物理自感现象涡流新人教版选修市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

3.6自感现象 涡流第1页教学目标教学目标 知识与能力：知识与能力：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原因。2、了解自感现象利用和危害预防。3、初步了解日光灯、电磁炉等家用电器工作自感原理。4、利用对自感现象想象培养想象能力，体验将物理知识应用于生活过程。5、体会科技结果对生活广泛影响，培养对涡流现象广泛、神奇应用产生兴趣。教具：教具：阻尼摆演示仪等第2页一、自感现象一、自感现象1 1、回顾：回顾：在做在做3.1-53.1-5（右图）试验时，（右图）试验时，因为线圈因为线圈A A中电流改变，它产生磁中电流改变，它产生磁 通量发生改变，磁通量改变在线圈通量发生改变，磁通量改变在线圈B B 中激发了感应电动势。中激发了感应电动势。互感。互感。思索：思索：线圈线圈A A中电流改变会引发线圈中电流改变会引发线圈A A中激发感应电动中激发感应电动势吗？势吗？2 2、自感现象：自感现象：因为导体因为导体本身电流发生改变而产生本身电流发生改变而产生 电磁感应现象叫做自感现象。电磁感应现象叫做自感现象。3 3、自感现象对电路影响、自感现象对电路影响观察两个试验观察两个试验第3页演示试验一：开关闭合时自感现象演示试验一：开关闭合时自感现象 A A1 1、A A2 2是规格完全一样灯泡。是规格完全一样灯泡。闭合电键闭合电键S S，调整变阻器，调整变阻器R R，使，使A A1 1、A A2 2亮度相同，再调整亮度相同，再调整R R1 1，使，使两灯正常发光，然后断开开关两灯正常发光，然后断开开关S S。重新闭合重新闭合S S，观察到什么现象？，观察到什么现象？灯泡灯泡A A2 2立刻正常发光立刻正常发光，跟线圈，跟线圈L L串联灯泡串联灯泡A A1 1逐步亮起逐步亮起来。来。现象：现象：要求和操作要求和操作：第4页 接通电路瞬间，电流增大，穿过线圈磁通接通电路瞬间，电流增大，穿过线圈磁通量也增加，在线圈中产生感应电动势，由楞次量也增加，在线圈中产生感应电动势，由楞次定律可知，它将妨碍原电流增加，所以定律可知，它将妨碍原电流增加，所以A1中电中电流只能逐步增大，流只能逐步增大，A1逐步亮起来。逐步亮起来。线线圈圈中中出出现现感感应应电电动动势势只只是是妨妨碍碍了了原原电电流流改改变变（增增加加），而而非非阻阻止止，所所以以虽虽延延缓缓了了电电流流改改变变进进程程，但但最最终终电电流流依依然然到到达达最最大大值值，A1最最终到达正常发光终到达正常发光分析分析：第5页按图连接电路。开关按图连接电路。开关闭合时电流分为两个闭合时电流分为两个支路，一路流过线圈支路，一路流过线圈L L，另一路流过灯泡，另一路流过灯泡A A。灯泡灯泡A A正常发光正常发光 把开关断开，注意观把开关断开，注意观察灯泡亮度察灯泡亮度演示试验二演示试验二：开关断开时自感现象开关断开时自感现象第6页 电路断开时，线圈中电流减小电路断开时，线圈中电流减小而造成磁通量发生改变，而造成磁通量发生改变，产生自感电产生自感电动势妨碍原电流减小，动势妨碍原电流减小，L中中电流只能电流只能从原值开始逐步减小，从原值开始逐步减小，S断开后，断开后，L与与A组成闭合回路，组成闭合回路，L中电流从中电流从A中流过，中流过，所以所以A不会马上熄灭，而能连续一段不会马上熄灭，而能连续一段发光时间发光时间要求要求：线圈线圈L电阻较小电阻较小现象现象：开关断开时，灯开关断开时，灯A先更亮后先更亮后再熄灭再熄灭分析分析：演示试验二：演示试验二：开关断开时自感现象开关断开时自感现象第7页用电路图分析试验二用电路图分析试验二第8页结论：1导导体体中中电电流流改改变变时时，本本身身产产生生感感应应电电动动势势，这这个个感应电动势感应电动势妨碍妨碍原电流改变原电流改变2 2自自感感现现象象：因因为为导导体体本本身身电电流流发发生生改改变变而而产产生生电电磁感应现象，叫做自感现象磁感应现象，叫做自感现象3 3自自感感电电动动势势：在在自自感感现现象象中中产产生生感感应应电电动动势势，叫叫做自感电动势做自感电动势注意注意：“妨碍妨碍”不是不是“阻止阻止”，电流原来怎么改变电流原来怎么改变还是怎么变，只是改变变慢了，即对电流改变起还是怎么变，只是改变变慢了，即对电流改变起延迟作用延迟作用。第9页二、电感器二、电感器 自感系数自感系数 1 1电感器：电路中线圈又叫电感器。电感器：电路中线圈又叫电感器。2 2、自感系数、自感系数L L：（1 1）描述电感器性能，简称）描述电感器性能，简称自感或电感自感或电感。（2 2）L L大大小小影影响响原原因因：由由线线圈圈本本身身特特征征所所决决定定，与与线线圈圈是是否否通通电电无无关关它它跟跟线线圈圈形形状状、长长短短、匝匝数数、有有没没有有铁铁芯芯等等原原因因相相关关，线线圈圈越越长长，单单位位长长度度上上匝匝数数越越多多，截截面面积积越越大大，自自感感系系数数就就越大，有铁芯时线圈自感系数比没有铁芯时要大得多越大，有铁芯时线圈自感系数比没有铁芯时要大得多3 3、电感器特征：妨碍电流改变，对交流电有妨碍作用。、电感器特征：妨碍电流改变，对交流电有妨碍作用。4 4、上节学到变压器，实际上也是电感器。、上节学到变压器，实际上也是电感器。第10页三、自感现象应用和预防三、自感现象应用和预防 1 1应应用用：在在各各种种电电器器设设备备、电电工工技技术术和和无无线线电电技技术术中中应应用用广广泛泛。如如日日光光灯灯电电子子镇镇流流器器中中，有有电电阻阻器器、电容器、电感器件电容器、电感器件第11页三、自感现象应用和预防三、自感现象应用和预防 2 2危危害害：在在切切断断自自感感系系数数很很大大，电电流流很很强强电电路路瞬瞬间间，产产生生很很高高自自感感电电动动势势，形形成成电电弧弧，在在这这类类电电路路中中应应采采取取特特制制开开关关，精精密密电电阻阻可可采采取取双双线线并并绕绕来来去去除除自感现象自感现象 第12页四、涡流及其应用四、涡流及其应用1 1变变压压器器在在工工作作时时，除除了了在在原原、副副线线圈圈产产生生感感应应电电动动势外，改变磁通量也会在铁芯中产生感应电流。势外，改变磁通量也会在铁芯中产生感应电流。普普通通来来说说，只只要要空空间间有有改改变变磁磁通通量量，其其中中导导体体就就会会产生感应电流，我们把这种感应电流叫做涡流产生感应电流，我们把这种感应电流叫做涡流2 2、应用：、应用：（1 1）新型炉灶）新型炉灶电磁炉。电磁炉。（2 2）金属探测器：飞机场、）金属探测器：飞机场、火车站安全检验、扫雷、探火车站安全检验、扫雷、探矿。矿。第13页四、涡流及其应用四、涡流及其应用3 3、预防：铁芯都用电阻率很大硅钢片叠成。、预防：铁芯都用电阻率很大硅钢片叠成。第14页一、一、自感现象自感现象：因为导体因为导体本身电流发生改变而产生本身电流发生改变而产生 电磁感应现象叫做自感现象。电磁感应现象叫做自感现象。二、两个演示试验：开关闭合和断开时自感现象。二、两个演示试验：开关闭合和断开时自感现象。电路图、要求、操作、电路图、要求、操作、现象现象、原因分析、原因分析三、三、电感器：在电路中，电感器：在电路中，线圈又叫电感器线圈又叫电感器。四、自感系数四、自感系数L L：1 1、描述电感器性能，简称、描述电感器性能，简称自感或电感自感或电感。2 2、L L大小影响原因：大小影响原因：由线圈本身特征所决定，与线圈是否通电由线圈本身特征所决定，与线圈是否通电无关无关它跟线圈形状、长短、匝数、有没有铁芯等原因相关，它跟线圈形状、长短、匝数、有没有铁芯等原因相关，线圈越长，单位长度上匝数越多，截面积越大，自感系数就越线圈越长，单位长度上匝数越多，截面积越大，自感系数就越大，有铁芯时线圈自感系数比没有铁芯时要大得多大，有铁芯时线圈自感系数比没有铁芯时要大得多第15页五、电感器主要作用：妨碍电流改变，对交流电五、电感器主要作用：妨碍电流改变，对交流电 有妨碍作用有妨碍作用六、六、自感现象应用和预防自感现象应用和预防 1应用：在各种电器设备、电工技术和无线电技术中应用：在各种电器设备、电工技术和无线电技术中 应用广泛。应用广泛。2危害：危害：在切断电路瞬间，形成电弧。不安全。在切断电路瞬间，形成电弧。不安全。七、七、涡流及其应用、预防。涡流及其应用、预防。第16页课堂练习和课外作业课堂练习和课外作业课堂练习：课堂练习：P P69 69 问题与练习问题与练习 1-5 1-5课外作业课外作业：P P6969 问题与练习问题与练习 1 1、2 2、4 4第17页 例例1 1.如图如图12-8-112-8-1所表示，电路中，所表示，电路中，L L为自感系数较为自感系数较大线圈，开关接通且稳定后大线圈，开关接通且稳定后L L上电流为上电流为1A1A，电阻，电阻R R上电上电流为流为0.5A0.5A，当，当S S突然断开后，突然断开后，R R上电流由上电流由 A A开始开始 ，方向是，方向是 .举例举例第18页 例例2、如图示电路，合上如图示电路，合上S时，发觉电流表时，发觉电流表A1向向右偏，则当断开右偏，则当断开S瞬间，电流表瞬间，电流表A1、A2指针偏转情指针偏转情况是：（况是：（）A.A1向左，向左，A2向右向右B.A1向右，向右，A2向左向左C.A1、A2都向右都向右D.A1、A2都向左都向左举例举例A第19页例例3、如图示电路，合上如图示电路，合上S时，发觉电流表时，发觉电流表A1向右偏，向右偏，则当断开则当断开S瞬间，电流表瞬间，电流表A1、A2指针偏转情况是：指针偏转情况是：（）A.A1向左，向左，A2向右向右B.A1向右，向右，A2向左向左C.A1、A2都向右都向右D.A1、A2都向左都向左举例举例A第20页例例4.如如图图所所表表示示，多多匝匝电电感感线线圈圈电电阻阻和和电电池池内内阻阻都都忽忽略略不不计计，两两个个电电阻阻阻阻值值都都是是R，电电键键S原原来来打打开开，电电流流为为I0，今今合合上上电电键键将将一一电电阻阻短短路路，于于是是线线圈圈有有自自感感电电动势产生，这电动势（动势产生，这电动势（）A.有妨碍电流作用，最终电流由有妨碍电流作用，最终电流由I0 降低到零降低到零 B.有妨碍电流作用，最终电流总小于有妨碍电流作用，最终电流总小于Io C.有妨碍电流增大作用，因而电流有妨碍电流增大作用，因而电流Io保持不变保持不变 D.有妨碍电流增大作用，有妨碍电流增大作用，但电流最终还是增大到但电流最终还是增大到2 IoD第21页日光灯结构日光灯结构第22页镇流器镇流器开启时，产生高电压，帮助点燃；正常工开启时，产生高电压，帮助点燃；正常工作时感抗限制电流，保护灯管作时感抗限制电流，保护灯管第23页开启器开启器自动开关可用普通开关或短绝缘导线代替。自动开关可用普通开关或短绝缘导线代替。正常工作时不起作用，能够去掉。正常工作时不起作用，能够去掉。第24页 关于日光灯工作原理，以下说法正确（关于日光灯工作原理，以下说法正确（）A.镇流器镇流器作用是将交流电变为直流电作用是将交流电变为直流电B.在在日光灯开启阶段，日光灯开启阶段，镇流器能提供一个瞬时镇流器能提供一个瞬时高高 压，使灯管开始工作压，使灯管开始工作C.日光灯正常发光时，开启器两个触片是分离日光灯正常发光时，开启器两个触片是分离D.日光灯发出柔和白光是由汞原子受到激发后直日光灯发出柔和白光是由汞原子受到激发后直 接辐射接辐射BC第25页第26页