互感和自感 涡流 电磁阻尼和电磁驱动【人教版】【学案】.ppt

* * 课时33　互感和自感　涡流　电磁阻尼和电磁驱动 　　课前导航 　　上课时，老师拿来了一个如图33－1甲所示的老式日光灯的镇流器，并用两节干电池作电源，按图33－1乙所示连接好电路．接着，老师问谁敢上来用手抓a、b两个接线头．胆大的李明心想：这有什么可怕的！两节干电池串起来，也不过是3 V的电压．于是他大胆地走上讲台，按照老师的指点，用两手分别抓住a、b两个接线头．老师问他有什么感觉，李明笑着说：“什么感觉也没有．”于是，老师断开开关S，只听见李明“哎哟”地尖叫了一声，并立即松开手． 　　 图33－1 　　请你思考： 　　1．李明发出尖叫声的原因是什么？ 　　2．镇流器在日光灯电路中的作用是什么？ 　　基础梳理 1．理解自感电动势的作用，会解释自感现象 2．知道决定自感系数的因素 3．了解自感现象的利弊以及对应的利用和防止 4．了解涡流的应用和减小涡流危害的方法 发展要求 1．知道互感现象是一种常见的电磁感应现象 2．知道自感现象是由于通过导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，知道自感系数的单位 3．了解涡流产生的原因，知道涡流的本质是感应电流 4．了解电磁阻尼和电磁驱动现象 基本要求 　　知识精析 　　一、互感现象 　　1．现象：一个线圈中的电流变化时，所产生的变化的磁场使另一线圈中的磁通量变化而产生的电磁感应现象． 　　2．应用：变压器、无线电接收等． 　　3．防止：相互靠近的两个电路之间的互感会影响各自的正常工作，需设法减小或消除． 　　二、自感 　　1．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．原理 　　当通过导体线圈(或回路)自身的电流发生变化时，该电流的磁场也发生变化，因而线圈内磁通量发生变化，产生电磁感应现象．因此，自感现象只是电磁感应现象的一种特殊情形，仍遵循电磁感应规律． 　　3．自感电动势：正比于自感电动势、正比于电流的变 化式ε= 　　4．自感系数(L)：由线圈的匝数、大小、形状和铁芯决定． 　　单位：亨利，1 H＝1 V·s/A 　　1 H＝103 mH＝106 μH 　　5．特点：自感电动势总是阻碍线圈中电流的变化． 　　6．通电自感 　　如图33－2所示，电路中两灯泡L1、 L2完全相同，闭合开关S后，调节R可 使L1、L2的亮度相同．断开开关S，重 新闭合后发现灯泡L2立即发光，而灯 泡L1则是逐渐亮起来的． 图33－2 　　开关S闭合的瞬间，灯泡L2的两端立即有电压，L2立即发光；而灯泡L1与线圈L串联，在接通电路的瞬间，电路中电流增大，穿过线圈L的磁通量随之增大，根据电磁感应的知识可知，线圈中将产生感应电动势，这个感应电动势阻碍线圈中电流的增大．由于这种阻碍作用使通过L1的电流逐渐增大，故灯泡L1是逐渐亮起来的． 　　7．断电自感 　　如图33－3所示，灯泡L1、L2正常发光．断开开关S的瞬间，灯泡L2立即熄灭，灯泡L1没有立即熄灭，反而会比原来更亮地闪一下(L的电阻小于L1的电阻时才会闪一下，为什么？)再慢慢变暗． 　　 图33－3 　　断开开关S的瞬间，通过线圈的电流减弱，穿过线圈的磁通量减少，线圈中产生的感应电动势阻碍原电流的减小，使原电流逐渐减小，这一电流经过L1所在的回路，使L1不会立即熄灭，而是比原来更亮地闪一下后再逐渐熄灭． 　　三、涡流 　　1．涡流的产生机理：处在磁场中的导体，只要磁场变化就会引起导体中的磁通量的变化，导体中就有感应电动势，这一电动势在导体内部构成回路，导体内就有感应电流，因为这种电流像水中的旋涡，所以称为涡流．在大块的金属内部，由于金属块的电阻很小，所以涡电流很大，能够产生很大的热量．严格地说，在变化的磁场中的一切导体内都有涡流产生，只是涡电流的大小有区别，以至一些微弱的涡电流就被我们忽视了． 　　2．涡流的利用：利用高频真空冶炼炉冶炼高纯度的金属；用探测器探测地雷、探测地下电缆也是利用涡流的工作原理；利用涡电流可以治疗疾病；利用涡流探伤技术可以检测导电物体上的表面和近表面缺陷、涂镀层厚度和热处理质量(如淬火透入深度、硬化层厚度、硬度等)；还有上海的磁悬浮列车是利用涡电流减速的…… 　　3．涡流的防止：防止涡流的主要途径是增大在变化的磁场中使用的金属导体的电阻，一是选用电阻率大的材料，二是把导体制作成薄片，薄片与薄片之间用绝缘材料相隔，这样增大电阻减小因涡电流损失的能量． 　　四、电磁阻尼 　　导体与磁场相对运动时，感应电流受到的安培力总是阻碍它们的相对运动，利用安培力阻碍导体与磁场间的相对运动就是电磁阻尼，磁电式仪表的指针能够很快停下，就是利用了电磁阻尼． “磁悬浮列车利用涡电流减速”其实也是一种电磁阻尼． 　　五、电