小學(xué)古詩(shī)及教案

自感現(xiàn)象及渦流。

高二物理學(xué)案12（必修班）
五、高壓輸電自感現(xiàn)象及渦流
一、知識(shí)梳理
1、如何減小電能輸送的損失
1）2）
思考與討論：
一臺(tái)電動(dòng)機(jī)，輸出的功率為1000KW，所用輸電導(dǎo)線的電阻是10Ω，當(dāng)發(fā)電機(jī)接到輸電線路的電壓分別為5KV，50KV時(shí)，分別計(jì)算
（1）導(dǎo)線上的電流
（2）在導(dǎo)線上損失的電功率

結(jié)論：
2、電網(wǎng)供電：
1）定義：將多個(gè)電廠發(fā)的電通過(guò)輸電線、變電站連接起來(lái)，形成全國(guó)性或地區(qū)性輸電網(wǎng)絡(luò)，這就是電網(wǎng)
2）電網(wǎng)供電的作用
A可以在一些能源產(chǎn)地使用大容量的發(fā)電機(jī)組，減少發(fā)電設(shè)施的重復(fù)建設(shè)，降低運(yùn)輸一次能源的成本，獲得最大的經(jīng)濟(jì)利益
B可以保證發(fā)電和供電系統(tǒng)的安全與可靠，調(diào)整不同地區(qū)電力供需平衡，保障供電的質(zhì)量
C使用電網(wǎng)，可以根據(jù)火電、水電、核電的特點(diǎn)，合理的調(diào)度電力，使電力供應(yīng)更加可靠、質(zhì)量更高
3、自感電動(dòng)勢(shì)總要阻礙導(dǎo)體中，當(dāng)導(dǎo)體中的電流在增大時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)與原電流方向，當(dāng)導(dǎo)體中的電流在減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)與電流方向。
4、線圈的自感系數(shù)與線圈的、、等因素有關(guān)。線圈越粗、越長(zhǎng)、匝數(shù)越密，它的自感系數(shù)就越。除此之外，線圈加入鐵芯后，其自感系數(shù)就會(huì)。
5、自感系數(shù)的單位：，有1mH=H,1μH=H。
二、例題分析
例1、利用超導(dǎo)材料可實(shí)現(xiàn)無(wú)損耗輸電，現(xiàn)有一直流電路，輸電總電阻為0.4Ω，它提供給用電器的電功率為40kw，電壓為800V，若用臨界溫度以下的超導(dǎo)電纜代替原來(lái)的輸電線，保持供給用電器的功率和電壓不變，那么節(jié)約的電功率為（）
A、1kwB、1.6×103kw
C、1.6kwD、10kw

三、課后練習(xí)
1、中央電視臺(tái)《焦點(diǎn)訪談》多次報(bào)道某些邊遠(yuǎn)落后農(nóng)村電價(jià)過(guò)高，農(nóng)民負(fù)擔(dān)過(guò)重，其中客觀原因是電網(wǎng)陳舊老化，近來(lái)進(jìn)行農(nóng)村電網(wǎng)改造，為了減少選距離輸電的損耗而降低電費(fèi)價(jià)格，可采取的措施有（）
A、提高輸送功率
B、增大輸送電流
C、提高輸送的電壓
D、減小輸電導(dǎo)線的橫截面積（Djz525.cOM 勵(lì)志的句子）

2、遠(yuǎn)距離輸電中，發(fā)電廠輸送的是功率相同，如果分別采用輸電電壓為U1=110Kv輸電和輸電電壓主U2=330Kv輸電，則兩種情況中，輸電線上通過(guò)的電流之比I1；I2等于（）
A、1/1B、3/1C、1/3D、9/1

3、線圈的自感系數(shù)大小的下列說(shuō)法中，正確的是（）
A、通過(guò)線圈的電流越大，自感系數(shù)也越大
B、線圈中的電流變化越快，自感系數(shù)也越大
C、插有鐵芯時(shí)線圈的自感系數(shù)會(huì)變大
D、線圈的自感系數(shù)與電流的大小、電流變化的快慢、是否有鐵芯等都無(wú)關(guān)

4、水電站向小山村輸電，輸送電功率為50kw，若以1100V送電，線路上電功率損失10kw，若以3300v送電，線路上電功率損失可降至多少千瓦？

延伸閱讀

課題：《自感現(xiàn)象渦流》導(dǎo)學(xué)案

課題：《自感現(xiàn)象渦流》導(dǎo)學(xué)案
[學(xué)習(xí)目標(biāo)]
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(dǎo)學(xué)】
一、自感現(xiàn)象
1、回顧：在做3.1-5（右圖）的實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于線圈A中電流的變化，它產(chǎn)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(yīng)電動(dòng)勢(shì)。——互感。
思考：線圈A中電流的變化會(huì)引起線圈A中激發(fā)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)嗎？

2、自感現(xiàn)象：由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫做自感現(xiàn)象。
3、自感現(xiàn)象對(duì)電路的影響——觀察兩個(gè)實(shí)驗(yàn)
演示實(shí)驗(yàn)一：開關(guān)閉合時(shí)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(diào)節(jié)變阻器R，使A1、A2亮度相同，再調(diào)節(jié)R1，使兩燈正常發(fā)光，然后斷開開關(guān)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(guò)線圈的磁通量也增加，在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，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(lái)。線圈中出現(xiàn)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(jìn)程，但最終電流仍然達(dá)到最大值，A1最終達(dá)到正常發(fā)光．

演示實(shí)驗(yàn)二：開關(guān)斷開時(shí)的自感現(xiàn)象
按圖連接電路。開關(guān)閉合時(shí)電流分為兩個(gè)支路，一路流過(guò)線圈L，另一路流過(guò)燈泡A。燈泡A正常發(fā)光。把開關(guān)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(shí)，線圈中的電流減小而導(dǎo)致磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)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(guò)，所以A不會(huì)立即熄滅，而能持續(xù)一段發(fā)光時(shí)間．

用電路圖分析實(shí)驗(yàn)二
結(jié)論：
1．導(dǎo)體中電流變化時(shí)，自身產(chǎn)生，這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)原電流的變化．
2．自感現(xiàn)象：，叫做自感現(xiàn)象．
3．自感電動(dòng)勢(shì)：，叫做自感電動(dòng)勢(shì)．

注意：“阻礙”不是“阻止”，電流原來(lái)怎么變化還是怎么變，只是變化變慢了，即對(duì)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(jiǎn)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(wú)關(guān)．它跟線圈的、、、等因素有關(guān)，線圈越，單位長(zhǎng)度上的匝數(shù)越，截面積越，自感系數(shù)就越，有鐵芯時(shí)線圈的自感系數(shù)比沒(méi)有鐵芯時(shí)要得多．
3、電感器的特性：阻礙電流的，對(duì)交流電有阻礙作用。
4、上節(jié)學(xué)到的變壓器，實(shí)際上也是電感器。
三、自感現(xiàn)象的應(yīng)用和防止
1．應(yīng)用：在各種電器設(shè)備、電工技術(shù)和無(wú)線電技術(shù)中應(yīng)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(qiáng)的電路的瞬間，產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)，形成電弧，在這類電路中應(yīng)采用特制的開關(guān)，精密電阻可采用雙線并繞來(lái)清除自感現(xiàn)象．

四、渦流及其應(yīng)用
1．變壓器在工作時(shí)，除了在原、副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)外，變化的磁通量也會(huì)在鐵芯中產(chǎn)生感應(yīng)電流。
一般來(lái)說(shuō)，只要空間有變化的磁通量，其中的導(dǎo)體就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，我們把這種感應(yīng)電流叫做渦流
2、應(yīng)用：
（1）新型爐灶——電磁爐。
（2）金屬探測(cè)器：飛機(jī)場(chǎng)、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(jié)】
一、自感現(xiàn)象：由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生
的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫做自感現(xiàn)象。
二、兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)：開關(guān)閉合和斷開時(shí)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(jiǎn)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(wú)關(guān)．它跟線圈的形狀、長(zhǎng)短、匝數(shù)、有無(wú)鐵芯等因素有關(guān)，線圈越長(zhǎng)，單位長(zhǎng)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(shí)線圈的自感系數(shù)比沒(méi)有鐵芯時(shí)要大得多．
五、電感器的主要作用：阻礙電流的變化，對(duì)交流電
有阻礙作用
六、自感現(xiàn)象的應(yīng)用和防止
1．應(yīng)用：在各種電器設(shè)備、電工技術(shù)和無(wú)線電技術(shù)中
應(yīng)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(yīng)用、防止。

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

《自感現(xiàn)象及其應(yīng)用》教案設(shè)計(jì)

《自感現(xiàn)象及其應(yīng)用》教案設(shè)計(jì)

【教學(xué)目的】
1.通過(guò)邏輯推理和對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察和分析，使學(xué)生在電磁感應(yīng)知識(shí)的基礎(chǔ)上理解自感現(xiàn)象的產(chǎn)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(guò)對(duì)兩個(gè)自感實(shí)驗(yàn)的觀察和討論，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和分析推理能力
3.日光燈的原理
【重點(diǎn)難點(diǎn)】
重點(diǎn)：使學(xué)生在掌握了自感現(xiàn)象與電磁感應(yīng)現(xiàn)象統(tǒng)一性的基礎(chǔ)上，把握自感現(xiàn)象的特點(diǎn)。
難點(diǎn)：斷電自感現(xiàn)象中，燈泡突然閃亮一下學(xué)生很難理解，是教學(xué)中的難點(diǎn)。
【教具】電源(6V)、導(dǎo)線、帶閉合鐵芯的線圈、電鍵、燈泡，相關(guān)的教學(xué)視頻等
【教學(xué)過(guò)程】
復(fù)習(xí)引入
師：上節(jié)課提到了幾種不同形式的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，你們認(rèn)為引起電磁感應(yīng)現(xiàn)象最重要的條件是什么？
生：穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化
師：對(duì)！不論采用什么方式，只要能使穿過(guò)電路的磁通量發(fā)生變化，均能引起電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
(一)自感現(xiàn)象
1.揭示現(xiàn)象，提出問(wèn)題
[實(shí)驗(yàn)]：6V電源，A、B為裸露銅線，L為帶閉合鐵芯的線圈

提出問(wèn)題：在A、B觸點(diǎn)斷開瞬間，A、B間的高壓從何而來(lái)？
2.分析現(xiàn)象，建立概念
在上圖所示的電路中，當(dāng)電鍵搭接后，線圈中存在穩(wěn)定的電流I，線圈內(nèi)部鐵心中存在很強(qiáng)的磁場(chǎng)，穿過(guò)線圈的磁通量很大；在電鍵斷開瞬間，在很短的時(shí)間內(nèi)，線圈中的電流迅速減小到零，穿過(guò)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(shí)間很短，在電鍵由接通至斷開瞬間，對(duì)于線圈來(lái)說(shuō)，在線圈上產(chǎn)生了很高的感生電動(dòng)勢(shì)，這就是引起試驗(yàn)學(xué)生強(qiáng)烈觸電感覺的高壓的來(lái)源。
上述現(xiàn)象屬于一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，其中穿過(guò)電路磁通量的變化是由于通過(guò)導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而引起的。
這種由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫做自感現(xiàn)象。在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，叫做自感電動(dòng)勢(shì)。
3.演示現(xiàn)象，強(qiáng)化概念

總結(jié)1：電路接通時(shí)，電流由零開始增加，L支路中感應(yīng)電流方向與原來(lái)電流方向相反，阻礙電流的增加，即推遲了電流達(dá)到正常值的時(shí)間(見上左圖)。啟發(fā)學(xué)生說(shuō)出這時(shí)L相當(dāng)于瞬時(shí)電源(將原電流方向及自感電流的方向在圖中標(biāo)出)
問(wèn)：如果不斷地用手按動(dòng)S，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？
(燈1始終達(dá)不到正常發(fā)光亮度)加快按動(dòng)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(jié)2：S斷開，電源切斷，但燈不僅不立刻熄滅，反而產(chǎn)生了更強(qiáng)的延時(shí)電流，這是為什么？提醒學(xué)生，這時(shí)一定又出現(xiàn)了新電源，這個(gè)電源在哪里？電動(dòng)勢(shì)的方向如何？

S斷開時(shí)，線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，方向與原來(lái)電流方向相同，阻礙電流的減小。L相當(dāng)一瞬時(shí)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(shí)間的持續(xù)電流。燈A比原來(lái)更亮地一閃，說(shuō)明這瞬間電流比原來(lái)電流大。顯然這是由L產(chǎn)生的。原來(lái)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(shí)，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(shí)間，可見在一段時(shí)間內(nèi)，流過(guò)A的電流還大于原來(lái)的電流iA，故而發(fā)出更亮的光。
自感電動(dòng)勢(shì)的方向總是阻礙原來(lái)電流的變化。
自感現(xiàn)象既然也是一種電磁感應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)然仍然遵守楞次定律，即自感電動(dòng)勢(shì)的方向總是阻礙原來(lái)電流的變化。
4.觀看視頻，強(qiáng)化理解
通過(guò)觀看實(shí)驗(yàn)視頻讓學(xué)生理解通電及斷電自感中電路電流的變化情況，加深對(duì)自感現(xiàn)象的理解。
5.自感系數(shù)
演示“千人震”實(shí)驗(yàn)，折掉鐵芯，觸電感覺消失，說(shuō)明線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)還與線圈本身有關(guān)。
(1)自感系數(shù)反映了線圈對(duì)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?。?br> (二)日光燈的主要組成
日光燈主要由燈管、鎮(zhèn)流器、啟動(dòng)器組成。
分別將燈管、鎮(zhèn)流器、啟動(dòng)器的實(shí)物模型展示在投影儀上，對(duì)其結(jié)構(gòu)及其原理進(jìn)行講解。
教師出示碎日光燈，如圖，向?qū)W生介紹燈管的構(gòu)造及發(fā)光原理。

教師講解：燈管內(nèi)充有微量的惰性氣體(如：氬)和稀薄的汞蒸氣，兩個(gè)燈絲之間的氣體導(dǎo)電時(shí)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(shuō)明：①管內(nèi)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(diǎn)燃時(shí)，要激發(fā)汞蒸氣導(dǎo)電需要一個(gè)高出電源電壓很多的電壓，而正常發(fā)光時(shí)，燈管的電阻變得很小(因?yàn)闅怏w導(dǎo)電的電阻小)，只允許通過(guò)不大的電流，這時(shí)要求加在燈管上的電壓低于電源電壓。（通過(guò)觀看實(shí)驗(yàn)視頻讓學(xué)生直觀的了解）
教師出示拆開的鎮(zhèn)流器，如圖，向?qū)W生介紹鎮(zhèn)流器的構(gòu)造——是一個(gè)帶鐵芯的線圈，自感系數(shù)很大。

教師出示拆開的起動(dòng)器，如圖，要求學(xué)生觀察并總結(jié)啟動(dòng)器的主要構(gòu)造：
啟動(dòng)器主要是一個(gè)充有氖氣的小玻璃泡，里面裝有兩個(gè)電極，一個(gè)是靜觸片，一個(gè)是由兩個(gè)膨脹系數(shù)不同的金屬制成的U形動(dòng)觸片。

教師演示雙金屬片受熱彎曲的實(shí)驗(yàn)，同時(shí)講述溫度升高時(shí)，動(dòng)觸片與靜觸片接通的原理。
平常動(dòng)觸片與靜觸片之間不接觸，有小縫隙，雙金屬片受熱時(shí)，兩金屬片膨脹程度不同，下層的膨脹大一些，使U形動(dòng)觸片稍伸開一點(diǎn)，與靜觸片接觸。
教師說(shuō)明：?jiǎn)?dòng)器中與動(dòng)、靜觸片并接的電容器只是起一個(gè)使動(dòng)、靜觸片在分離時(shí)不產(chǎn)生火花，以免燒壞觸點(diǎn)。即使沒(méi)有電容器，啟動(dòng)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(guò)程
引導(dǎo)學(xué)生分析并掌握日光燈工作的全過(guò)程。
1.K閉合，啟動(dòng)器的動(dòng)、靜觸片先接通，后分離。
K閉合時(shí)，電源將電壓加在起動(dòng)器兩極間，使氖氣放電發(fā)出輝光，輝光產(chǎn)生熱量使U形動(dòng)觸片膨脹伸長(zhǎng)，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(guò)。電路接通后，起動(dòng)器的氖氣停止放電，U形動(dòng)觸片冷卻收縮，兩觸片分離，電路自動(dòng)斷開。
2.啟動(dòng)器的動(dòng)、靜觸片分離的瞬間，鎮(zhèn)流器由于自感產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)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(dǎo)電，氣體導(dǎo)電時(shí)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(dòng)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(diǎn)燃后，只允許通過(guò)不大的電流。由于燈管正常工作時(shí)，因?yàn)槭菤怏w導(dǎo)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(shí)，在鎮(zhèn)流器中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流變化，鎮(zhèn)流器等效于一個(gè)大電阻并與一個(gè)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(dǎo)學(xué)生總結(jié)鎮(zhèn)流器在日光燈工作過(guò)程中的作用：
(1)啟動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生瞬時(shí)高壓。(2)正常工作時(shí)，降壓限流。
要求學(xué)生思考下面的問(wèn)題并作出回答。
問(wèn)題1.日光燈的可見光是誰(shuí)發(fā)出呢？是不是汞蒸氣發(fā)出？
問(wèn)題2.日光燈為什么能節(jié)電?
學(xué)生回答：
1.汞蒸氣導(dǎo)電時(shí)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(dǎo)電，電阻很小，故電流的熱效應(yīng)很小，這樣日光燈能節(jié)約電能。
五、小結(jié)
●自感現(xiàn)象產(chǎn)生的原因--由于通過(guò)導(dǎo)體本身電流的變化；自感電動(dòng)勢(shì)的作用--阻礙導(dǎo)體中原來(lái)電流的變化。
●自感系數(shù)的決定因素和單位。
●日光燈的結(jié)構(gòu)和工作原理。

高考物理基礎(chǔ)知識(shí)歸納:互感自感與渦流

第3課時(shí)互感自感與渦流

基礎(chǔ)知識(shí)歸納
1.互感現(xiàn)象
一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，所引起的磁場(chǎng)的變化在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象叫做互感現(xiàn)象.這種感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫做互感電動(dòng)勢(shì).
2.自感現(xiàn)象
由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象.在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，叫做自感電動(dòng)勢(shì).
3.自感電動(dòng)勢(shì)的大小和方向
對(duì)于同一線圈來(lái)說(shuō)，自感電動(dòng)勢(shì)的大小取決于本身電流變化的快慢，其方向總阻礙導(dǎo)體中原來(lái)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(zhǎng)、單位長(zhǎng)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(huì)更大.單位：亨利(H).
5.渦流
(1)定義：當(dāng)線圈中的電流隨時(shí)間變化時(shí)，線圈附近的任何導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流在導(dǎo)體內(nèi)形成閉合回路，很像水的旋渦，把它叫做渦電流，簡(jiǎn)稱渦流.
(2)特點(diǎn)：整塊金屬的電阻很小，渦流往往很大.
6.電磁阻尼與電磁驅(qū)動(dòng)
(1)電磁阻尼：當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力，安培力總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼.
(2)電磁驅(qū)動(dòng)：磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力，安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，這種作用稱為電磁驅(qū)動(dòng).
重點(diǎn)難點(diǎn)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(gè)線圈間，而自感現(xiàn)象發(fā)生在一個(gè)線圈導(dǎo)體內(nèi)部；(2)通過(guò)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(gè)線圈中儲(chǔ)存或釋放.
2.聯(lián)系：兩者都是電磁感應(yīng)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(lái)，A1燈逐漸變亮，最終一樣亮在開關(guān)S斷開時(shí)，A燈漸漸熄滅
原

因由于開關(guān)閉合時(shí)，流過(guò)電感線圈的電流迅速增大，使線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙了電流的增大，使流過(guò)A1燈的電流比流過(guò)A2燈的電流增加得慢斷開開關(guān)S時(shí)，流過(guò)線圈L的電流減小，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙了電流的減小，使電流繼續(xù)存在一段時(shí)間，在S斷開后，通過(guò)L的電流反向通過(guò)燈A，A燈不會(huì)立即熄滅，若RL＜RA，原來(lái)的IL＞IA，則A燈熄前要閃亮一下，若RL≥RA，原來(lái)的電流IL≤IA，則A燈逐漸熄滅，不再閃亮一下
能量轉(zhuǎn)化情況電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能
三、斷電實(shí)驗(yàn)中，線圈中的電流有可能比原來(lái)的大嗎
不可能.因?yàn)殡姶鸥袘?yīng)現(xiàn)象中，自感電動(dòng)勢(shì)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(jié)果還是要減小，所以斷電實(shí)驗(yàn)中，線圈中的電流不可能比原來(lái)的大.
四、渦流的產(chǎn)生機(jī)理
處在磁場(chǎng)中的導(dǎo)體，只要磁場(chǎng)變化就會(huì)引起導(dǎo)體中的磁通量的變化，導(dǎo)體中就有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這一電動(dòng)勢(shì)在導(dǎo)體內(nèi)部構(gòu)成回路，導(dǎo)體內(nèi)就有感應(yīng)電流.因?yàn)檫@種電流像水中的旋渦，所以稱為渦流.在大塊的金屬內(nèi)部，由于金屬塊的電阻很小，所以渦電流很大，能夠產(chǎn)生很大的熱量.嚴(yán)格地說(shuō)，在變化的磁場(chǎng)中的一切導(dǎo)體內(nèi)都有渦流產(chǎn)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(qū)動(dòng)
電磁阻尼是導(dǎo)體與磁場(chǎng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到的安培力總是阻礙它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，利用安培力阻礙導(dǎo)體與磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)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?yán)脺u流減速”其實(shí)也是一種電磁阻尼.
電磁驅(qū)動(dòng)是導(dǎo)體與磁場(chǎng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到的安培力總是阻礙它們的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，應(yīng)該知道安培力阻礙磁場(chǎng)與導(dǎo)體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方式是多種多樣的.當(dāng)磁場(chǎng)以某種方式運(yùn)動(dòng)時(shí)(例如磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng))，導(dǎo)體中的安培力阻礙導(dǎo)體與磁場(chǎng)間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而使導(dǎo)體跟著磁場(chǎng)動(dòng)起來(lái)(跟著轉(zhuǎn)動(dòng))，這就是電磁驅(qū)動(dòng).
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(dǎo)體環(huán).當(dāng)A以如圖所示方向繞中心轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度發(fā)生變化時(shí)，B中產(chǎn)生如圖所示的方向的感應(yīng)電流，則()
A.A可能帶正電且轉(zhuǎn)速減小B.A可能帶正電且轉(zhuǎn)速增大
C.A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速減小D.A可能帶負(fù)電且轉(zhuǎn)速增大
【解析】本題考查楞次定律，解題關(guān)鍵是考慮到產(chǎn)生B中感應(yīng)電流的原因有兩種可能情形，即穿過(guò)B環(huán)的磁通量向外減少，或者穿過(guò)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(yīng)電流的磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，根據(jù)楞次定律，原磁場(chǎng)的方向與感應(yīng)電流的磁場(chǎng)相同時(shí)，磁通量是減少的，環(huán)A應(yīng)該做減速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生逆時(shí)針?lè)较虻碾娏鳎瑧?yīng)該帶負(fù)電，故選項(xiàng)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(qiáng)度的定義，轉(zhuǎn)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(chǎn)生感應(yīng)電流，再結(jié)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(dāng)斷開開關(guān)S的瞬間會(huì)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(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，由于通過(guò)自感線圈的電流從有變到零，線圈將產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，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(guān)斷開后通過(guò)燈A的電流為零，燈立即熄滅.
【答案】A
【思維提升】有自感電動(dòng)勢(shì)并不一定有電流，因?yàn)楸仨氁]合回路才能使電流形成通路.
【拓展1】如圖所示是測(cè)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(gè)電壓表，用來(lái)測(cè)自感線圈的直流電壓，在測(cè)量完畢后，將電路拆開時(shí)應(yīng)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(huì)在電壓表兩端產(chǎn)生一較大自感電動(dòng)勢(shì)，有可能燒毀電壓表，先拆除電流表及電阻R會(huì)發(fā)生同樣的情況，故應(yīng)選B.
3.渦流現(xiàn)象
【例3】著名物理學(xué)家弗曼曾設(shè)計(jì)過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，如圖所示.在一塊絕緣板上中部安一個(gè)線圈，并接有電源，板的四周有許多帶負(fù)電的小球，整個(gè)裝置支撐起來(lái).忽略各處的摩擦，當(dāng)電源接通的瞬間下列關(guān)于圓盤的說(shuō)法中，正確的是()
A.圓盤將逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)
B.圓盤將順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)
C.圓盤不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)
D.無(wú)法確定圓盤是否會(huì)動(dòng)
【解析】瞬間增強(qiáng)的磁場(chǎng)會(huì)在周圍產(chǎn)生一個(gè)順時(shí)針的旋渦電場(chǎng)，負(fù)電荷受到逆時(shí)針?lè)较虻碾妶?chǎng)力，帶動(dòng)圓盤逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，而負(fù)電荷的這種定向運(yùn)動(dòng)則形成了順時(shí)針的環(huán)形電流，故選項(xiàng)A正確.
【答案】A
【思維提升】渦流現(xiàn)象是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的一種特殊情況，實(shí)際上是產(chǎn)生了一個(gè)旋渦電場(chǎng)，使導(dǎo)體中的自由電荷受電場(chǎng)力發(fā)生了定向移動(dòng).
【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(shí)接口兩端接觸在一起.當(dāng)A中通有交變電流時(shí)，B中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，使得接口處金屬熔化焊接起來(lái).
(1)試分析說(shuō)明，焊接的快慢與交變電流的頻率有什么關(guān)系.
(2)試分析說(shuō)明，為什么焊接過(guò)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(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，感應(yīng)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.
易錯(cuò)門診
4.電磁阻尼
【例4】如圖所示，一閉合金屬圓環(huán)用絕緣細(xì)線掛于O點(diǎn)，將圓環(huán)拉離平衡位置并釋放，圓環(huán)擺動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)有界的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，A、B為該磁場(chǎng)的豎直邊界.若不計(jì)空氣阻力，則()
A.圓環(huán)向右穿過(guò)磁場(chǎng)后，還能擺至原來(lái)的高度
B.在進(jìn)入和離開磁場(chǎng)時(shí)，圓環(huán)中均有感應(yīng)電流
C.圓環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)后離平衡位置越近速度越大，感應(yīng)電流也越大
D.圓環(huán)最終將靜止在平衡位置
【錯(cuò)解】BD.如圖所示，當(dāng)圓環(huán)從1位置開始下落，進(jìn)入和擺出磁場(chǎng)和擺出磁場(chǎng)時(shí)(即2位置和3位置)，由于有磁通量變化，圓環(huán)上產(chǎn)生感應(yīng)電流，選項(xiàng)B正確；由于金屬圓環(huán)自身存在內(nèi)阻，所以必然有熱量產(chǎn)生(即有能量損失).因此，圓環(huán)不會(huì)再擺到4位置，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)圓環(huán)進(jìn)入磁場(chǎng)后，穿過(guò)環(huán)內(nèi)的磁通量不再發(fā)生變化，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于每次通過(guò)磁場(chǎng)都有能量損失，所以圓環(huán)最終將靜止在平衡位置，D選項(xiàng)正確.
【錯(cuò)因】物體有慣性，人的思維也有慣性.這位同學(xué)忘記了分析當(dāng)圓環(huán)僅在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)擺動(dòng)時(shí)，穿過(guò)圓環(huán)內(nèi)的磁通量的變化情況，導(dǎo)致選擇錯(cuò)誤.可見，在分析物理問(wèn)題時(shí)，要嚴(yán)格按照物理規(guī)律成立的條件進(jìn)行.
【正解】如題圖所示，當(dāng)圓環(huán)從1位置開始下落，進(jìn)入和擺出磁場(chǎng)時(shí)(即2和3位置)，由于圓環(huán)內(nèi)磁通量發(fā)生變化，所以有感應(yīng)電流產(chǎn)生.同時(shí)，金屬圓環(huán)本身有內(nèi)阻，必然有能量的轉(zhuǎn)化，即有能量的損失.因此圓環(huán)不會(huì)擺到4位置.隨著圓環(huán)進(jìn)出磁場(chǎng)，其能量逐漸減少，圓環(huán)擺動(dòng)的振幅越來(lái)越小.當(dāng)圓環(huán)只在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中擺動(dòng)時(shí)，圓環(huán)內(nèi)無(wú)磁通量的變化，無(wú)感應(yīng)電流產(chǎn)生，無(wú)機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)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(duì)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(lái)回?cái)[動(dòng).
【答案】B
【思維提升】把握渦流產(chǎn)生的條件及由于渦流使系統(tǒng)機(jī)械能損失對(duì)結(jié)果的影響.

渦流

一名優(yōu)秀的教師在每次教學(xué)前有自己的事先計(jì)劃，作為高中教師就要在上課前做好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生們有一個(gè)良好的課堂環(huán)境，幫助高中教師在教學(xué)期間更好的掌握節(jié)奏。你知道怎么寫具體的高中教案內(nèi)容嗎？下面是小編為大家整理的“渦流”，歡迎大家與身邊的朋友分享吧！