1、 四重五步学习法让孩子终生受益的好方法1 让更多的孩子得到更好的教育 400-661-6666互感和自感、涡流一、目标与策略明确学习目标及主要的学习方法是提高学习效率的首要条件，要做到心中有数！学习目标： 知道什么是互感现象和自感现象。 知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。 能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因。 知道涡流是如何产生的，知道涡流对人类有利和有害的两方面，以及如何利用涡流和防止涡流。重点难点： 对自感现象的正确解释及自感电动势的作用 涡流的概念及其应用和防止学习策略： 多观察、多思考，不仅要观察实验现象，还要透过现象分析其本质。
2、同时要注意理论联系实际，这样才能使我们的知识成为有用的知识二、学习与应用（一）产生电磁感应现象的条件是什么？其大小和方向如何确定？（二）怎样从能量的角度来认识电磁感应现象中能量转化关系？“凡事预则立，不预则废”。科学地 预习才能使我们上课听讲更有目的性和针对性。我们要在预习的基础上，认真听 讲，做到眼睛看、耳朵听、心里想、手上记。知识要点 预习和课堂学习认真阅读、理解教材，尝试把下列知识要点内容补充完整，带着自己预习的疑惑认真听课学习。请在虚线部分填写预习内容，在实线部分填写课堂学习内容。课堂笔记或者其它补充填在右栏。预习和课堂学习更多知识点解析请学习网校资源 ID：ID：#tbjx3#277
3、115知识回顾复习学习新知识之前，看看你的知识贮备过关了吗？四重五步学习法让孩子终生受益的好方法2 让更多的孩子得到更好的教育 400-661-6666知识点一：互感现象（一）互感、互感电动势当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的 会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫做互感，这种感应电动势叫做互感电动势。如在法拉第的实验中两个线圈并没有用导线连接，当一个线圈中的电流变化时，在另一个线圈中会产生感应电动势。互感现象不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，且可发生于任何两个相互靠近的电路之间。（二）利用互感现象，可以把能量从一个线圈传递到另一个线圈，变压器就是利用互感现象制成的。（三）互
4、感现象是电磁感应现象中的一种，同样遵守 定律。知识点二：自感现象（一）自感电动势当导体中的电流发生变化时，它周围的磁场就随着变化，并由此产生磁通量的变化，因而在导体中就产生感应电动势，这个电动势总是 导体中原来电流的变化，此电动势即自感电动势。注意： “阻碍”不是“阻止” ，电流原来怎么变化还是怎么变，只是变化变慢了，即对电流的变化起 作用。（二）自感现象由于导体本身电流的变化而产生的电磁感应现象叫做自感现象。（三）自感电动势的大小（1）自感电动势的大小由法拉第电磁感应定律计算，它正比于通电线圈中磁通量的变化率 。具体地说：自感电动势正比于自身电流的变化 ，即 ，tItLIEt同时还与线圈的自
5、感系数 L 有关， 。LE（2）自感系数自感系数 L 由线圈本身的特性决定，线圈越长、单位长度上的匝数越多，横截面积越大，它的自感系数就越 。线圈增加了铁芯，自感系数就 。四重五步学习法让孩子终生受益的好方法3 让更多的孩子得到更好的教育 400-661-6666自感系数的单位：亨利，简称亨，符号是 。常用单位还有：毫亨（m H） 微亨（H）（四）自感电动势的作用根据楞次定律知，当线圈中的电流增加时，线圈中的自感电动势与电流方向 ，阻碍电流的增加，如图甲所示；当线圈中的电流减小时，线圈中的自感电动势与电流方向 ，阻碍电流减小（图乙） 。概而言之，自感电动势总是 线圈自身电流的变化。（五）自感现
6、象及其应用（1）大的通电线圈在断电时，会产生高压放电现象，此现象得到了很多应用，如日光灯启动、汽油机点火等，但高压放电现象也会造成仪器、设备的破坏，危及人身安全必须引起注意。（2）由于自感的作用，通电线圈中的电流不能发生突变，也就是说自感使得线圈中的电流变大或减小用的时间变长，起到“延时”作用，此现象在延时继电器中得到应用。例如图所示的电路中，A 1 和 A2 是完全相同的灯泡，线圈 L 的电阻可以忽略，下列说法中正确的是：（ ）A合上开关 K 接通电路时，A 2 先亮，A 1 后亮，最后一样亮B合上开关 K 接通电路时，A 1 和 A2 始终一样亮C断开开关 K 切断电路时，A 2 立刻熄灭
7、， A1 过一会儿才熄灭D断开开关 K 切断电路时，A 1 和 A2 都要过一会儿才熄灭解析：四重五步学习法让孩子终生受益的好方法4 让更多的孩子得到更好的教育 400-661-6666注意：当电路突然断开时，自感电动势产生的感应电流只是在原电流的大小的基础上逐渐变小到零，决不会超过原电流的大小。因此本题中，当 K 断开瞬间，A、B 灯的亮度不会超过稳定时的亮度。而在下图所示电路中，当 K 断开瞬间，灯 C 却更亮一下再熄灭，这是因为线圈 L的电阻小于灯 C 的电阻，电路稳定时有 IL IC，当 K 断开时，自感电流由 向通过灯 C，瞬间电流超过灯 C 原先稳定时的电流，所以灯 C 先亮一下再
8、熄灭。思考：在断电自感中，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。开关闭合时线圈中有电流，电流产生磁场，能量储存在磁场中，开关断开时，线圈作用相当于电源，把磁场中的能量转化成 能。知识点三：涡流、电磁阻尼和电磁驱动（一）涡流：穿过金属块的磁通量发生变化时，在金属块中产生的旋涡式的电流叫做涡流。涡流现象是电磁感应现象的一种情况，是由于穿过金属块的 发生变化，在金属块内产生感应电动势，从而使金属块内自成闭合回路中有电流产生，因此涡流产生也是电磁感应现象的一种，它的形成也遵从 规律。它的特殊之处在于感应电流不是在线状回路中产生，而是在块状金属中产生。（二
9、）涡流的防止由于涡流在导体中产生 ，浪费能量，在变压器和电动机等设备中应尽力避免。如图 1 所示，把绝缘导线绕在块状铁芯上，当变化的电流通过导线时，穿过铁芯的磁通量不断变化，铁芯中会产生很强的涡流，使铁芯大量发热，浪费大量的电能。为了减少涡流损失，通常用的方法是：增大铁芯的电阻率同时用多层彼此绝缘的薄硅钢片叠合成铁芯。如图 2 所示。这样，涡流被限制在狭窄的薄片之内，回路的电四重五步学习法让孩子终生受益的好方法5 让更多的孩子得到更好的教育 400-661-6666阻很大，涡流大大减弱，涡流损失大大降低。铁芯采用硅钢片，是因为这种钢比普通钢的电阻率大，可以进一步减少涡流损失，硅钢的涡流损失只有
10、普通钢的 1/51/4。图中电流和磁场方向是瞬间情况的示意 （三）涡流的运用在金属内感应的涡流能产生热效应。利用涡流的热效应可制成真空冶炼炉，冶炼高质量合金，制成炊具电磁炉等。这种加热方法与用燃料加热相比有很多优点：非接触式加热，热源和受热物件可以不直接接触；加热效率高，速度快，可以减小表面氧化现象；容易控制温度，提高加工精度；可实现局部加热；可实现自动化控制；可减小占地、热辐射、噪声和灰尘等。（四）电磁阻尼（1）当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力的方向总是导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。（2）电磁阻尼的运用：可以用来电磁制动，如电流表的线圈要绕在铝框上，铝框就是起这个
11、作用的。当被测电流通过线圈时，线圈带动指针和铝框一起转动。铝框在磁场中转动时产生涡流，磁场对这个涡流的作用力 它们的摆动，于是使指针能很快地稳定指到示数位置上。（五）电磁驱动磁场相对于导体或闭合电路运动时，就会在导体中形成涡流或在闭合电路中产生感应电流，这个感应电流在磁场中受到的安培力，使导体或闭合线圈 磁场运动的方向运动（也可能转动） ，这就是电磁驱动。电动机就是电磁驱动的实际运用。说明：无论是电磁阻尼还是电磁驱动都是电磁感应现象伴随的力学效应。四重五步学习法让孩子终生受益的好方法6 让更多的孩子得到更好的教育 400-661-6666类型一：自感现象的分析例 1、一个线圈的电流强度在均匀增
12、大，则这个线圈的（ ）A自感系数也将均匀增大B自感电动势也将均匀增大C磁通量也将均匀增大D自感系数、自感电动势都不变例 2、如图所示，线圈 L 的自感系数很大，且其电阻可以忽略不计，L 1、L 2 是两个完全相同的小灯泡，随着开关 S 闭合和断开的过程中，L 1、L 2 的亮度变化情况是（灯丝不会断） （ ）AS 闭合， L1 亮度不变，L 2 亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；S 断开，L 2 立即不亮，L 1 逐渐变亮BS 闭合，L 1 亮度不变，L 2 很亮；S 断开，L 1、L 2 立即不亮CS 闭合，L 1、L 2 同时亮，而后 L1 逐渐熄灭，L 2 亮度不变；S 断开，L 2 立即不
13、亮，L 1 亮一下才灭DS 闭合， L1、L 2 同时亮，而后 L1 逐渐熄灭，L 2 则逐渐变得更亮；S 断开，L 2立即不亮，L 1 亮一下才灭经典例题自主学习认真分析、解答下列例题，尝试总结提升各类型题目的规律和技巧，然后完成举一反三，以做到融会贯通。无星号题目要求同学们必须掌握，为基础题型，一个星号的题目综合性稍强。更多精彩和分析请学习网校资源 ID：#tbjx14# 277115四重五步学习法让孩子终生受益的好方法7 让更多的孩子得到更好的教育 400-661-6666总结升华： 举一反三：【变式】如图甲、乙所示的电路中，电阻 R 和自感线圈 L 的电阻都很小，且小于灯泡A 的电阻，
14、接通 S，使电路达到稳定，灯泡 A 发光，则（ ）A在电路甲中，断开 S 后，A 将逐渐变暗B在电路甲中，断开 S 后，A 将先变得更亮，然后才渐暗C在电路乙中，断开 S 后，A 将逐渐变暗D在电路乙中，断开 S 后，A 将先变得更亮，然后渐暗例 3、如图所示，A 和 B 是电阻为 R 的电灯，L 是自感系数较大的线圈，当 S1 闭合、S2 断开且电路稳定时， A、B 亮度相同，再闭合 S2，待电路稳定后将 S1 断开，下列说法中，正确的是：（ ）AB 灯立即熄灭BA 灯将比原来更亮一些后再熄灭C有电流通过 B 灯，方向为 cdD有电流通过 A 灯，方向为 ba四重五步学习法让孩子终生受益的好
15、方法8 让更多的孩子得到更好的教育 400-661-6666总结升华： 举一反三：【变式】如图，L 为一纯电感线圈（即电阻为零） ，R 是一灯泡。下列说法正确的是：（ ）A开关 S 接通瞬间无电流通过灯泡；B开关 S 接通后电路稳定时，无电流通过灯泡；C开关 S 断开瞬间无电流通过灯泡；D开关 S 接通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 S 断开瞬间，灯泡中有从 b 到 a 的电流。【变式二】2011北京卷 某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁心的线圈 L、小灯泡 A、开关 S 和电池组 E，用导线将它们连接成如图所示的电路检查电路后，闭合开关 S，小灯泡发
16、光；再断开开关 S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是 ( )A电源的内阻较大 B小灯泡电阻偏大C线圈电阻偏大 D 线圈的自感系数较大四重五步学习法让孩子终生受益的好方法9 让更多的孩子得到更好的教育 400-661-6666类型二：互感现象例 4、M 和 N 是绕在一个环形铁芯上的两个线圈，绕法和线路如图所示，现将开关K 从 a 处断开，然后合向 b 处，在此过程中，通过 R2 的电流方向是：A先由 c 流向 d，后又由 c 流向 dB先由 c 流向 d，后又由 d 流向 cC先由 d
17、流向 c，后又由 d 流向 cD先由 d 流向 c，后又由 c 流向 d总结升华： 举一反三：【变式】如图中 T 是绕有两组线圈的闭合铁芯，线圈的绕向如图所示，D 是理想的二极管，金属棒 ab 可在两平行的金属导轨上沿导轨滑行，磁场（匀强）方向垂直纸面向里，若电流计 中有电流通过，则 ab 棒的运动可能是 GA向左匀速运动 B向右匀速运动C向左匀加速运动 D向右匀加速运动四重五步学习法让孩子终生受益的好方法10 让更多的孩子得到更好的教育 400-661-6666类型三：涡流自感现象的分析例 5、如图所示，把一个闭合的轻质铝框放在蹄形磁体的两磁极之间，蹄形磁体和铝框都可以绕 OO 轴转动。当转动蹄形磁体时，铝框也跟着转动起来；当突然将转动的磁体制动，铝框也会立即停止转动。试解释上述现象。总结升华： 例 6、桌面上放一铜片，一条形磁铁的 N 极自上而下接近铜片的过程中(下图)，铜片对桌面的压力（ ）A增大 B减小 C不变 D无法判断是否变化
