小學語文微課教案

自感現(xiàn)象渦流。

一名優(yōu)秀負責的教師就要對每一位學生盡職盡責，作為教師就要早早地準備好適合的教案課件。教案可以讓講的知識能夠輕松被學生吸收，幫助教師營造一個良好的教學氛圍。那么，你知道教案要怎么寫呢？為了讓您在使用時更加簡單方便，下面是小編整理的“自感現(xiàn)象渦流”，相信您能找到對自己有用的內容。

第六節(jié)自感現(xiàn)象渦流
教學目標：
1、了解什么是自感現(xiàn)象、自感系數(shù)和渦流，知道影響自感系數(shù)大小的因素。
2、了解自感現(xiàn)象的利用和危害的防止。
3、初步了解日光燈、電磁爐等家用電器工作的自感原理。
4、利用對自感現(xiàn)象的想象培養(yǎng)想象能力，體驗將物理知識應用于生活的過程。
5、體會科技成果對生活的廣泛影響，培養(yǎng)對渦流現(xiàn)象的廣泛、神奇的應用產生興趣。
教學過程：
一、學習新知識
1、電磁感應現(xiàn)象原理：E1==Δφ/Δt提問
2、自感現(xiàn)象
演示1（圖36-2）-自感電動勢阻礙電流的增加。
演示2（圖36-3）-自感電動勢阻礙電流的減小。
自感作用：電路中的自感作用是阻礙電流變化。
3、電感器線圈演示講解
自感（系數(shù)）：匝數(shù)越多，自感系數(shù)越大；加如鐵芯，自感系數(shù)增大。
作用：有阻礙交流的作用
實例：變壓器（即互感器）、日光燈電子鎮(zhèn)流器個例分析
危害：城市無軌電車弓型拾電器電弧火花-燒蝕開關、危及行人。
4、渦流及其應用
現(xiàn)象：阻尼擺演示-設問-探究-釋疑
概念及成因：空間磁通量變化，空間中的導體就會感應出電流，即渦流。
應用：
變壓器硅鋼片設計原理：---解釋：為什么變壓器要有冷卻裝置？
電磁爐發(fā)熱原理：
金屬探測器：
危害：使得變壓器及電機鐵芯內感應渦流，發(fā)熱，影響絕緣性能乃至導致火災事故。
防止辦法：鐵芯分片組疊，并彼此絕緣。

二、鞏固新知識
1、小結：自感-渦流-現(xiàn)象-規(guī)律-應用
2、閱課文：P78-81
3、練習：（課本）P81—1、2（講）、3（提示：自感系數(shù)因素）、4（啟發(fā)分析）、5（啟發(fā)講述）
4、作業(yè)：

后記：
1、電磁爐原理：
電磁爐是應用電磁感應原理對食品進行加熱的。電磁爐的爐面是耐熱陶瓷板，交變電流通過陶瓷板下方的線圈產生磁場，磁場內的磁力線穿過鐵鍋、不銹鋼鍋等底部時，產生渦流，令鍋底迅速發(fā)熱，達到加熱食品的目的。
電磁爐加熱原理如圖所示，灶臺臺面是一塊高強度、耐沖擊的陶瓷平板（結晶玻璃），臺面下邊裝有高頻感應加熱線圈（即勵磁線圈）、高頻電力轉換裝置及相應的控制系統(tǒng)，臺面的上面放有平底烹飪鍋。
其工作過程如下：電流電壓經過整流器轉換為直流電，又經高頻電力轉換裝置使直流電變?yōu)槌^音頻的高頻交流電，將高頻交流電加在扁平空心螺旋狀的感應加熱線圈上，由此產生高頻交變磁場。其磁力線穿透灶臺的陶瓷臺板而作用于金屬鍋。在烹飪鍋體內因電磁感應就有強大的渦流產生。渦流克服鍋體的內阻流動時完成電能向熱能的轉換，所產生的焦耳熱就是烹調的熱源。
概述
電磁灶是應用電磁感應原理進行加熱工作的，是現(xiàn)代家庭烹飪食物的先進電子炊具。它使用起來非常方便，可用來進行煮、炸、煎、蒸、炒等各種烹調操作。特點：效率高、體積小、重量輕、噪音小、省電節(jié)能、不污染環(huán)境、安全衛(wèi)生，烹飪時加熱均勻、能較好地保持食物的色、香、味和營養(yǎng)素，是實現(xiàn)廚房現(xiàn)代化不可缺少的新型電子炊具。電磁灶的功率一般在700--1800W左右。
電磁爐按感應線圈中的電流頻率分為低頻和高頻兩大類，相比較高頻電磁灶受熱效率高，比較省電。
按樣式分類，可以分以下三種。
臺式電磁爐：分為單頭和雙頭兩種，具有擺放方便、可移動性強等優(yōu)點。因為價格低較受歡迎。
埋入式電磁爐：是將整個電磁爐放入櫥柜面內，然后在臺面上挖個洞，使灶面與櫥柜臺面成一個平面。業(yè)內專家認為這種安裝方法只求美觀，但不科學，很大一部分消費群體把電磁爐當做火鍋，埋入式炒菜并不方便。
嵌入式電磁爐：可適應不同鍋具的需要，不再對鍋具有特殊要求。
2、渦流現(xiàn)象離學生生活很近，要不失時機的利用本節(jié)課的教學讓他們有所了解。比如，他們用來給手機充電的充電器，在電源插孔出插的時間長了，要發(fā)熱，就有渦流起的作用。
3、渦流，渦流，就是旋渦一樣的電流。

擴展閱讀

課題：《自感現(xiàn)象渦流》導學案

課題：《自感現(xiàn)象渦流》導學案
[學習目標]
1.了解什么是自感現(xiàn)象、自感系數(shù)和渦流，知道自感系數(shù)大小的因素。
2.了解自感現(xiàn)象和渦流的利用及其危害的防止。
3.初步了解日光燈、電磁爐等家用電器的工作原理。
【自主導學】
一、自感現(xiàn)象
1、回顧：在做3.1-5（右圖）的實驗時，由于線圈A中電流的變化，它產生的磁通量發(fā)生變化，磁通量的變化在線圈B中激發(fā)了感應電動勢?！ジ?。
思考：線圈A中電流的變化會引起線圈A中激發(fā)感應電動勢嗎？

2、自感現(xiàn)象：由于導體本身的電流發(fā)生變化而產生的電磁感應現(xiàn)象叫做自感現(xiàn)象。
3、自感現(xiàn)象對電路的影響——觀察兩個實驗
演示實驗一：開關閉合時的自感現(xiàn)象
要求和操作：
A1、A2是規(guī)格完全一樣的燈泡。閉合電鍵S，調節(jié)變阻器R，使A1、A2亮度相同，再調節(jié)R1，使兩燈正常發(fā)光，然后斷開開關S。重新閉合S，觀察到什么現(xiàn)象？
現(xiàn)象：
分析：
接通電路的瞬間，電流增大，穿過線圈的磁通量也增加，在線圈中產生感應電動勢，由楞次定律可知，它將阻礙原電流的增加，所以A1中的電流只能逐漸增大，A1逐漸亮起來。線圈中出現(xiàn)的感應電動勢只是阻礙了原電流的變化（增加），而非阻止，所以雖延緩了電流變化的進程，但最終電流仍然達到最大值，A1最終達到正常發(fā)光．

演示實驗二：開關斷開時的自感現(xiàn)象
按圖連接電路。開關閉合時電流分為兩個支路，一路流過線圈L，另一路流過燈泡A。燈泡A正常發(fā)光。把開關斷開，注意觀察燈泡亮度
要求：線圈L的電阻較小
現(xiàn)象：
分析：
電路斷開時，線圈中的電流減小而導致磁通量發(fā)生變化，產生自感電動勢阻礙原電流的減小，L中的電流只能從原值開始逐漸減小，S斷開后，L與A組成閉合回路，L中的電流從A中流過，所以A不會立即熄滅，而能持續(xù)一段發(fā)光時間．

用電路圖分析實驗二
結論：
1．導體中電流變化時，自身產生，這個感應電動勢原電流的變化．
2．自感現(xiàn)象：，叫做自感現(xiàn)象．
3．自感電動勢：，叫做自感電動勢．

注意：“阻礙”不是“阻止”，電流原來怎么變化還是怎么變，只是變化變慢了，即對電流的變化起延遲作用。
二、電感器自感系數(shù)
1．電感器：電路中的線圈又叫電感器。
2、自感系數(shù)L：
（1）描述電感器的性能的，簡稱自感或電感。
（2）L大小影響因素：由線圈所決定，與線圈是否通電無關．它跟線圈的、、、等因素有關，線圈越，單位長度上的匝數(shù)越，截面積越，自感系數(shù)就越，有鐵芯時線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時要得多．
3、電感器的特性：阻礙電流的，對交流電有阻礙作用。
4、上節(jié)學到的變壓器，實際上也是電感器。
三、自感現(xiàn)象的應用和防止
1．應用：在各種電器設備、電工技術和無線電技術中應用廣泛。如日光燈電子鎮(zhèn)流器中，有電阻器、電容器、電感器件

2．危害：在切斷自感系數(shù)很大，電流很強的電路的瞬間，產生很高的自感電動勢，形成電弧，在這類電路中應采用特制的開關，精密電阻可采用雙線并繞來清除自感現(xiàn)象．

四、渦流及其應用
1．變壓器在工作時，除了在原、副線圈產生感應電動勢外，變化的磁通量也會在鐵芯中產生感應電流。
一般來說，只要空間有變化的磁通量，其中的導體就會產生感應電流，我們把這種感應電流叫做渦流
2、應用：
（1）新型爐灶——電磁爐。
（2）金屬探測器：飛機場、火車站安全檢查、掃雷、探礦。

3、防止：鐵芯都用電阻率很大的硅鋼片疊成。

【小結】
一、自感現(xiàn)象：由于導體本身的電流發(fā)生變化而產生
的電磁感應現(xiàn)象叫做自感現(xiàn)象。
二、兩個演示實驗：開關閉合和斷開時的自感現(xiàn)象。
電路圖、要求、操作、現(xiàn)象、原因分析
三、電感器：在電路中，線圈又叫電感器。
四、自感系數(shù)L：
1、描述電感器的性能的，簡稱自感或電感。
2、L大小影響因素：由線圈本身的特性所決定，與線圈是否通電無關．它跟線圈的形狀、長短、匝數(shù)、有無鐵芯等因素有關，線圈越長，單位長度上的匝數(shù)越多，截面積越大，自感系數(shù)就越大，有鐵芯時線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時要大得多．
五、電感器的主要作用：阻礙電流的變化，對交流電
有阻礙作用
六、自感現(xiàn)象的應用和防止
1．應用：在各種電器設備、電工技術和無線電技術中
應用廣泛。
2．危害：在切斷電路的瞬間，形成電弧。不安全。
七、渦流及其應用、防止。

【課堂練習和課外作業(yè)】
課堂練習：P69問題與練習1-5
課外作業(yè)：P69問題與練習1、2、4

《自感現(xiàn)象及其應用》教案設計

《自感現(xiàn)象及其應用》教案設計

【教學目的】
1.通過邏輯推理和對實驗的觀察和分析，使學生在電磁感應知識的基礎上理解自感現(xiàn)象的產生的它的規(guī)律，明確自感系數(shù)的意義和決定條件
2.通過對兩個自感實驗的觀察和討論，培養(yǎng)學生的觀察能力和分析推理能力
3.日光燈的原理
【重點難點】
重點：使學生在掌握了自感現(xiàn)象與電磁感應現(xiàn)象統(tǒng)一性的基礎上，把握自感現(xiàn)象的特點。
難點：斷電自感現(xiàn)象中，燈泡突然閃亮一下學生很難理解，是教學中的難點。
【教具】電源(6V)、導線、帶閉合鐵芯的線圈、電鍵、燈泡，相關的教學視頻等
【教學過程】
復習引入
師：上節(jié)課提到了幾種不同形式的電磁感應現(xiàn)象，你們認為引起電磁感應現(xiàn)象最重要的條件是什么？
生：穿過電路的磁通量發(fā)生變化
師：對！不論采用什么方式，只要能使穿過電路的磁通量發(fā)生變化，均能引起電磁感應現(xiàn)象。
(一)自感現(xiàn)象
1.揭示現(xiàn)象，提出問題
[實驗]：6V電源，A、B為裸露銅線，L為帶閉合鐵芯的線圈

提出問題：在A、B觸點斷開瞬間，A、B間的高壓從何而來？
2.分析現(xiàn)象，建立概念
在上圖所示的電路中，當電鍵搭接后，線圈中存在穩(wěn)定的電流I，線圈內部鐵心中存在很強的磁場，穿過線圈的磁通量很大；在電鍵斷開瞬間，在很短的時間內，線圈中的電流迅速減小到零，穿過線圈的磁通量也迅速減小到零，磁通量的變化量雖然不是很大。但由于時間很短，在電鍵由接通至斷開瞬間，對于線圈來說，在線圈上產生了很高的感生電動勢，這就是引起試驗學生強烈觸電感覺的高壓的來源。
上述現(xiàn)象屬于一種特殊的電磁感應現(xiàn)象，其中穿過電路磁通量的變化是由于通過導體本身的電流發(fā)生變化而引起的。
這種由于導體本身的電流發(fā)生變化而產生的電磁感應現(xiàn)象，叫做自感現(xiàn)象。在自感現(xiàn)象中產生的感應電動勢，叫做自感電動勢。
3.演示現(xiàn)象，強化概念

總結1：電路接通時，電流由零開始增加，L支路中感應電流方向與原來電流方向相反，阻礙電流的增加，即推遲了電流達到正常值的時間(見上左圖)。啟發(fā)學生說出這時L相當于瞬時電源(將原電流方向及自感電流的方向在圖中標出)
問：如果不斷地用手按動S，會發(fā)生什么現(xiàn)象？
(燈1始終達不到正常發(fā)光亮度)加快按動頻率，又有什么現(xiàn)象？(燈1逐漸變得更暗)思考這是什么原因？
總結2：S斷開，電源切斷，但燈不僅不立刻熄滅，反而產生了更強的延時電流，這是為什么？提醒學生，這時一定又出現(xiàn)了新電源，這個電源在哪里？電動勢的方向如何？

S斷開時，線圈L產生自感電動勢，方向與原來電流方向相同，阻礙電流的減小。L相當一瞬時電源，此電源與燈A形成回路(在圖中畫出電流方向)，故燈A還有一段時間的持續(xù)電流。燈A比原來更亮地一閃，說明這瞬間電流比原來電流大。顯然這是由L產生的。原來L支路中電流iL比A支路中電流iA大很多(如上右圖)，S斷開時，iA立即減為零，而iL由原原值逐漸減為零，推遲了減到零的時間，可見在一段時間內，流過A的電流還大于原來的電流iA，故而發(fā)出更亮的光。
自感電動勢的方向總是阻礙原來電流的變化。
自感現(xiàn)象既然也是一種電磁感應現(xiàn)象，當然仍然遵守楞次定律，即自感電動勢的方向總是阻礙原來電流的變化。
4.觀看視頻，強化理解
通過觀看實驗視頻讓學生理解通電及斷電自感中電路電流的變化情況，加深對自感現(xiàn)象的理解。
5.自感系數(shù)
演示“千人震”實驗，折掉鐵芯，觸電感覺消失，說明線圈中產生的自感電動勢還與線圈本身有關。
(1)自感系數(shù)反映了線圈對電流變化阻礙作用的大小，不同線圈，自感系數(shù)不同，它由線圈本身決定(S、n、密集、鐵心)
(2)單位：享利
(3)大小：
(二)日光燈的主要組成
日光燈主要由燈管、鎮(zhèn)流器、啟動器組成。
分別將燈管、鎮(zhèn)流器、啟動器的實物模型展示在投影儀上，對其結構及其原理進行講解。
教師出示碎日光燈，如圖，向學生介紹燈管的構造及發(fā)光原理。

教師講解：燈管內充有微量的惰性氣體(如：氬)和稀薄的汞蒸氣，兩個燈絲之間的氣體導電時發(fā)出紫外線，使涂在管壁上的熒光粉發(fā)出柔和的可見光。
教師說明：①管內所充氣體不同、管壁所涂的熒光粉不同，發(fā)光的顏色就不同；②日光燈開始點燃時，要激發(fā)汞蒸氣導電需要一個高出電源電壓很多的電壓，而正常發(fā)光時，燈管的電阻變得很小(因為氣體導電的電阻小)，只允許通過不大的電流，這時要求加在燈管上的電壓低于電源電壓。（通過觀看實驗視頻讓學生直觀的了解）
教師出示拆開的鎮(zhèn)流器，如圖，向學生介紹鎮(zhèn)流器的構造——是一個帶鐵芯的線圈，自感系數(shù)很大。

教師出示拆開的起動器，如圖，要求學生觀察并總結啟動器的主要構造：
啟動器主要是一個充有氖氣的小玻璃泡，里面裝有兩個電極，一個是靜觸片，一個是由兩個膨脹系數(shù)不同的金屬制成的U形動觸片。

教師演示雙金屬片受熱彎曲的實驗，同時講述溫度升高時，動觸片與靜觸片接通的原理。
平常動觸片與靜觸片之間不接觸，有小縫隙，雙金屬片受熱時，兩金屬片膨脹程度不同，下層的膨脹大一些，使U形動觸片稍伸開一點，與靜觸片接觸。
教師說明：啟動器中與動、靜觸片并接的電容器只是起一個使動、靜觸片在分離時不產生火花，以免燒壞觸點。即使沒有電容器，啟動器也能工作。
(三)電路連接
教師利用投影儀出示日光燈的電路連接圖。如圖。

(四)日光燈的工作過程
引導學生分析并掌握日光燈工作的全過程。
1.K閉合，啟動器的動、靜觸片先接通，后分離。
K閉合時，電源將電壓加在起動器兩極間，使氖氣放電發(fā)出輝光，輝光產生熱量使U形動觸片膨脹伸長，與靜觸片接通。于是在鎮(zhèn)流器線圈和燈管的燈絲間有電流通過。電路接通后，起動器的氖氣停止放電，U形動觸片冷卻收縮，兩觸片分離，電路自動斷開。
2.啟動器的動、靜觸片分離的瞬間，鎮(zhèn)流器由于自感產生一個瞬時高壓并與電源電壓一起加在燈管的兩燈絲間，使燈管中的汞蒸氣導電，氣體導電時發(fā)出的紫外線，使涂在管壁的熒光粉發(fā)出柔和的可見光。
3.日光燈啟動后，鎮(zhèn)流器由于自感作用使加在燈管上的電壓低于電源電壓，使燈管正常工作。
日光燈點燃后，只允許通過不大的電流。由于燈管正常工作時，因為是氣體導電，電阻小，故要求加在燈管兩端的電壓不能太大(低于電源電壓220V)。日光燈用交變電源供電，正常工作時，在鎮(zhèn)流器中產生自感電動勢阻礙電流變化，鎮(zhèn)流器等效于一個大電阻并與一個小電阻(燈管)串聯(lián)在220V的電源電壓兩端，使燈管兩端所加的電壓較小而正常工作。
教師引導學生總結鎮(zhèn)流器在日光燈工作過程中的作用：
(1)啟動時，產生瞬時高壓。(2)正常工作時，降壓限流。
要求學生思考下面的問題并作出回答。
問題1.日光燈的可見光是誰發(fā)出呢？是不是汞蒸氣發(fā)出？
問題2.日光燈為什么能節(jié)電?
學生回答：
1.汞蒸氣導電時發(fā)出紫外線，使涂在管壁上的熒光粉發(fā)出柔和的可見光。不是汞蒸氣發(fā)出。
2.日光燈由于靠離子導電，電阻很小，故電流的熱效應很小，這樣日光燈能節(jié)約電能。
五、小結
●自感現(xiàn)象產生的原因--由于通過導體本身電流的變化；自感電動勢的作用--阻礙導體中原來電流的變化。
●自感系數(shù)的決定因素和單位。
●日光燈的結構和工作原理。

高考物理基礎知識歸納:互感自感與渦流

第3課時互感自感與渦流

基礎知識歸納
1.互感現(xiàn)象
一個線圈中的電流變化時，所引起的磁場的變化在另一個線圈中產生感應電動勢的現(xiàn)象叫做互感現(xiàn)象.這種感應電動勢叫做互感電動勢.
2.自感現(xiàn)象
由于導體本身的電流發(fā)生變化而產生的電磁感應現(xiàn)象.在自感現(xiàn)象中產生的電動勢，叫做自感電動勢.
3.自感電動勢的大小和方向
對于同一線圈來說，自感電動勢的大小取決于本身電流變化的快慢，其方向總阻礙導體中原來電流的變化.公式：E自＝L
4.自感系數(shù)
也叫自感或電感，由線圈的大小、形狀、匝數(shù)及是否有鐵芯決定，線圈越長、單位長度的匝數(shù)越多、橫截面積越大，自感系數(shù)越大，若線圈中加有鐵芯，自感系數(shù)會更大.單位：亨利(H).
5.渦流
(1)定義：當線圈中的電流隨時間變化時，線圈附近的任何導體中都會產生感應電流，電流在導體內形成閉合回路，很像水的旋渦，把它叫做渦電流，簡稱渦流.
(2)特點：整塊金屬的電阻很小，渦流往往很大.
6.電磁阻尼與電磁驅動
(1)電磁阻尼：當導體在磁場中運動時，感應電流會使導體受到安培力，安培力總是阻礙導體的運動，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼.
(2)電磁驅動：磁場相對于導體轉動，在導體中會產生感應電流，感應電流使導體受到安培力，安培力使導體運動，這種作用稱為電磁驅動.
重點難點突破
一、自感現(xiàn)象與互感現(xiàn)象的區(qū)別與聯(lián)系
1.區(qū)別：(1)互感現(xiàn)象發(fā)生在靠近的兩個線圈間，而自感現(xiàn)象發(fā)生在一個線圈導體內部；(2)通過互感可以使能量在線圈間傳遞，而自感現(xiàn)象中，能量只能在一個線圈中儲存或釋放.
2.聯(lián)系：兩者都是電磁感應現(xiàn)象.
二、通電自感和斷電自感的比較
通電自感斷電自感
電路圖
器材要求A1、A2同規(guī)格，R＝RL，L較大L很大(有鐵芯)
現(xiàn)象在S閉合瞬間，A2立即亮起來，A1燈逐漸變亮，最終一樣亮在開關S斷開時，A燈漸漸熄滅
原

因由于開關閉合時，流過電感線圈的電流迅速增大，使線圈產生自感電動勢，阻礙了電流的增大，使流過A1燈的電流比流過A2燈的電流增加得慢斷開開關S時，流過線圈L的電流減小，產生自感電動勢，阻礙了電流的減小，使電流繼續(xù)存在一段時間，在S斷開后，通過L的電流反向通過燈A，A燈不會立即熄滅，若RL＜RA，原來的IL＞IA，則A燈熄前要閃亮一下，若RL≥RA，原來的電流IL≤IA，則A燈逐漸熄滅，不再閃亮一下
能量轉化情況電能轉化為磁場能磁場能轉化為電能
三、斷電實驗中，線圈中的電流有可能比原來的大嗎
不可能.因為電磁感應現(xiàn)象中，自感電動勢也只能阻礙線圈中電流減小，而不能“阻止”，只是減慢了電流減小的速度，但最終結果還是要減小，所以斷電實驗中，線圈中的電流不可能比原來的大.
四、渦流的產生機理
處在磁場中的導體，只要磁場變化就會引起導體中的磁通量的變化，導體中就有感應電動勢，這一電動勢在導體內部構成回路，導體內就有感應電流.因為這種電流像水中的旋渦，所以稱為渦流.在大塊的金屬內部，由于金屬塊的電阻很小，所以渦電流很大，能夠產生很大的熱量.嚴格地說，在變化的磁場中的一切導體內都有渦流產生，只是渦電流的大小有區(qū)別，所以一些微弱的渦電流就被我們忽視了.
五、電磁阻尼和電磁驅動
電磁阻尼是導體與磁場相對運動時，感應電流使導體受到的安培力總是阻礙它們的相對運動，利用安培力阻礙導體與磁場間的相對運動就是電磁阻尼.磁電式儀表的指針能夠很快停下，就是利用了電磁阻尼.“磁懸浮列車利用渦流減速”其實也是一種電磁阻尼.
電磁驅動是導體與磁場相對運動時，感應電流使導體受到的安培力總是阻礙它們的相對運動，應該知道安培力阻礙磁場與導體的相對運動的方式是多種多樣的.當磁場以某種方式運動時(例如磁場轉動)，導體中的安培力阻礙導體與磁場間的相對運動而使導體跟著磁場動起來(跟著轉動)，這就是電磁驅動.
典例精析
1.互感現(xiàn)象
【例1】如圖所示，兩圓環(huán)A、B置于同一水平面上，其中A為均勻帶電絕緣環(huán)，B為導體環(huán).當A以如圖所示方向繞中心轉動的角速度發(fā)生變化時，B中產生如圖所示的方向的感應電流，則()
A.A可能帶正電且轉速減小B.A可能帶正電且轉速增大
C.A可能帶負電且轉速減小D.A可能帶負電且轉速增大
【解析】本題考查楞次定律，解題關鍵是考慮到產生B中感應電流的原因有兩種可能情形，即穿過B環(huán)的磁通量向外減少，或者穿過B環(huán)的磁通量向里增加.由題目所給的條件可以判斷，感應電流的磁場方向垂直于紙面向外，根據(jù)楞次定律，原磁場的方向與感應電流的磁場相同時，磁通量是減少的，環(huán)A應該做減速運動，產生逆時針方向的電流，應該帶負電，故選項C是正確的，同理可得B是正確的.
【答案】BC
【思維提升】根據(jù)電流強度的定義，轉速變化必將引起A的等效電流變化，從而使B中磁通量發(fā)生改變而產生感應電流，再結合楞次定律可判斷.
2.自感現(xiàn)象
【例2】如圖所示，L為自感系數(shù)較大的線圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，當斷開開關S的瞬間會有()
A.燈A立即熄滅B.燈A慢慢熄滅
C.燈A突然閃亮一下再慢慢熄滅D.燈A突然閃亮一下再突然熄滅
【解析】本題中，當開關S斷開時，由于通過自感線圈的電流從有變到零，線圈將產生自感電動勢，但由于線圈L與燈A在S斷開后不能形成閉合回路，故在開關斷開后通過燈A的電流為零，燈立即熄滅.
【答案】A
【思維提升】有自感電動勢并不一定有電流，因為必須要閉合回路才能使電流形成通路.
【拓展1】如圖所示是測定自感系數(shù)很大的線圈L直流電阻的電路，L兩端并聯(lián)一個電壓表，用來測自感線圈的直流電壓，在測量完畢后，將電路拆開時應先(B)
A.斷開S1B.斷開S2
C.拆除電流表D.拆除電阻R
【解析】若先斷開S1，會在電壓表兩端產生一較大自感電動勢，有可能燒毀電壓表，先拆除電流表及電阻R會發(fā)生同樣的情況，故應選B.
3.渦流現(xiàn)象
【例3】著名物理學家弗曼曾設計過一個實驗，如圖所示.在一塊絕緣板上中部安一個線圈，并接有電源，板的四周有許多帶負電的小球，整個裝置支撐起來.忽略各處的摩擦，當電源接通的瞬間下列關于圓盤的說法中，正確的是()
A.圓盤將逆時針轉動
B.圓盤將順時針轉動
C.圓盤不會轉動
D.無法確定圓盤是否會動
【解析】瞬間增強的磁場會在周圍產生一個順時針的旋渦電場，負電荷受到逆時針方向的電場力，帶動圓盤逆時針轉動，而負電荷的這種定向運動則形成了順時針的環(huán)形電流，故選項A正確.
【答案】A
【思維提升】渦流現(xiàn)象是電磁感應現(xiàn)象的一種特殊情況，實際上是產生了一個旋渦電場，使導體中的自由電荷受電場力發(fā)生了定向移動.
【拓展2】如圖所示是利用高頻交流電焊接自行車零件的原理示意圖，其中外圈A是通高頻交變電流的線圈，B是自行車零件，a是待焊接口，焊接時接口兩端接觸在一起.當A中通有交變電流時，B中會產生感應電流，使得接口處金屬熔化焊接起來.
(1)試分析說明，焊接的快慢與交變電流的頻率有什么關系.
(2)試分析說明，為什么焊接過程中，接口a處被熔化而零件的其他部分并不很熱？
【解析】(1)A中交變電流的頻率越高，B中磁通量的變化率越大，產生的感應電動勢越大，感應電流I越大，所以電流熱功率P＝I2R也越大，焊接得越快.
(2)B中各處電流大小相等，但接口a處電阻大，電流熱功率大，而其他部分電阻小，電流熱功率小，所以接口a處已被熔化而零件的其他部分并不很熱.
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4.電磁阻尼
【例4】如圖所示，一閉合金屬圓環(huán)用絕緣細線掛于O點，將圓環(huán)拉離平衡位置并釋放，圓環(huán)擺動過程中經過有界的水平勻強磁場區(qū)域，A、B為該磁場的豎直邊界.若不計空氣阻力，則()
A.圓環(huán)向右穿過磁場后，還能擺至原來的高度
B.在進入和離開磁場時，圓環(huán)中均有感應電流
C.圓環(huán)進入磁場后離平衡位置越近速度越大，感應電流也越大
D.圓環(huán)最終將靜止在平衡位置
【錯解】BD.如圖所示，當圓環(huán)從1位置開始下落，進入和擺出磁場和擺出磁場時(即2位置和3位置)，由于有磁通量變化，圓環(huán)上產生感應電流，選項B正確；由于金屬圓環(huán)自身存在內阻，所以必然有熱量產生(即有能量損失).因此，圓環(huán)不會再擺到4位置，選項A錯誤；當圓環(huán)進入磁場后，穿過環(huán)內的磁通量不再發(fā)生變化，無感應電流產生，選項C錯誤；由于每次通過磁場都有能量損失，所以圓環(huán)最終將靜止在平衡位置，D選項正確.
【錯因】物體有慣性，人的思維也有慣性.這位同學忘記了分析當圓環(huán)僅在勻強磁場內擺動時，穿過圓環(huán)內的磁通量的變化情況，導致選擇錯誤.可見，在分析物理問題時，要嚴格按照物理規(guī)律成立的條件進行.
【正解】如題圖所示，當圓環(huán)從1位置開始下落，進入和擺出磁場時(即2和3位置)，由于圓環(huán)內磁通量發(fā)生變化，所以有感應電流產生.同時，金屬圓環(huán)本身有內阻，必然有能量的轉化，即有能量的損失.因此圓環(huán)不會擺到4位置.隨著圓環(huán)進出磁場，其能量逐漸減少，圓環(huán)擺動的振幅越來越小.當圓環(huán)只在勻強磁場中擺動時，圓環(huán)內無磁通量的變化，無感應電流產生，無機械能向電能的轉化.題意中不存在空氣阻力，擺線的拉力垂直于圓環(huán)的速度方向，拉力對圓環(huán)不做功，所以系統(tǒng)的能量守恒，所以圓環(huán)最終將在A、B間來回擺動.
【答案】B
【思維提升】把握渦流產生的條件及由于渦流使系統(tǒng)機械能損失對結果的影響.

渦流

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