第2章 第3节 自感现象与涡流-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理选择性必修第二册同步全程学习课件PPT（鲁科版）

第3节　自感现象与涡流 学习目标 成长记录 1.能够利用电磁感应的有关规律分析通电自感和断电自感现象,了解自感电动势、自感系数的意义和决定因素。 知识点一、二&要点一 2.了解涡流现象及其利用和危害。 知识点三&要点二 基础探究 形成概念,掌握新知 知识点一　自感现象 1.自感现象:由线圈 所产生的电磁感应现象。 2.通电自感和断电自感 项目 电路 现象 自感电动势的作用 通电 自感 接通电源的瞬间,灯泡A1 . 电流的增加 断电 自感 断开开关的瞬间,灯泡A . 电流的减小 自身的电流变化 较慢地亮起来 逐渐变暗 阻碍 阻碍 知识点二　自感电动势 1.定义:由线圈 所产生的感应电动势称为自感电动势。 3.自感系数大小的决定因素:自感系数与线圈的形状、 、长短、 ,以及是否有 等因素有关。 自身电流变化 自感 电感 亨利 10-3 10-6 横截面积 匝数 铁芯 知识点三　涡流及其应用 1.定义:将一金属块放在变化的磁场中,穿过金属块的磁通量发生变化,金属块内部就会产生感应电流。这种电流在金属块内部形成闭合回路,就像旋涡一样。我们把这种感应电流称为 ,简称 。 2.应用 (1)电磁炉的工作原理与 有关。当50 Hz的交变电流流入电磁炉时,变频装置可将其变为高频电流(20～50 kHz)进入炉内的线圈中,由于电流的变化频率较高,通过铁质锅底的磁通量变化率较大,根据电磁感应定律可知,产生的感应电动势也较大,会在锅底产生很强的涡电流,使锅底迅速发热,进而加热食物。 (2)金属探测器应用于 、“探铁器”等。 涡电流 涡流 涡流 安检门 3.防止 电动机、变压器等设备常因铁芯中涡流过大而损失大量的电能并导致设备发热。 (1)减少发热途径一:把硅钢轧制成很薄的板材,板材外涂以绝缘材料后叠放在一起,形成铁芯。这样回路的 增大,涡流大为 。 (2)减少发热途径二:组成铁芯的硅钢电阻率 ,也可进一步减少涡流造成的损失。 电阻 减弱 大 1.思考判断 (1)自感现象中,感应电流的方向一定与引起自感的原电流的方向相反。( 　) (2)涡流是由整块导体发生的电磁感应现象,不遵从电磁感应定律。(　 　) (3)通过增大铁芯材料的电阻率可以减小涡流。(　 　) (4)变压器的铁芯用硅钢片叠成是为了减小涡流。(　 　) (5)线圈自感电动势的大小与自感系数L有关,反过来,L与自感电动势也有关。 (　 　) (6)在断开电路时,与线圈并联的灯泡会亮一下后再逐渐熄灭,说明能量不再守恒了。(　 　) × × √ √ × × 2.思维探究 (1)自感电动势的作用是什么?方向如何判断? 答案:总是阻碍导体中原电流的变化。当原电流增大时,自感电动势与原电流方向相反;当原电流减小时,自感电动势与原电流方向相同。 (2)断电自感现象中,在断开开关后,灯泡仍然亮一会,是否违背能量守恒定律? 答案:不违背。断电时,储存在线圈内的磁场能转化为电能,用以维持回路保持一定时间的电流,直到电流为零时,磁场能全部转化为电能并通过灯泡转化为内能,可见自感现象遵循能量守恒定律。 合作探究 突破要点,提升关键 要点一　对自感现象的理解及应用 如图所示为演示断电自感的电路,先闭合开关使灯泡发光,然后断开开关。回答以下问题: (1)为什么灯泡A不立即熄灭? 答案:电源断开时,A中由电源提供的电流瞬间变为零,而通过线圈L的电流减小,线圈中会产生自感电动势,且线圈L与灯泡A构成闭合回路,线圈L对A进行供电,所以灯泡A不会立即熄灭。 (2)L中感应电流的方向与原电流的方向有什么关系?产生的感应电动势在电路中起什么作用? 答案:L中感应电流的方向与原电流的方向相同,产生的感应电动势在电路中起阻碍电流减小的作用。 (3)开关断开后,通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向有什么关系? 答案:原来通过灯泡的电流方向从左向右,开关断开后,通过灯泡的感应电流方向从右向左,所以通过灯泡的感应电流与原来通过它的电流方向相反。 1.对自感现象的分析思路 (1)明确通过自感线圈的电流大小的变化情况(是增大还是减小)。 (2)根据“增反减同”,判断自感电动势的方向。 (3)分析阻碍的结果:当电流增强时,由于自感电动势的作用,线圈中的电流逐渐增大,与线圈串联的元件中的电流也逐渐增大;当电流减小时,由于自感电动势的作用,线圈中的电流逐渐减小,与线圈串联的元件中的电流也逐渐减小。 2.自感现象中,灯泡亮度变化的问题 项目 与线圈串联的