第六、七节 自感、互感 涡流、电磁阻尼及电磁驱动 【学习目标】
1、知道互感自感现象以及互感现象在电工和电子技术中的应用及产生原因
2、理解自感电动势的作用,会解释通电自感和断电自感
3、知道涡流对我们有不利和有利的两方面,以及如何利用和防止。知道电磁阻尼和电磁驱动
预 习 案
使用说明及学法指导
1.先通读教材P22-P28理解并熟记感应电动势表达式。完成教材助读,再读教材或查阅资料,解决问题,检测效果。文档收集自网络,仅用于个人学习 2.独立完成限时15分钟。
Ⅰ教材助读
1、两个线圈间没有导线相连,但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 。这种现象叫做 。这种感应电动势叫做 。
文档收集自网络,仅用于个人学习 2、当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场不仅在临近的电路中激发
出 。同样也在他它本身激发出感应电动势这种现象称为 由于自感而产生的感应电动势叫做 文档收集自网络,仅用于个人学习 3、自感系数是表示 的物理量,简称为 或 ,用 L表示与线圈的 、 、 、有无 等因素有关。
文档收集自网络,仅用于个人学习 4、磁场具有 能。
探 究 案
Ⅰ.学始于疑
1.自感电动势几乎干点董事的产生原因?
2.自感电动势的大小由谁决定? Ⅱ.质疑探究——质疑解疑、合作探究 探究点一、学习过程: (1)法拉第实验: 分析
A、 分析右边线圈中电流 时,造成磁场 ,(作出铁心内磁感线形状)影响左侧线
圈磁场
B、两个线圈之间并没有导线相连,但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。这种现象叫做 ,这种感应电动势叫做 。
文档收集自网络,仅用于个人学习 利用互感现象可以把 由一个线圈传递到另一个线圈。变压器就是利用互感现象。 应用:典型事例
(1)收音机里的“磁性天线”利用互感将广播信号从一个线圈传送给另一线圈
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(2)延时继电器-------见后面练习
探究点二:自感现象自感、互感
问题1. 通电自感现象
如图所示,当开关S闭合时,电路中会产生自感现象,称为通电自感,回答下面几个问题:
(1) A1、A2是规格完全一样的灯泡。闭合电键S,调节变阻器R,使A1、A2亮度相同,再调节R1,使两灯正常发光,然后断开开关S。重新闭合S,观察到什么现象? 文档收集自网络,仅用于个人学习
现象:灯泡A2 ,跟线圈L串联的灯泡A1 (观察亮暗情况随时间变化的情况)
文档收集自网络,仅用于个人学习 请分析:该现象是如何实现的?--------通电自感过程分析
电路接通时,电流由零 ,穿过线圈L的磁通量 ,L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向 ,阻碍L中电流 ,即 了电流达到正常值的时间。
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问题2.断电自感现象、教材图4.6-3 接通电路,待灯泡A正常发光。然后断开电路,观察到什么现象?文档收集自网络,仅用于个人学习 现象:灯泡A2 (观察亮暗情况随时间变化的情况) 分析:该现象是如何实现的?-----断电自感过程分析
电路断开时,电流由正常时的I逐渐 ,穿过线圈L的磁通量逐
渐 ,L中产生的感应电动势的方向与原来的电流方向 ,阻碍L中电流 ,即 了电流减小到零的时间。文档收集自网络,仅用于个人学习 总结归纳------自感电动势的作用: 导体中原来电流的 。文档收集自网络,仅用于个人学习 1)导体中原电流增大时,自感电动势 它 。
2)导体中原电流减小时,自感电动势 它 。
“阻碍” “阻止”,电流还是 (填“变化”或者“不变化”)的
针对训练1.关于自感现象,下列说法中正确的是( )
A.自感现象是线圈自身的电流变化而引起的.自感电动势总是阻止原电流的变化 C.自感电动电磁感应现象
B势的方向总与原电流方向相反
D.自感电动势的方向总与原电流方向相(3)自感电动势: 问题3.自感电动势的大小:阅读教材完成下列题目 自感电动势公式:
自感系数:
(1)符号:
(2)影响自感系数的几个因素:
越大,L越 越多,L越 有 ,L更大些
(3)单位: 简称 ,符号 常用单位: 、 (符号: 、 )文档收集自网络,仅用于个人学习
(4)能量转化:
以断电自感过程为例:问题:在断电自感的实验中,为什么开关断开后,灯泡的发光会持续一段时间?甚至会比原来更亮?试从能量的角度加以讨论。文档收集自网络,仅用于个人学习 开关闭合时线圈中有 ,电流产生 ,能量储存在 中,开关断开时,线圈作用相当于 ,把 中的能量转化成电能。文档收集自网络,仅用于个人学习 针对训练1.关于某一线圈的自感系数,下列说法中正确的是( ) A.线圈中电流变化越大,线圈的自感系数越大 B.线圈中电流变化得越快,线圈的自感系数越大 C.若线圈中通入恒定电流,线圈自感系数为零 D.不管电流如何变化,线圈的自感系数不变
探究点三、涡流、电磁阻尼及电磁驱动 问题1、涡流
1)电磁炉为何能烧水?高考检测仪为何能探测金属?
电磁炉插上电以后,很快锅里面的水烧开了,让同学们过来摸摸炉盘,看看锅底,1、没有火苗,也没有看到烟,而且锅底也没有变黑,水为什么这么快烧开了?文档收集自网络,仅用于个人学习
2)为什么手可以放心的放在上面,而没有危险呢?
3)高考探测仪为什么能对一个学生带着手机进行探测,为什么能报警呢?
结论:涡流定义
4)涡流的应用与防止。 (1)真空冶炼炉 (2)高频焊接 (3)电磁炉
线圈 焊 导 接 处电 源 待焊接元件
防止:(1)变压器的铁芯设计
二.电磁阻尼1、定义:导体在磁场中运动时,感应电流使导体受到安培力的作用,安培力的方向总是阻碍导体的运动,这种现象称为电磁阻尼。文档收集自网络,仅用于个人学习 [演示1]电磁阻尼。
按照教材“做一做”中叙述的内容,演示电表指针在偏转过程中受到的电磁阻尼现象。
[演示2]如图所示,弹簧下端悬挂一根磁铁,将磁铁托起到某高度后释放,磁铁能振动较长时间才停下来。如果在磁铁下端放一固定线圈,磁铁会很快停下来。文档收集自网络,仅用于个人学习 上述现象说明了什么? 思考与讨论:
微安表的表头在运输时为何应该把两个接线柱连在一起?
三.电磁驱动 1、定义:如磁场相对于导体转动,在导体中会产生感应电流,感应电流使导体受到安培力的作用,安培力使导体运动起来——电磁驱动。文档收集自网络,仅用于个人学习
2、交流感应电动机就是利用电磁驱动的原理工作的。