第2章 第3节 自感现象与涡流-【正禾一本通】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修2同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版）

第3节　自感现象与涡流 【核心素养目标】 物理观念 形成自感与涡流的概念。 科学思维 通过独立思考和合作讨论的方式，形成归纳总结和质疑创新的思维。 科学探究 能完成“探究自感现象”的物理实验，并能分析现象得到实验结论，能根据实验中的问题提出改进措施。 科学态度与责任 能体会自感现象和涡流现象在生产、生活中的应用与防护。 一、自感现象和自感电动势 1．自感现象：由线圈自身电流变化所产生的电磁感应现象。 2．自感电动势 (1)定义：由线圈自身电流变化所产生的感应电动势。 (2)特点：总是要阻碍导体自身的电流发生变化。 二、自感电动势与自感系数 自感 电动势 方向 原电流增大时，与原电流方向相反；原电流减小时，与原电流方向相同 作用 阻碍自身电流发生变化 大小 E＝L，与电流的变化率成正比 自感 系数 物理意义 表征产生自感电动势本领的大小 大小决定因素 线圈的形状、横截面积、长度、匝数等 单位 (1)亨(H)、毫亨(mH)、微亨(μH) (2)1 mH＝10－3 H　1 μH＝10－6 H (3)1 H＝1 V·s/A 三、涡流及其应用 1．涡流定义：将整块金属放在变化的磁场中，穿过金属块的磁通量发生变化，金属块内部就会产生旋涡状的感应电流。 2．涡流的应用——电磁炉 (1)工作原理：利用涡流原理制成的。 (2)优点：热效率高；无烟火，无毒气、废气，被称为“绿色炉具”；只对铁质锅具加热，炉体本身不发热。 1．判断正误 (1)自感现象是一种电磁感应现象。(　√　) (2)在自感现象中产生的电动势总是阻碍原电流的变化。(　√　) (3)自感现象遵从法拉第电磁感应定律和楞次定律。(　√　) (4)当线圈中电流减小时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反。(　×　) 2．链接实景 “千人震”实验 装置：如图所示。 步骤：先闭合开关S，再断开开关S。 通电时一节干电池不足以让这么多同学感觉到被电击，但断电的瞬间，同学们都会突然受到电击，这是什么原因呢？ 提示：　当开关闭合后，镇流器与同学们并联，由于干电池的电动势小，所以电流很小，同学们不会感觉到电击；但在断电的瞬间，镇流器的电流迅速减小，瞬间产生高压，从而使同学们有触电的感觉。 学生用书第56页 知识点一　对自感现象的理解 按照图示连接电路。 (1)开关S接通时，灯泡1和2的发光情况有什么不同？ (2)利用已学知识解释该现象。 提示：　(1)灯泡2立即发光，而灯泡1是逐渐亮起来的。 (2)接通电源的瞬间，电流增加，线圈L中产生感应电动势。根据楞次定律，感应电动势会阻碍电流的增加，所以灯泡1慢慢地亮起来。 1．自感现象的原理：当导体线圈中的电流发生变化时，电流产生的磁场也随之变化，引起线圈中磁通量发生变化，由法拉第电磁感应定律可知，线圈会产生阻碍自身电流变化的自感电动势。 2．对自感电动势的理解 (1)作用：阻碍原电流的变化。阻碍不是阻止，原电流仍在变化，只是使原电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化的作用。 (2)方向：总是阻碍引起自感电动势的原电流的变化，有“增反减同”的特点。 ①当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反。 ②当原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同。 (3)大小：由电流变化的快慢(即电流的变化率)和线圈的自身结构(自感系数)共同决定，即E＝L 。 3．自感现象的三个状态 (1)通电瞬间状态：通电瞬间自感线圈相当于一个阻值无穷大的电阻，其所在的支路相当于断路。 (2)通电稳定状态：电路中电流稳定后，自感线圈相当于一段理想导线或纯电阻。 (3)断电瞬间状态：电路刚断开瞬间，自感线圈相当于一个电源，对能够与它组成闭合回路的用电器供电，并且刚断开电路的瞬间通过自感线圈的电流大小和方向与电路稳定时通过自感线圈的电流大小和方向相同。 4．自感现象的分析 — 与线圈串联的灯泡 与线圈并联的灯泡 电路图 通电时 电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮 电流突然变大，然后逐渐减小达到稳定 断电时 电流逐渐减小 灯泡逐渐变暗 电流方向不变 电路中稳态电流为I1、I2 ①若I2＝I1，灯泡逐渐变暗 ②若I2>I1，灯泡闪亮后逐渐变暗 ③若I2<I1，灯泡先立即变暗一些再逐渐变暗 三种情况灯泡电流方向均改变 在如图所示的电路中，L为电阻很小的线圈，G1和G2为零刻度线在表盘中央的两个相同的电流表。当开关S闭合时，电流表G1、G2的指针都偏向右方，那么当断开开关S时，将出现的现象是(　　) 学生用书第57页 A．G1和G2的指针都立即回到零点 B．G1的指针立即回到零点，而G2的指针缓慢地回到零点 C．G1的指针缓慢地回到零点，而G2的指针先立即偏向左方，然后缓慢地回到零点 D．G2的