2015-2016学年高中物理 第一章 第六、七节 自感现象及其应用 涡流现象及其应用学案 粤教版选修3-2
(完整版)高中物理第一章电磁感应第七节涡流现象及其应用讲义含解析粤教版选修
涡流现象及其应用1．在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象称为涡流现象，导体的外周长越长，交变磁场的频率越高，涡流越大。
2．电磁灶是通过锅底涡流发热，不存在热量在传递过程中的损耗，所以它的热效率高。
3．在涡流制动中，安培力做负功，把机械能转化为电能。
一、涡流现象1．定义在整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象，如图171所示。
图1712．影响因素(1)导体的外周长。
(2)交变磁场的频率。
(3)导体的外周长越长，交变磁场的频率越高，涡流就越大。
二、涡流的应用与防止1．电磁灶(1)原理：电磁灶采用了磁场感应涡流的加热原理。
(2)优点：①涡流发热，不存在热量在传递过程中的损耗，热效率高，耗电量少。
②无明火和炊烟，没有因加热产生的废气，清洁、环保、安全。
③功能齐全。
2．高频感应加热(1)原理：涡流感应加热。
(2)优点：①非接触式加热，热源和受热物体可以不直接接触。
②加热效率高，速度快，可以减小表面氧化现象。
③容易控制温度，提高加工精度。
④可实现局部加热。
⑤可实现自动化控制。
⑥可减少占地、热辐射、噪声和灰尘。
(3)其他应用：高频塑料热压机，涡流热疗系统等。
3．涡流制动与涡流探测(1)涡流制动：①原理：金属盘与磁场发生相对运动时，会在金属盘中激起涡流，涡流与磁场相互作用产生一个动态阻尼力，从而提供制动力矩。
②应用：电表的阻尼制动，高速机车制动的涡流闸等。
(2)涡流探测①原理：探测线圈产生的交变磁场在金属中激起涡流，隐蔽金属物的等效电阻、电感反射到探测线圈中，改变通过探测线圈电流的大小和相位，从而探知金属物。
②应用：探测行李中的枪支、埋于地表的地雷、金属覆盖膜厚度等。
4．涡流的防止(1)目的：减少发热损失，提高机械效率。
(2)原理：缩小导体的周长，增大材料的电阻。
(3)方法：把整块铁芯改成用薄片叠压的铁芯，增大回路电阻，从而削弱涡流。
1．自主思考——判一判(1)涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的。
最新人教版高中物理选修1-1《自感现象 涡流》教案.doc
第六节自感现象涡流教学目标：1、了解什么是自感现象、自感系数和涡流，知道影响自感系数大小的因素。
2、了解自感现象的利用和危害的防止。
3、初步了解日光灯、电磁炉等家用电器工作的自感原理。
4、利用对自感现象的想象培养想象能力，体验将物理知识应用于生活的过程。
5、体会科技成果对生活的广泛影响，培养对涡流现象的广泛、神奇的应用产生兴趣。
教学过程：一、学习新知识1、电磁感应现象原理：E1==Δφ/Δt 提问2、自感现象演示1（图36-2）-演示2（图36-3）-自感作用：电路中的自感作用是阻碍电流变化。
3、电感器线圈演示讲解自感（系数）：匝数越多，自感系数越大；加如铁芯，自感系数增大。
作用：有阻碍交流的作用实例：变压器（即互感器）、日光灯电子镇流器个例分析危害：城市无轨电车弓型拾电器电弧火花-烧蚀开关、危及行人。
4、涡流及其应用现象：阻尼摆演示-设问-探究-释疑概念及成因：空间磁通量变化，空间中的导体就会感应出电流，即涡流。
应用：变压器硅钢片设计原理： --- 解释：为什么变压器要有冷却装置？电磁炉发热原理：金属探测器：危害：使得变压器及电机铁芯内感应涡流，发热，影响绝缘性能乃至导致火灾事故。
防止办法：铁芯分片组叠，并彼此绝缘。
二、巩固新知识1、小结：自感-涡流-现象-规律-应用2、阅课文：P78-813、练习：（课本）P81—1、2（讲）、3（提示：自感系数因素）、4（启发分析）、5（启发讲述）4、作业：后记：1、电磁炉原理：电磁炉是应用电磁感应原理对食品进行加热的。
电磁炉的炉面是耐热陶瓷板，交变电流通过陶瓷板下方的线圈产生磁场，磁场内的磁力线穿过铁锅、不锈钢锅等底部时，产生涡流，令锅底迅速发热，达到加热食品的目的。
电磁炉加热原理如图所示，灶台台面是一块高强度、耐冲击的陶瓷平板（结晶玻璃），台面下边装有高频感应加热线圈（即励磁线圈）、高频电力转换装置及相应的控制系统，台面的上面放有平底烹饪锅。
其工作过程如下：电流电压经过整流器转换为直流电，又经高频电力转换装置使直流电变为超过音频的高频交流电，将高频交流电加在扁平空心螺旋状的感应加热线圈上，由此产生高频交变磁场。
高中物理 第一章 第六、七节 自感现象及其应用 涡流现象及其应用学案 粤教版选修
高中物理第一章第六、七节自感现象及其应用涡流现象及其应用学案粤教版选修【金版学案】xx-xx学年高中物理第一章第六、七节自感现象及其应用涡流现象及其应用学案粤教版选修3-21、知道什么是自感现象和自感电动势，知道自感系数及影响自感系数的因素、2、知道日光灯的基本原理和结构、3、知道涡流是如何产生的，知道如何利用和防止、1、自感现象：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象、2、自感电动势：自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势、3、自感电流：自感电动势在闭合回路中产生电流，这种电流叫做自感电流、4、自感系数：描述通电线圈自身特性的物理量叫做自感系数，简称自感或电感、5、日光灯的组成：日光灯主要由灯管、镇流器和启动器组成、例如图所示的电路，可用来测定自感系数较大的线圈的直流电阻，线圈两端并联一个电压表，用来测量自感线圈两端的直流电压，在实验完毕后，将电路拆开时应( )A、先断开开关S1B、先断开开关S2C、先拆去电流表D、先拆去电阻R解析：若先断开开关S1或先拆去电流表或先拆去电阻R，由于L的自感作用都会使L和电压表组成回路，原先L中有较大的电流通过，现在这个电流将通过电压表，造成电表损坏，所以实验完毕应先断开开关S2、答案：B一、单项选择题1、一个线圈的电流在均匀增大，则这个线圈的(D)A、自感系数也将均匀增大B、自感电动势也将均匀增大C、磁通量的变化率也将均匀增大D、自感系数、自感电动势都不变解析：自感系数是线圈本身特征的物理量，不随电流而变；电流均匀变化，则磁通量的变化率和自感电动势均不变、故D选项正确、2、关于自感电动势的方向，正确的说法是(D)A、它总是同原电流方向相同B、它总是同原电流方向相反C、当原电流增大时，它与原电流方向相同D、当原电流减小时，它与原电流方向相同解析：自感电动势总是阻碍原电流的变化、故D选项正确、3、如右图所示，开关S闭合且达到稳定时，小灯泡能正常发光、则当闭合S和断开S的瞬间能观察到的现象分别是(A)A、小灯泡慢慢亮；小灯泡立即熄灭B、小灯泡立即亮；小灯泡立即熄灭C、小灯泡慢慢亮；小灯泡比原来更亮一下再慢慢熄灭D、小灯泡立即亮；小灯泡比原来更亮一下再慢慢熄灭解析：合上开关S，由于自感L产生自感电动势阻碍A的电流增大，所以A慢慢变亮；断开S瞬间L也产生自感电动势，但由于没有形成闭合回路，所以没有电流，即灯泡立即熄灭、4、在日光灯的连接线路中，关于启动器的作用，以下说法正确的是(C)A、日光灯启动时，为灯管提供瞬时高压B、日光灯正常工作时，起降压限流的作用C、起到一个自动开关的作用，实际上可用一个弹片开关代替(按下接通，放手断开)D、以上说法均不正确解析：启动器的作用是利用动触片和静触片的接通与断开起一个自动开关的作用，启动的关键就在于断开的瞬间，镇流器产生的感应电动势与交流电压一起加在灯丝上，由此获得瞬间高压使得灯管变成通路并开始发光、二、多项选择题5、如右图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动，如果发现小球做减速运动，则小球的材料可能是(CD)A、铁B、木C、铜D、铝解析：小球的材料若是铁，则磁铁会吸引小球，小球会加速运动，排除A；若小球是铜或铝制成的，靠近磁铁时，小球会产生涡电流，动能转化为电能再转化为内能，小球做减速运动，所以C、D对、6、如右图所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B、不考虑空气阻力，则下列说法正确的是(BD)A、A、B两点在同一水平线B、A点高于B点C、A点低于B点D、铜环摆动过程中有部分机械能转化为热能解析：在铜环进、出磁场时，穿过铜环的磁通量发生变化，故在环中产生感应电流，有热量产生，在运动过程中铜环的机械能转化为热能，机械能减少、7、在如右图所示的电路中，S1和S2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻值与R相等、在电键S接通和断开时，灯泡S1和S2亮暗的顺序是(AC)A、接通时，S1先达到最亮B、接通时，S2先达到最亮C、断开时，S1后熄灭D、断开时，S2后熄灭解析：从等效的观点看，在S接通时，相当于L表现为很大的电阻，故S1先达到最亮，选项A正确、同理，选项C也正确、8、如右图电路甲、乙中，电阻R和自感线圈L的电阻都很小、接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则(AD)A、在电路甲中，断开S，A将渐渐变暗B、在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗C、在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗D、在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗解析：本题考查同学们对断电时产生的自感电动势的阻碍作用的理解、在电路断开时，电感线圈的自感电动势阻碍原电流的减小，此时电感线圈在电路中相当于一个电源，表现为两个方面：一是自感电动势所对应的电流方向与原电流方向一致；二是在断电瞬间，自感电动势所对应的电流大小与原电流的大小相等，以后以此电流开始缓慢减小到零、甲图中，电灯A与电感线圈L在同一个支路中，流过的电流相同；断开电键S时，线圈L中的自感电动势要维持原电流不变，所以，电键断开的瞬间，电灯A的电流不变，以后电流渐渐变小、因此电灯渐渐变暗、乙图中，电灯A所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小(因为电感线圈的电阻很小)，断开电键S时，电感线圈的自感电动势要阻碍电流的变小，此瞬间电感线圈中的电流不变，电感线圈相当于一个电源给灯A供电、因此，反向流过A的电流瞬间要变大，然后渐渐变小，所以电灯要先亮一下，然后渐渐变暗、故D选项正确、9、日光灯镇流器的作用是(BC)A、启动时限制灯管中电流B、启动时产生瞬间高压，点燃灯管C、工作时降压限流，使灯管在较低电压下工作D、工作时维持灯管两端有高于电源的电压，使灯管正常工作解析：镇流器的作用：日光灯点燃时，利用自感现象产生瞬时高压；日光灯正常发光时，利用自感现象，对灯管起到降压限流作用、三、非选择题(按题目要求作答、解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位、)10、在如图所示的日光灯工作电路中、(1)开关合上前，启动器的静触片和动触片是__________(填“接通的”或“断开的”)；(2)开关刚合上时，220 V电压加在________上，使________泡发出红光；(3)日光灯起辉瞬间，灯管两端电压________(填“大于”“等于”或“小于”)220 V；(4)日光灯正常发光时，启动器的静触片和动触片________(填“接通”或“断开”)、答案：(1)断开的(2)启动器氖(3)大于(4)断开11、如右图所示，自感线圈的自感系数很大，电阻为0、电键原来是合上的，在K断开后，分析：(1)若R1>R2，灯泡的亮度如何变化？(2)若R1<R2，灯泡的亮度又如何变化？解析：(1)因R1>R2，即I1<I2，所以小灯泡在K断开后先突然变到某一较暗状态，再逐渐变暗到最后熄灭、(2)因R1<R2，即I1>I2，小灯泡在K 断开后电流从原来的向右突然变为向左(方向相反)，然后再逐渐变小，最后为零，所以灯泡在K断开后先变得比原来更亮，再逐渐变暗到熄灭、答案：(1)先突然变到某一较暗状态，再逐渐变暗到最后熄灭、(2)所以灯泡在K断开后先变得比原来更亮，再逐渐变暗到熄灭、12、我们用来煮食物的炉子有各种各样的款式，它们的工作原理各不相同，有以天然气、液化石油气等作燃料的，例如天然气炉，还有直接以电热方式加热的，例如电饭锅、下面介绍的是以电磁感应原理生热的电磁炉，如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图，炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是随电流不断变化的，这个变化的磁场又会使放在电磁炉上面的铁质(或钢铁)锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，所以感应电流又会在锅底产生热效应，这些内能便能起到加热物体的作用从而煮熟食物、电磁炉的特点是：效率比一般的炉子都高，炉面无明火，无烟无废气，火力强劲，安全可靠、因为电磁炉是由电磁感应产生电流，利用电流的热效应产生热量，所以不是所有的锅或器具都适用、对于锅的选择，方法很简单，只要是锅底能被磁铁吸住的就能用、适用于电磁炉的烹饪器具有不锈钢锅、不锈钢壶、平底铁锅；不适用的有陶瓷锅、圆底铁锅、耐热玻璃锅、铝锅、铜锅等、(1)在电磁炉加热食物的过程中涉及的物理原理有(回答三个即可)：①_______________________________________________________ _________________；②_______________________________________________________ _________________；③_______________________________________________________ _________________、(2)电磁炉所用的锅不能用陶瓷锅、耐热玻璃锅的原因是________________________；电磁炉所用的锅不能用铝锅、铜锅的原因是_________________________________________________________ _________________________________________________________ ______________________________、(3)在锅和电磁炉中间放置一纸板，电磁炉还能起到加热作用吗？为什么？答案：(1)①电流的磁效应(或电生磁) ②电磁感应现象(或磁生电) ③电流的热效应(或焦耳定律)(2)瓷和玻璃不能产生电磁感应现象铝、铜的导磁性太差，效率低(3)能起到加热作用，因为线圈产生的磁场能穿透纸板到达锅底，在锅底产生感应电流，利用电流的热效应起到加热作用、。
高中涡流的应用及其原理
高中涡流的应用及其原理1. 什么是高中涡流？在物理学中，高中涡流是一种由电磁感应产生的电流，产生的原理是当导体在变化的磁场中运动或受到变化的磁场作用时，会产生涡流。
涡流的产生主要是由于法拉第电磁感应定律的作用。
2. 涡流的原理涡流的产生原理主要包括以下几个方面：•当导体在一个磁场中移动时，会感受到磁场的变化，从而产生涡流。
•当导体在一个变化的磁场中静止时，也会感受到磁场的变化，同样会产生涡流。
•导体自身的运动也会导致磁场的变化，从而产生涡流。
涡流的产生原理基于法拉第电磁感应定律，即导体中的自由电子在磁场中运动或受到磁场的作用时，会产生电动势，进而产生电流。
3. 高中涡流的应用涡流的应用非常广泛，尤其在高中物理实验中有着重要的地位。
以下是涡流在高中物理实验中的几个主要应用：3.1 电磁感应实验在高中物理实验中，通常会进行电磁感应实验。
这一实验中，涡流扮演着重要的角色。
涡流的产生与磁场的变化有关，通过改变磁场的强度或方向，可以观察到涡流的产生和变化。
3.2 涡流刹车实验在汽车制动系统中，涡流刹车利用涡流的产生产生阻力，从而实现汽车的刹车效果。
高中物理实验中，可以通过实验装置模拟涡流刹车的原理，观察涡流引起的阻力对物体运动的影响。
3.3 金属探测器原理金属探测器是利用涡流的原理来探测金属物体的存在。
当金属物体靠近金属探测器时，金属物体的磁场会影响金属探测器中的磁场，从而产生涡流。
通过检测涡流的变化，金属探测器可以确定金属物体的位置和存在。
3.4 涡轮感应实验涡轮感应实验是一种通过涡流的产生来产生机械功的实验。
涡轮感应实验中，通过将涡流产生的磁场力作用于转子，使转子进行旋转。
通过测量涡轮感应实验中转子的旋转速度和涡流的变化，可以研究涡流的产生和机械功的关系。
4. 总结高中涡流是一种由电磁感应产生的电流，其产生原理基于法拉第电磁感应定律。
涡流在高中物理实验中有着重要的应用，包括电磁感应实验、涡流刹车实验、金属探测器原理和涡轮感应实验等。
高中物理 第一章 电磁感应 第七节 涡流现象及其应用检测 粤教版选修32
第一章电磁感应第六节自感现象及其应用第七节涡流现象及其应用A级抓基础1.如图所示是用于观察自感现象的电路，设线圈的自感系数较大，线圈的直流电阻R L 与小灯泡的电阻R满足R L＜R.则在开关S断开瞬间，可以观察到( )A．灯泡有明显的闪烁现象B．灯泡立即熄灭C．灯泡逐渐熄灭，不会闪烁D．灯泡会逐渐熄灭，但不一定有闪烁现象解析：当电路接通稳定后，因为R L＜R，则I L>I R；当电路断开的瞬时，电阻R上的电流立即消失，而电感L上，由于自感现象产生自感电动势阻碍电流的减小，则在L和R上形成通路，使得通过R的电流由I L慢慢减小到零，因为I L大于以前的电流，故灯泡会有明显的闪烁现象，故选A.答案：A2．如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来．若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有( )A．减少线圈的匝数B．提高交流电源的频率C．将金属杯换为瓷杯D．取走线圈中的铁芯解析：由题意可知，本题中是涡流现象的应用；即采用线圈产生的磁场使金属杯产生感应电流，从而进行加热的，则由法拉第电磁感应定律可知，增加线圈的匝数、提高交流电的频率均可以提高发热功率，则可以缩短加热时间，而减小线圈的匝数，及取走线圈中的铁芯，均会延长加热时间，故A、D错误，B正确；将杯子换作瓷杯不会产生涡流，则无法加热水，故C错误．答案：B3．(多选)金属探测器是利用电磁感应的原理工作的，当金属中处在变化的磁场中时，这个磁场能在金属物体的内部产生涡电流，涡电流又会产生磁场，倒过来影响原来的磁场，引发探测器发出鸣声．高考进考场时，每个同学都必须经过金属探测器的检查．关于金属探测器的检查，下列说法正确的是( )A．金属探测器探测到考生衣服上的金属扣时，探测器线圈中感应出涡流B．金属探测器探测到考生衣服上的金属扣时，金属扣中感应出涡流C．此金属探测器也可用于食品生产，检测食品中是否混入细小的砂粒D．探测过程中，无论金属探测器与被测金属处于相对静止状态，还是相对运动状态，都能产生涡流解析：金属探测器探测到考生衣服上的金属扣时，是探测器中通过交变电流，产生变化的磁场，当金属扣处于该磁场中时，该金属扣中会感应出涡流，从而反过来影响探测器，故A错误，B正确；金属探测器的工作原理是互感现象，只能在金属中感应出电流，不能用于检查砂粒，故C错误；由于探测器中的电流是交变电流，其产生的磁场是变化的，故探测过程中，无论金属探测器与被测金属处于相对静止状态，还是相对运动状态，都能产生涡流，故D正确．答案：BD4．关于线圈的自感系数大小的下列说法中正确的是( )A．通过线圈的电流越大，自感系数越大B．线圈中的电流变化越快，自感系数越大C．插有铁芯时线圈的自感系数会比它没有插入铁芯时大D．线圈的自感系数与电流的大小，电流变化的快慢，是否有铁芯等都无关解析：自感系数由线圈自身决定，与其他因素无关．线圈越长、单位长度上匝数越多，自感系数越大，有铁芯比没有铁芯大得多，C正确．答案：CB级提能力5．(多选)如图所示电路中，L是自感系数足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，D1和D2是两个完全相同的小灯泡．则下列说法中正确的是( )A．K闭合瞬间，两灯同时亮，以后D1熄灭，D2变亮B．K闭合瞬间，D1先亮，D2后亮，最后两灯亮度一样C．K断开时，两灯都亮一下再慢慢熄灭D．K断开时，D2立即熄灭，D1亮一下再慢慢熄灭解析：K闭合瞬间，由于通过线圈的电流变大，在线圈中产生自感电动势阻碍电流的增加，此时刻电感线圈可看做断路，此时电流通过两个灯泡而同时发光；当电路稳定后，由于线圈的电阻为零，故灯泡D1被线圈短路而熄灭，而D2变得更亮，选项A正确，B错误；K断开时，D2立即熄灭，而由于线圈中产生自感电动势阻碍电流的减小，自感电动势在L和D1中形成新的回路，故使得D1亮一下再慢慢熄灭，选项D正确，C错误．故选A、D.答案：AD6．如图所示的电路中，D1和D2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其阻值与R相同．在开关S接通和断开时，灯泡D1和D2亮、暗的顺序是( )A．接通时D1先达最亮，断开时D1先灭B．接通时D2先达最亮，断开时D1后灭C．接通时D1先达最亮，断开时D1后灭D．接通时D2先达最亮，断开时D2先灭解析：电键接通瞬间，电路中迅速建立了电场，立即产生电流，但线圈中产生自感电动势，阻碍电流的增加，故开始时通过灯泡D1的电流较大，故灯泡D1较亮；电路中自感电动势阻碍电流的增加，但不能阻止电流增加，电流稳定后，两个灯泡一样亮，即D1灯泡亮度逐渐正常，电键断开瞬间，电路中电流要立即减小为零，但线圈中会产生很强的自感电动势，与灯泡D1构成闭合回路放电，故断开时D1后灭，故A错误，B错误，C正确，D错误．答案：C7．如图所示为日光灯示意电路，L为镇流器，S为起动器．下列操作中，观察到的现象不正确的是( )A．接通K1，K2接a，K3断开，灯管正常发光B．将K2接到b，断开 K3，接通K1，灯管可以正常发光C．断开K1、K3，令 K2接b，待灯管冷却后再接通K1，可看到S闪光，灯管不能正常发光D．取下S，令K2接a，再接通K1、K3，接通几秒后迅速断开K3，灯管可能正常发光解析：接通K1、K2接a、K3断开，灯管正常发光，镇流器在启动时产生瞬时高压，在正常工作时起降压限流作用，启动器自动断开，故A正确；将K2接到b，断开K3，接通K1，不能产生很大的自感电动势，灯管不能正常发光，故B错误；断开K1、K3，令K2接b，待灯管冷却后再接通K1，不能产生很大的自感电动势，可看到S闪光，灯管不能正常工作，故C 正确；取下S，令K2接a，再接通K1、K3，接通几秒后迅速断开K3，镇流器在断开K3产生瞬时高压，在正常工作时起降压限流作用，启动器自动断开，故D正确．答案：B8.(多选)如图所示，用电流传感器研究自感现象．电源内阻不可忽略，线圈的自感系数较大，其直流电阻小于电阻R的阻值．t＝0时刻闭合开关S，电路稳定后，t1时刻断开S，电流传感器连接计算机分别描绘了整个过程线圈中的电流I L和电阻中的电流I R随时间t变化的图象．下列图象中可能正确的是( )解析：对于电感线圈而言，当闭合开关时，电感线圈由于自身存在感应电动势，故其中通过的电流先是比较小，后逐渐增大，当断开开关时，电感线圈中的电流会阻碍其减小，方向仍是原来的方向，故选项A正确，B错误；对于电阻而言，当开关闭合时，由于电感线圈的电阻较大，故外电路的电压较大，电阻的两端电压也较大，电阻中通过的电流较大，随着时间的延长，电感线圈的电阻减小，路端电压减小，则通过电阻的电流也减小，故选项C 错误，D正确．答案：AD。
【人教版】高中物理选修1-1：《自感现象、涡流》优秀ppt课件
二、电感器 自感的危害和防止
三、涡流及其应用
1.涡流：只要空间中的有变化的磁通量，其中的导体中就会产生感应 电流，我们把这种感应电流，叫做涡流。
2.变压器原线圈上的电流在3个地方产生感应电动势：副线圈、原线 圈、铁芯。
3.为了减少涡流，变压器的铁芯用硅钢片叠合而成。
涡流及其应用 涡流的利用 1.电磁炉 2.火车站飞机场的安全检查 3.扫雷、探矿
二、电感器
1.许多电路中都有线圈，它们叫做电感器。 2.电感器的性能用自感系数来描述，简称自感。线圈越大，匝数
越多，它的自感系数就越大；加入铁芯后，自感系数比没有铁芯 大很多。 3.由于交流电的电流不断变化，所以线圈中的自感电动势总是阻 碍电流的变化。 电感：通直流，阻交流 4.互感与自感的区别
二、电感器
3.6 自感现象 涡流
当线圈A中的电流发生变化的，它产生的磁 通量也会发生变化，变化的磁通量在B线圈 中激发感应电动势。
其实即使没有B，线圈A中的电流变化引起的磁 通量的变化，也会在自身激发感应电动势应的一种特殊现象 自感：线圈中的电流变化，引起磁通量的变化，在其自身激发的感应
电动势。
自感对线路的影响
演示一（开关闭合）
闭合开关后，A1 不能马上正常发光， 而是逐渐变亮，由 此判断，线圈L的 自感电动势阻碍电 流的增加。
自感对线路的影响
演示二（开关断开）
开关断开后，灯泡 没有立即熄灭，说 明电感中的自感电 动势阻碍线圈中电 流的减少。
自感对线路的影响
综合以上两种现象，我们可以说： 电路中的自感的作用是阻碍电流的变化
涡流现象及其应用ppt实用资料
（2）危害：发热浪费能量。
变压器、电机的铁芯都不是整块金属，而是由许多相 互绝缘的电阻率很大的薄硅钢片叠合而成的，以减少 涡流和电能的损耗，时避免破坏绝缘层。
减少涡流的方法：增大回路的电阻。 涡流与前面讲过的在线形闭合电路中的感应电流不同， 它是在整块金属内产生的感应电流。
用硅钢片做变 压器的铁芯
磁场中运动时产生的在金属块内自成闭合 回路的感应电流，叫涡电流，简称涡流。
• 涡流是整块导体发生的电磁感应现象，同样遵 守电磁感应定律。由于整块金属的电阻通常很 小，故涡流常常很大。
2、涡流的作用效果：
（1）应用
①热效应：
电磁炉（炉盘下的线圈中通入交流电，使炉 盘上 的金属中产生涡流，从而生热。）
当电应电应磁流用磁用场使：：驱相导感磁动对体应电：于受电式导到动仪体安机表转培、演、动力电电示时的能气，作表机在用、车导而汽的体运车电中动上磁会起用制产来的动生的电、感现磁阻应象式尼电。速摆流度等，表感等应。 电磁金金1减 涡金涡应当上导 金治温1磁导1涡当金治温导安、 、 、磁涡属属少流属流用然一体属疗度涡体流磁属疗度体培涡涡涡炉 流 探 探 涡与 探 与 ： 涡 节 在探 时 恒 流 在 与 场 探 时 恒 在 力流流流（热测测流 前测前感流课磁 测通定热磁前相测通定磁的：：：炉疗器器的 面器面应也我场 器过，疗场面对器过，场作块块块盘系（（方 讲（讲电有们中 （向因系中讲于（向因中用状状状下统探探法 过探过动利学运 探人此统运过导探人此运都金金金的是雷雷： 的雷的机和习动 雷体随是动的体雷体随动是属属属线目器器增 在器在、弊了时 器注着目时在转器注着时阻在在在圈前、、大 线、线电两两， 、射温前，线动、射温，碍变 变 变中治机机回形机形能个种感机纳度治感形时机纳度感它化化化通疗场场路 闭场闭表方特应 场米变疗应闭，场米变应们的的的入肿安安的 合安合、面殊电 安级化肿电合在安级化电间磁磁磁交瘤检检电 电检电汽，的流 检的铁瘤流电导检的铁流的场场场流的门门阻 路门路车我电使 门磁磁的使路体门磁磁使相中中中电一等等。 中等中上们磁导 等流颗一导中中等流颗导对或或或，项））的）的用如感体 ）体粒项体的会）体粒体运在在在使新感感的何应受 粉具新受感产粉具受动。。。。。磁磁磁炉的应应电去现到 或有的到应生或有到。场场场盘设电电磁加象安 者自设安电感者自安中中中上备流流式以培 是动备培流应是动培—运运运。不不速利力 植调。力不电植调力自的动动动同同度用而 入温而同流入温而感金时时时，，表？总 热功总，，热功总现属产产产它它等如是 耔能是它感耔能是象中生生生是是。何要 材。要是应材。要，产的的的在在去阻 料阻在电料阻现生在在在整整防碍 ，碍整流，碍在涡金金金块块止导 然导块使然导我流属属属金金呢体 后体金导后体们，块块块属属？的 利的属体利的继从内内内内内相 用相内受用相续而自自自产产对 系对产到系对来生成成成生生运 统运生安统运学热闭闭闭的的动 在动的培在动习。合合合感感的 外的感力外的另回回回应应现 界现应的界现一路路路电电象 施象电作施象种的的的流流。 加。流用加。特感感感。。交。而交殊应应应变运变的电电电磁动磁电流 流 流场 起 场磁，，，，来，感叫叫叫由的由应涡涡涡于现于现电电电植象植象流流流入。入—，，，体体涡简简简内内流称称称的的。涡涡涡铁铁流流流磁磁。。。颗颗粒粒居居里里点点 •线圈转动与磁铁同向，但转速小于磁铁，即同向异步。 用硅钢片做变压器的铁芯
涡电流的原理和应用
涡电流的原理和应用涡电流的原理和应用摘要：本文从涡电流产生和应用利弊的角度对涡电流作了简要的介绍。
关键词：涡电流原理应用涡电流与我们的生产、生活有密切的联系。
小到微波炉、电磁炉、热水器等生活用具，大到冶金、国防、机械加工等部门及铸、锻和船舶、飞机、汽车制造等行业中都有涡电流的应用。
在高中物理中，学生会初步学习涡电流的知识，主要应用于楞次定律和法拉第电磁感应定律等理论分析，对于涡电流在实际生产、生活中的应用及其优缺点却没有涉及。
青少年学生喜欢探索科学，求知欲强，对神秘的电磁现象尤为感兴趣。
如果教师能够在教学过程中适当引入涡电流的应用知识，就可以拉近理论与实际的距离，激发学生的学习兴趣，提高学生的观察思考能力，为学生的全面发展打下良好基础。
本文从涡电流产生和应用利弊的角度，对涡电流作简要介绍。
一、涡电流的认识涡电流(又称为傅科电流)现象，在1851年被法国物理学家莱昂·傅科所发现。
是由于一个移动的磁场与金属导体相交，或是由移动的金属导体与磁场垂直交会所产生。
简而言之，这是一种特殊的电磁感应现象，原因是：金属处于变化的磁场(或在磁场中运动)时，穿过金属导体内自成闭合回路的磁通量发生变化，产生了一个在导体内循环的电流。
在划桨的时候，带起水面的局部漩涡，也是一种类似涡电流的情形。
如右图所示：在一根导体外面绕上线圈，并把线圈通交流电，则线圈就产生交变磁场。
线圈中间的导体在圆周方向可以等效成一圈圈的闭合回路，由于穿过每个闭合回路的磁通量都在变化着，因此在相应于这些回路中都将激起感应电动势(这样产生的感应电动势属于感生电动势)，并形成环形的感应电流，即涡电流。
由于金属导体的电阻很小，涡电流很大，因此热效应极其显著。
并且可以知道感应加热是靠感应线圈把电能传递给要加热的金属，然后电能在金属内部转变为热能。
感应线圈与被加热金属并不需要直接接触，能量是通过电磁感应传递的。
理论分析表明：涡电流强度与交变电流的频率成正比，根据焦耳定律的热效应公式Q=I2Rt，可知：涡电流产生的焦耳热与交变电流频率的平方成正比。
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2015-2016学年高中物理第一章第六、七节自感现象及其应用涡流现象及其应用学案粤教版选修3-21．知道什么是自感现象和自感电动势，知道自感系数及影响自感系数的因素．2．知道日光灯的基本原理和结构．3．知道涡流是如何产生的，知道如何利用和防止．1．自感现象：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象．2．自感电动势：自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势．3．自感电流：自感电动势在闭合回路中产生电流，这种电流叫做自感电流．4．自感系数：描述通电线圈自身特性的物理量叫做自感系数，简称自感或电感．5．日光灯的组成：日光灯主要由灯管、镇流器和启动器组成．自感现象应用于防止电表烧坏例如图所示的电路，可用来测定自感系数较大的线圈的直流电阻，线圈两端并联一个电压表，用来测量自感线圈两端的直流电压，在实验完毕后，将电路拆开时应( )A．先断开开关S1 B．先断开开关S2C．先拆去电流表 D．先拆去电阻R解析：若先断开开关S1或先拆去电流表或先拆去电阻R，由于L的自感作用都会使L 和电压表组成回路，原先L中有较大的电流通过，现在这个电流将通过电压表，造成电表损坏，所以实验完毕应先断开开关S2.答案：B一、单项选择题1．一个线圈的电流在均匀增大，则这个线圈的(D)A．自感系数也将均匀增大B．自感电动势也将均匀增大C．磁通量的变化率也将均匀增大D．自感系数、自感电动势都不变解析：自感系数是线圈本身特征的物理量，不随电流而变；电流均匀变化，则磁通量的变化率和自感电动势均不变．故D选项正确．2．关于自感电动势的方向，正确的说法是(D)A．它总是同原电流方向相同B．它总是同原电流方向相反C．当原电流增大时，它与原电流方向相同D．当原电流减小时，它与原电流方向相同解析：自感电动势总是阻碍原电流的变化．故D选项正确．3．如右图所示，开关S闭合且达到稳定时，小灯泡能正常发光．则当闭合S和断开S 的瞬间能观察到的现象分别是(A)A．小灯泡慢慢亮；小灯泡立即熄灭B．小灯泡立即亮；小灯泡立即熄灭C．小灯泡慢慢亮；小灯泡比原来更亮一下再慢慢熄灭D．小灯泡立即亮；小灯泡比原来更亮一下再慢慢熄灭解析：合上开关S，由于自感L产生自感电动势阻碍A的电流增大，所以A慢慢变亮；断开S瞬间L也产生自感电动势，但由于没有形成闭合回路，所以没有电流，即灯泡立即熄灭．4．在日光灯的连接线路中，关于启动器的作用，以下说法正确的是(C)A．日光灯启动时，为灯管提供瞬时高压B．日光灯正常工作时，起降压限流的作用C．起到一个自动开关的作用，实际上可用一个弹片开关代替(按下接通，放手断开) D．以上说法均不正确解析：启动器的作用是利用动触片和静触片的接通与断开起一个自动开关的作用，启动的关键就在于断开的瞬间，镇流器产生的感应电动势与交流电压一起加在灯丝上，由此获得瞬间高压使得灯管变成通路并开始发光．二、多项选择题5．如右图所示，在光滑水平面上固定一条形磁铁，有一小球以一定的初速度向磁铁方向运动，如果发现小球做减速运动，则小球的材料可能是(CD)A．铁 B．木 C．铜 D．铝解析：小球的材料若是铁，则磁铁会吸引小球，小球会加速运动，排除A；若小球是铜或铝制成的，靠近磁铁时，小球会产生涡电流，动能转化为电能再转化为内能，小球做减速运动，所以C、D对．6．如右图所示，在O点正下方有一个具有理想边界的磁场，铜环在A点由静止释放向右摆至最高点B.不考虑空气阻力，则下列说法正确的是(BD)A．A、B两点在同一水平线B．A点高于B点C．A点低于B点D．铜环摆动过程中有部分机械能转化为热能解析：在铜环进、出磁场时，穿过铜环的磁通量发生变化，故在环中产生感应电流，有热量产生，在运动过程中铜环的机械能转化为热能，机械能减少．7．在如右图所示的电路中，S1和S2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻值与R相等．在电键S接通和断开时，灯泡S1和S2亮暗的顺序是(AC)A．接通时，S1先达到最亮 B．接通时，S2先达到最亮C．断开时，S1后熄灭 D．断开时，S2后熄灭解析：从等效的观点看，在S接通时，相当于L表现为很大的电阻，故S1先达到最亮，选项A正确．同理，选项C也正确．8．如右图电路甲、乙中，电阻R和自感线圈L的电阻都很小．接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则(AD)A．在电路甲中，断开S，A将渐渐变暗B．在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗C．在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗D．在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗解析：本题考查同学们对断电时产生的自感电动势的阻碍作用的理解．在电路断开时，电感线圈的自感电动势阻碍原电流的减小，此时电感线圈在电路中相当于一个电源，表现为两个方面：一是自感电动势所对应的电流方向与原电流方向一致；二是在断电瞬间，自感电动势所对应的电流大小与原电流的大小相等，以后以此电流开始缓慢减小到零．甲图中，电灯A与电感线圈L在同一个支路中，流过的电流相同；断开电键S时，线圈L中的自感电动势要维持原电流不变，所以，电键断开的瞬间，电灯A的电流不变，以后电流渐渐变小．因此电灯渐渐变暗．乙图中，电灯A所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小(因为电感线圈的电阻很小)，断开电键S时，电感线圈的自感电动势要阻碍电流的变小，此瞬间电感线圈中的电流不变，电感线圈相当于一个电源给灯A供电．因此，反向流过A的电流瞬间要变大，然后渐渐变小，所以电灯要先亮一下，然后渐渐变暗．故D选项正确．9．日光灯镇流器的作用是(BC)A．启动时限制灯管中电流B．启动时产生瞬间高压，点燃灯管C．工作时降压限流，使灯管在较低电压下工作D．工作时维持灯管两端有高于电源的电压，使灯管正常工作解析：镇流器的作用：日光灯点燃时，利用自感现象产生瞬时高压；日光灯正常发光时，利用自感现象，对灯管起到降压限流作用．三、非选择题(按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程和重要演算步骤，答案中必须明确写出数值和单位．)10．在如图所示的日光灯工作电路中．(1)开关合上前，启动器的静触片和动触片是__________(填“接通的”或“断开的”)；(2)开关刚合上时，220 V电压加在________上，使________泡发出红光；(3)日光灯起辉瞬间，灯管两端电压________(填“大于”“等于”或“小于”)220 V；(4)日光灯正常发光时，启动器的静触片和动触片________(填“接通”或“断开”)．答案：(1)断开的(2)启动器氖(3)大于(4)断开11．如右图所示，自感线圈的自感系数很大，电阻为0.电键原来是合上的，在K断开后，分析：(1)若R1>R2，灯泡的亮度如何变化？(2)若R1<R2，灯泡的亮度又如何变化？解析：(1)因R1>R2，即I1<I2，所以小灯泡在K断开后先突然变到某一较暗状态，再逐渐变暗到最后熄灭．(2)因R1<R2，即I1>I2，小灯泡在K断开后电流从原来的向右突然变为向左(方向相反)，然后再逐渐变小，最后为零，所以灯泡在K断开后先变得比原来更亮，再逐渐变暗到熄灭．答案：(1)先突然变到某一较暗状态，再逐渐变暗到最后熄灭．(2)所以灯泡在K断开后先变得比原来更亮，再逐渐变暗到熄灭．12．我们用来煮食物的炉子有各种各样的款式，它们的工作原理各不相同，有以天然气、液化石油气等作燃料的，例如天然气炉，还有直接以电热方式加热的，例如电饭锅．下面介绍的是以电磁感应原理生热的电磁炉，如图所示是描述电磁炉工作原理的示意图，炉子的内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时，会产生磁场，这个磁场的大小和方向是随电流不断变化的，这个变化的磁场又会使放在电磁炉上面的铁质(或钢铁)锅底内产生感应电流，由于锅底有电阻，所以感应电流又会在锅底产生热效应，这些内能便能起到加热物体的作用从而煮熟食物．电磁炉的特点是：效率比一般的炉子都高，炉面无明火，无烟无废气，火力强劲，安全可靠．因为电磁炉是由电磁感应产生电流，利用电流的热效应产生热量，所以不是所有的锅或器具都适用．对于锅的选择，方法很简单，只要是锅底能被磁铁吸住的就能用．适用于电磁炉的烹饪器具有不锈钢锅、不锈钢壶、平底铁锅；不适用的有陶瓷锅、圆底铁锅、耐热玻璃锅、铝锅、铜锅等．(1)在电磁炉加热食物的过程中涉及的物理原理有(回答三个即可)：①________________________________________________________________________；②________________________________________________________________________；③________________________________________________________________________.(2)电磁炉所用的锅不能用陶瓷锅、耐热玻璃锅的原因是________________________；电磁炉所用的锅不能用铝锅、铜锅的原因是_______________________________________________________________________________ _________________________________________________________________.(3)在锅和电磁炉中间放置一纸板，电磁炉还能起到加热作用吗？为什么？答案：(1)①电流的磁效应(或电生磁) ②电磁感应现象(或磁生电) ③电流的热效应(或焦耳定律)(2)瓷和玻璃不能产生电磁感应现象铝、铜的导磁性太差，效率低(3)能起到加热作用，因为线圈产生的磁场能穿透纸板到达锅底，在锅底产生感应电流，利用电流的热效应起到加热作用．。