自感现象 涡流

【变式 2】 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，自感系数也越大 B．线圈中的电流变化越快，自感系数也越大 C．插有铁芯时线圈的自感系数会变大 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 自感系数是由电感器本身的因素决定的，包括线圈的大 小、单位长度上的匝数，而且有铁芯时比无铁芯时自感系数要 大． 答案 C
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
甲图中，灯 A 与线圈 L 在同一支路，通过的电流相同；
断开开关 S 时，A、L、R 组成回路，由于自感作用，L 中电流 逐渐减小，灯不会闪亮一下，灯 A 将逐渐变暗，故 A 正确． 乙图中，电路稳定时，通过上支路的电流 IL>IA(因 L 的电阻很 小)；断开开关 S 时，由于 L 的自感作用，回路中电流在 IL 的 基础上减小，电流反向通过 A 的瞬间，A 中电流变大，然后渐 渐变小，所以灯 A 要闪亮一下，然后渐渐变暗，故 D 正确． 答案 AD
自感现象对电路的影响
【典例 1】 如图 3-6-3 所示，A1 和 A2 是完全相同的灯泡，线 圈 L 的电阻可以忽略，下列说法正确的是( )．
图3-6-3 A．合上开关 S 接通电路时，A2 先亮，A1 后亮，最后一样亮
B．合上开关 S 接通电路时，A1、A2 始终一样亮 C．断开开关 S 切断电路时，A2 立即熄灭，A1 过一会才熄灭 D．断开开关 S 切断电路时，A1、A2 都过一会才熄灭
一、自感现象及分析 通电自感的分析 (1)电路：如图 3-6-1 所示．
图3-6-1
(2)装置要求及作用：A1、A2 规格相同，R 的作用是使灯泡 A1、 A2 亮度相同，R1 的作用是使灯泡 A1、A2 均正常发光． (3)实验现象：S 合上时，A2 立即正常发光，A1 逐渐亮起来，稳 定后两灯亮度相同． (4)现象分析： 在接通的瞬间， 电路的电流增大， A2 立刻亮起来； 穿过线圈 L 的磁通量增加，线圈中产生感应电动势，这个感应 电动势阻碍线圈中电流的增大，不能使电流立即达到最大值， 所以 A1 只能逐渐亮起来．
(1)明确线圈对哪部分电路起作用． (2)明确线圈的作用：总是阻碍电路中电流的变化．电流增加， 线圈的自感阻碍它的增加，电流减小，线圈的自感又阻碍它的 减小．
【变式 1】 如图 3-6-4 所示，L 为一纯电感线圈 (直流电阻不计)，A 为一灯泡，下列 说法正确的是( )．
图3-6-4
A．开关 S 接通的瞬间，无电流通过灯泡
三、涡流及其应用 1．穿过导体的 磁通量 变化时，会在导体内部形成涡旋状 的 感应电流 ，叫做涡流． 2．电磁炉是利用涡流的 热效应 给物体加热的新型炉 灶．金属探测器 也是利用涡流工作的． 3．很多涡流是有害的，主要是产生 热量 ，浪费电能．变压器 的铁芯采用电阻很大的硅钢片，且硅钢片彼此绝缘，就是为了 减小变压器工作时铁芯中的涡流．
六 自感现象 涡流
1．知道什么是自感现象，什么是自感电动势． 2．知道什么是电感器以及影响自感系数大小的因素． 3．了解自感现象的应用与危害． 4．知道什么是涡流，了解涡流的应用与危害．
一、自感现象 1．当线圈中的电流发生变化时，电流的磁场随之变化，从而 引起穿过线圈的 磁通量 的变化，这会使线圈中产生感应电
动势．这种由于自身电流变化而在导体内产生的电动势 叫 自感电动势 ．这种现象叫自感现象 ． 2．自感电动势总是 阻碍 电流的变化．
二、电感器 1． 线路中的线圈叫做电感器， 电感器的性能用 自感系数 表示， 简称 自感 ． 2．电感器的自感系数与 线圈匝数 、 大小 、有无铁芯 有关． 3．交流通过电感器时，产生的自感电动势总是 阻碍 电流的变 化，即电感器对交流有 阻碍 作用． 4．老式的日光灯镇流器就是一个自感系数很大的电感器，在 电子镇流器中也要用到 电感器 ．
三、涡流的利用及防止 涡流的利用 (1)涡流的热效应．可以利用涡流来加热，例如电磁炉和高频感 应炉． (2)涡流的阻尼作用(称为电磁阻尼)，例如在一些电学测量仪表 中，利用电磁阻尼仪表的指针迅速地停在它所测出的刻度上， 以及高速机车制动的涡流闸等． (3)涡流探测，如探雷器等．
涡流的防止 要减小涡流，可采用的方法是把整块铁芯改成薄片叠压的铁 芯，增大回路电阻．例如电动机和变压器的铁芯都不是整块金 属．
特别提醒
灯泡的亮度由其电功率决定，功率越大，亮度越
2 U 高．由于 P＝I2R＝ R ，故增加灯泡两端的电压或通电电流，灯
泡都会变亮．
二、自感系数 (1)自感系数简称自感或电感，不同的线圈，在电流变化相同的 条件下，产生的自感电动势不同，电学中用自感系数来表示线 圈的这种特性． (2)线圈的长度越长，线圈的面积越大，单位长度上匝数越多， 线圈的自感系数越大，线圈中有铁芯比无铁芯时自感系数大．
5．由于自感现象，在电流很强或高压电路中，切断电源时开 关两端会产生电弧，造成对人员、设备的损伤．应采用安全开 关，防止电弧产生． 温馨提示 理想电感器对直流无阻碍，对交流有阻碍．
科目一考试 / 2016年科目一模 拟考试题
科目二考试 2016年科目二考试技巧 、考试内容、考试视频
解析
闭合开关时，由于自感电动势的作用，A1 电路中的电流
只能逐渐增大到与 A2 中的电流相同，故选项 A 正确，选项 B 错误；开关由闭合到断开，L 相当于电源，A1、A2、L 组成闭 合回路，电流由支路 A1 中的电流逐渐减小，故选项 C 错误， ：
自感现象的理解和应用
【典例 2】 下列说法中正确的是( )．
A．电路中电流越大，自感电动势越大 B．电路中电流变化越大，自感电动势越大 C．线圈中电流均匀增大，线圈的自感系数也均匀增大 D．线圈中的电流为零时，自感电动势不一定为零
解析
在自感一定的情况下， 电流变化越快， 自感电动势越大，
与电流的大小、电流变化的大小没有必然的关系，A、B 项错； 线圈的自感系数是由线圈本身的性质决定的，与线圈的大小、 形状、匝数、有无铁芯等有关，而与线圈的电流的变化率无关， C 项错． 答案 D
断电自感的分析 (1)电路：如图 3-6-2 所示．
图3-6-2
(2)装置要求：若线圈 L 的电阻较小，目的是接通电路的灯泡正 常发光时， 通过线圈的电流 IL 大于通过灯泡的电流 IA， 即 IL>IA. (3)实验现象：断开 S 时，发现灯泡 A 先闪亮一下，过一会儿才 熄灭． (4)现象分析：电路断开的瞬间，通电线圈的电流突然减小，穿 过线圈的磁通量也很快地减少，线圈中产生了感应电动势，此 感应电动势阻碍线圈 L 电流的减小．由于 S 断开后，L、A 形 成闭合回路，L 中的电流从 IL 逐渐减小，流过 A 的电流突然变 为 IL，然后再从 IL 逐渐减小到零，所以 A 先闪亮一下，再逐渐 熄灭．
B．开关 S 接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡 C．开关 S 断开的瞬间，无电流通过灯泡 D．开关 S 接通的瞬间及接通后电路稳定时，灯泡中均有从 a 到 b 的电流，而在开关断开瞬间灯泡中则有从 b 到 a 的电流
解析 开关 S 接通的瞬间，灯泡中的电流从 a 到 b；S 接通的 瞬间，线圈由于自感作用，通过它的电流逐渐增大．开关 S 接 通后，电路稳定时，纯电感线圈对电流无阻碍作用，将灯泡短 路，灯泡中无电流通过．开关 S 断开的瞬间，由于线圈的自感 作用，线圈中原有向右的电流将逐渐减小，该电流通过灯泡形 成回路，故灯泡中有从 b 到 a 的瞬间电流． 答案 B