第三讲 自感和互感 涡流 电磁阻尼和电磁驱动

PQ 、 MN ，当 PQ 在外力作用下运动时， MN 在磁场力作用下向右运动，
L
决定。
1
要点三、自感系数 自感系数是表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量，简称为自感或
电感，用 L 表示。
要点诠释： （1）大小：线圈长度越长，线圈横截面积越大，单位长度上匝数越多，
线圈的自感系数越大；线圈有铁芯比无铁芯时自感系数大得多。 （2）物理意义：表征线圈产生自感电动势本领大小的物理量，数值上等
第三讲： 自感和互感 涡流 电磁阻尼和电磁驱动
知识要点
1.自感现象 2.自感电动势与自感系数 3.涡流 4.电磁阻尼、电磁驱动
学习目标： 1．了解互感和自感现象，以及对它们的利用和防止。 2．能够通过电磁感应有关规律分析通电、断电时自感现象的成因，以及磁场 的能量转化问题。 3．了解自感电动势的计算式，知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量， 知道它的单位。 4、了解涡流是怎么产生的，了解电磁阻尼和电磁驱动。 5、了解涡流现象的利用和危害。 6、通过对涡流实例的分析，了解涡流现象在生活和生产中的应用。
的条件是什么？
要点八、电路中电流大小变化的判断方法 在进行分析计算时，要注意：①如果电感线圈的直流电阻为零，那么电
路稳定时可认为线圈短路；②在电流由零增大的瞬间可认为线圈断路。
要点九、涡流 当线圈中的电流随时间变化时，线圈附近的任何导体中都会产生感应电
流，电流在导体内自成闭合回路，很像水中的旋涡，把它叫做涡电流，简称 涡流。
电磁驱动的原因分析：如图所示，当蹄形磁铁转动时，穿过线圈的磁通 量发生变化，由楞次定律知，线圈中有感应电流产生，以阻碍磁通量变化， 线圈会跟着一起转动起来。 要点诠释：
线圈转动方向和磁铁转动方向相同，但转速小于磁铁转速，即同向异步。
课堂学习
题型一、互感现象产生的条件
例 1. 如图所示，水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒
于通过线圈的电流在1s 内改变 lA 时产生的自感电动势的大小。
（ 3 ） 单 位 ： 亨 利 （ 符 号 H ）， 1 亨 = 103 毫 亨 = 106 微 亨
（1H 103 mH 106 H ）。
要点四、电感和电阻的比较 1．阻碍作用:
电阻 R 对电流有阻碍作用，电感 L 对电流的变化有阻碍作用。
线圈对稳定电流的阻碍作用，是由绕制线圈的导线的电阻决定，对稳定电流 阻碍作用的产生原因，是金属对定向运动电子的阻碍作用。
而线圈对变化电流的阻碍作用，是由线圈的自感现象引起的，当通过线 圈中的电流变化时，穿过线圈的磁通量发生变化，产生自感电动势，阻碍线 圈中电流变化。
2．两种阻碍作用产生的效果不同
在通电线圈中，电流稳定值为 E／RL ，由此可知，线圈的稳态电阻决定
要点二、自感现象 1．实验
如图甲所示，首先闭合 S 后调节 R ，使 A1、A2 亮度相同，然后断开开关。
再次闭合 S ，灯泡 A2 ＿＿＿＿而跟线圈 L 串联的灯泡 A1 ＿＿＿＿＿。
课前检测
要点一、互感现象 两个相互靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它 所产生的变化的
磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫互感．利用互感现象可 以把能量由一个线圈传递到另一个线圈．
了电流的稳定值。
L 越大，电流由零增大到稳定值的时间越长，也就是说，线圈对变化电
流的阻碍作用越大，电流变化的越慢。 总之，稳态电阻决定了电流所能达到的稳定值，对变化电流的阻碍作用
决定了要达到稳定值所需的时间。
要点七、在断电自感中，灯泡是否闪亮一下的判断方法
如图所示电路中，当开关 S 断开后，灯泡 A 是否会闪亮一下？闪亮一下
2
要点诠释： 1．涡流产生的原因: 涡流是一种特殊的电磁感应现象，当把块状金属放在变化的磁场中，或
者让它在非均匀磁场中运动，金属块内就产生感应电流，因为金属块本身可 自行构成闭合回路，且块状金属导体的电阻一般情况下很小，所以产生的涡 流通常是很强的。
2．涡流的防止: 电动机、变压器的线圈中有变化的电流，因而在铁芯中产生了涡流，不 仅浪费了能量，还可能损坏电器，因此，要想办法减小涡流。为了达到减小 涡流的目的，采用了电阻率大的硅钢做铁芯的材料，并把硅钢做成彼此绝缘 的薄片，这样，就大大减小了涡流。 3．涡流的利用: 用来冶炼合金钢的真空冶炼炉，炉外有线圈，线圈中通入反复变化的电 流，炉内的金属中就产生涡流。涡流产生的热量使金属达到很高的温度并熔 化。利用涡流冶炼金属的优点是整个过程能在真空中进行，这样就能防止空 气中的杂质进入金属，可以冶炼高质量的合金。
要点十、电磁阻尼 当导体在磁场中运动时，如果导体中出现涡流，即感应电流，则感应电
流会使导体受到安培力作用，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象 叫做电磁阻尼。
要点诠释： 电磁阻尼在实际中有很多应用，课本上讲的使电学仪表的指针很快的停
下来，就是电磁阻尼作用。电磁阻尼还常用于电气机车的电磁制动器中。
2．大小因素: 电阻越大，对电流的阻碍越大，产生的电势差越大； 电感越大，对电流的变化阻碍作用越大，产生的自感电动势越大。 3．决定因素:
电阻 R 决定于导体长度、横截面积、材料电阻率； 电感 L 决定于线圈长度、横截面积、匝数、有无铁芯等。
4．联系: 电感和电阻都是反映导体本身性质的物理量。
要点六、线圈对变化电流的阻碍作用与对稳定电流的阻碍作用的比较 1．两种阻碍作用产生的原因不同
2．结论
由于通过线圈自身的电流发生变化时，线圈本身产生感应电动势的现象
叫自感现象。由于自感而产生的感应电动热叫自感电动势。
要点诠释：
1．自感电动势的作用：
总是阻碍导体中原电流的变化，即总是起着推迟电流变化的作用。
2．自感电动势的方向：
增反减同
3．自感电动势大小：
E自
L
i t
，大小由电流变化的快慢和自感系数
要点诠释： （1）互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生于绕在同一铁芯
上的两个线圈之间，而且可以发生于任何相互靠近的电路之间。 （2）互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路。变压器就是利用
互感现象制成的。 （3）在电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，应设法减小
电路间瞬间，＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。