第1课 自感现象和涡流现象（课件）-【上好课】高二物理同步精品课堂（沪科版2020上海选择性必修第二册）

§7.1 自感现象和涡流现象　 1 知识回顾 法拉第电磁感应定律 G a b 只有磁通量发生变化才会产生感应电动势 磁场的变化往往是由于电流的变化引起的 I原 B原 B感 I感 Φ改变 控制 下面我们来观察实验 带铁芯线圈 无铁芯线圈 我们常见的通电螺线管本质上也是自感线圈 闭合开关时，A2正常发亮，A1逐渐变亮 断开开关时，A2立即熄灭，A1逐渐熄灭 一、自感现象 请分析该实验的原理 闭合开关时 L的电流I原增大 线圈的原磁通量Φ原迅速增大 根据楞次定律 B原↑ B感 为了阻碍增大的磁通量，产生反向的感应磁场 根据右手螺旋定则 产生和原电流相反的感应电流I感，阻碍增大 阻碍并不是阻止，原电流最终会稳定 A1最终会正常发光，A2是对照组 一、自感现象 请分析该实验的原理 闭合断开时 L的电流I原减少 线圈的原磁通量Φ原迅速减少 根据楞次定律 B原↓ B感 为了阻碍减少的磁通量，产生同向的感应磁场 根据右手螺旋定则 产生和原电流相同的感应电流I感，阻碍减少 阻碍并不是阻止，原电流最终会归零 A1最终会熄灭，A2是对照组 一、自感现象 2.自感现象中产生的感应电动势，称为自感电动势。 1.定义：由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。 一、自感现象 电感 分析：通过电感线圈　I　↑ ⇒Φ　↑ ⇒电动势，阻碍Φ增加 B原 B感 E感 通电自感 现象：在闭合开关Ｓ瞬间，灯A2立刻正常发光，A1却缓慢发光，比A2迟一会儿才正常发光。 6 S B R ②预测一下实验现象？ ③如何改进实验电路？ ①线圈中电流增加时,会产生自感电动势，那么线圈中电流减少时，又会怎么样呢？ ④如何解释实验现象？ 思考与讨论： I I B原 E I B感 A 一、自感现象 7 思考：开关断开后，通过灯泡的感应电流是否有可能比原来的电流更大？为了使实验的效果更明显，对线圈L应该有什么要求？ 线圈L中的感应电流要从稳定时的值开始逐渐减小，所以线圈的直流电阻要小于灯泡的电阻。 实验验证： 断电自感， 二、自感系数： 用传感器研究自感现象 iA、 iB t o S R A B 数据采 集感器 电流传 感器A 电流传 感器B 9 用电流传感器显示自感对电流的影响： 开关闭合时电流是逐渐增大的 去掉电感线圈 开关闭合时电流是瞬间增大 二、自感系数： 用传感器研究自感现象 用电流传感器显示自感对电流的影响： 开关断开前后通过电阻R的电流方向不同 二、自感系数： 用传感器研究自感现象 自感电动势的大小： 自感系数 L　越大，E　越大，对电流阻碍越大 二、自感系数：L L 小 L 大 描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量 2.决定因素 线圈的圈数 是否有铁芯 线圈的大小 线圈的形状 亨利（H） 1.物理意义: 3.单位： 甲 一条导线弯了几匝的线圈 乙 空芯线圈， 丙 在铁芯上绕了几千匝的线圈， 二、自感系数：L 甲 乙 丙 13 约瑟夫·亨利 Henry Joseph 1797-1878 美国著名物理学家，1867年起， 任美国科学院第一任院长; 1829年制成了能提起一吨重铁块的电磁铁； 1830年发现电磁感应现象，比法拉第早一年； 1832年发现了电流的自感现象； …… 从来不申请专利 无偿贡献给社会 二、自感系数 14 ◆名称: 擦出电火花！ ◆器材: 干电池一节、小线圈一只、导线若干。 ◆要求: ①构建电路，能看到电火花的闪现； ②能体会到轻微的电击感。 ◆电路: b a 二、自感系数： 体验自感 15 二、自感系数： 4.自感现象的应用 16 二、自感系数： 5.自感现象的防止 二、自感系数： L很大 5.自感现象的防止 油浸开关 双线绕法 18 高铁上方的受电弓从接触线获取电能 当受电弓与高压接触线之间瞬间脱离时，内部有带铁芯的线圈的电动机就会产生很大的自感电动势，甚至出现电火花。 二、自感系数： 5.自感现象的防止 　思考判断 (1)自感现象中，感应电流方向一定和原电流方向相反。( ) (2)线圈中产生的自感电动势较大时，其自感系数一定较大。( ) (3)对于同一线圈，当电流变化较快时，线圈中的自感电动势较大。( ) (4)一个线圈中的电流均匀增大，自感电动势也均匀增大。( ) × × √ × 问 题 ？ 在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? ①如果环不断增粗直到变成一圆盘又会发生什么现象 请思考: ②变成方盘呢？ N S G 乙 S N B原↑ B原↑ B原↑ 线圈会感应电流 线圈两端会累积电荷 感生电场(涡旋