1.3 自感现象与涡流 课件-2022-2023学年高二下学期物理鲁科版（2019）选择性必修第二册

第二章 电磁感应及其应用 3. 自感现象与涡流 教学目标 CONTENT 01 02 03 了解涡流现象及其应用 学会分析通电和断电自感现象 了解互感现象及其应用 2 新课引入 当电流通过线圈时，会在线圈的内外激发出磁场。如果线圈中的电流发生变化，会使穿过自身线圈的磁通量发生变化，则该线圈是否也能产生电磁感应？ i B 实验与探究： 开关闭合时小灯泡发光的变化 自感现象 一 原因：由于线圈L自身的磁通量增加，而产生了感应电动势，这个感应电动势总是阻碍磁通量的变化，即阻碍线圈中电流的变化，故通过A1的电流不能立即增大，灯A1的亮度只能慢慢增加，最终与A2相同。 自感现象：由线圈自身的电流变化所产生的电磁感应现象。 现象：A1灯泡 A2灯泡 立即亮起来 逐渐变亮，最终一样亮 R1 S A1 A2 R L B原 IA1 IA2 B感 I感 线圈L电流变化 磁通量变化 自身产生感应电动势 感应电流 自感 现象 阻碍电流（磁通量）变化：“增反减同” （1） I原增加，I原与I感方向相反 （2）I原减小，I原与I感方向相同 通电自感的解释 实验与探究： 开关断开时小灯泡发光的变化 原因：由于线圈L自身的磁通量减小，而产生了感应电动势，这个感应电动势总是阻碍磁通量的减小，即阻碍线圈中电流的减小，故通过A的电流不能立即为零，灯A逐渐熄灭。 E自 i自 自感电动势 二 1. 自感电动势 由线圈自身电流变化所产生的感应电动势叫作自感电动势。 知能提升 2.自感电动势总是要阻碍导体自身的电流发生变化 当线圈中的电流增大时，自感电动势阻碍电流的增大，自感电动势方向与原电流方向相反; 当线圈中的电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，自感电动势方向与原电流方向相同。 物理学中，用自感系数来表示线圈的这些特性。 3.自感电动势的大小与线圈本身的一些特性密切相关 自感系数简称自感( self-inductance)或电感，是线圈的重要参数。 亨利（H） 4.自感系数单位： 描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量 6.决定因素： 线圈的圈数 是否有铁芯 线圈的大小 线圈的形状 5.物理意义: 甲 在铁芯上绕了几千匝的线圈，乙 空芯线圈，丙 一条导线弯了几匝的线圈 7.自感现象的应用: （1）广播电台和电视台用它和电容器组成振荡电路发射电磁波。 （2）收音机和电视机中用振荡电路接收电磁波。 （3）电焊 拓展一步: 2.L在数值上等于电流变化率为1A/s时产生的自感电动势的大小。 如果通过线圈的电流在1s内改变1A，产生的自感电动势是1V,那么这个线圈的自感就是1H。 自感电动势的公式 1.实验表明，磁场的强弱正比于电流的强弱，也就是说，磁通量的变化正比于电流的变化。因此，自感电动势正比于电流的变化率。 L 自感系数简称自感或电感 3.自感L的大小还表示线圈对电流变化阻碍作用的大小,它反映了线圈对电流变化延时作用的强弱。 迷你实验室：体验自感 用多用电表欧姆档测量变压器线圈的电阻 电磁炉的炉盘下有一个线圈。电磁炉工作时，它的盘面并不发热，在炉盘上面放置铁锅，铁锅会发热。你知道这是为什么吗？ 迷你实验室：涡流加热 如图，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上面放一口小铁锅，锅内放少许水，给线圈通入一段时间(通电时间不能过长)的交变电流;再用玻璃杯代替小铁锅,通入相同时间的交变电流。铁锅和玻璃杯中的水温变化有什么不同?为什么? 铁锅里的水水温升高，玻璃杯中的水温度几乎不变，因为铁锅底部产生的感应电流，电流的热效应使水升温。 涡流及其应用 三 知能提升 1. 定义 由于电磁感应，在导体中产生的像水中旋涡样的感应电流。如图中的虚线所示。 2. 特点 若金属电阻率很小，则涡流往往很强，产生的热量很多。 导体中产生涡流 3. 应用 （1）涡流热效应：真空冶炼炉，电磁炉。 （2）真空冶炼炉原理：金属块中的涡流会产生热量。用来冶炼合金钢的真空冶炼炉（如图），炉外有线圈，线圈中通入迅速变化的电流，炉内的金属中产生涡流。涡流产生的热量使金属熔化。利用涡流冶炼金属的优点是，整个过程可以在真空中进行，能防止空气中的杂质进入金属，可