】同步Word教参(人教版)

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) 一、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． 二、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．思考判断 (1)线圈中电流增大时，线圈的自感系数增大． (×) (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． (√) (4)涡流是可以利用的． (√) (5)变压器中的涡流是有害的． (√) (6)冶炼金属中的涡流也是有害的． (×) 2．关于线圈的自感系数大小的下列说法中，正确的是(　　) A．通过线圈的电流越大，自感系数也越大 B．线圈中的电流变化越快，自感系数也越大 C．插有铁芯时线圈的自感系数会变大 D．线圈的自感系数与电流的大小、电流变化的快慢、是否有铁芯等都无关 C　[自感系数是由电感器本身的因素决定的，包括线圈的大小、单位长度上的匝数，而且有铁芯时比无铁芯时自感系数要大．] 3．以下器件利用涡流的有(　　) A．电饭锅　　　　　 B．电热水器 C．电磁炉 D．微波炉 C　[电饭锅与电热水器利用电流的热效应加热，微波炉是利用微波在食物中引起水分子振动加热，只有C项中电磁炉利用涡流．] 4．(多选)如图所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略．下列说法中正确的是(　　) A．合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮 B．合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮 C．断开开关S切断电路时，A1立即熄灭，A2过一会儿才熄灭 D．断开开关S切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭 AD　[合上开关S，A2支路电流立即达到最大，而A1支路由于自感线圈对电流的变化起阻碍作用，所以电流只能逐渐增大，稳定后，由于L无电阻，所以最后两灯同样亮，A正确；断开时，L为电源，两灯串联，所以A1、A2都要过一会儿才熄灭，D正确．] 自感现象的理解和电感器的特点 1.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． 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．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会闪亮一下后再缓慢熄灭(线圈L的电阻小于灯泡A的电阻) 【例1】　(多选)如图所示，电路甲、乙中电阻R和自感线圈L的电阻都很小．闭合开关S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则(　　) A．在电路甲中，断开S，A将渐渐变暗 B．在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗 C．在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗 D．在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗 思路点拨：解此题的关键有两点： ①自感线圈在电路中的位置及作用． ②灯泡瞬间变更亮的条件． AD　[甲图中，