zzy互感和自感+渦流、電磁電磁阻尼和驅(qū)動(dòng)

互感和自感現(xiàn)象法拉第和他的實(shí)驗(yàn)線圈

在法拉第的實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)線圈并沒(méi)有用導(dǎo)線連接，當(dāng)一個(gè)線圈中的電流變化時(shí)，在另一個(gè)線圈中為什么會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)呢？一、互感現(xiàn)象1.當(dāng)一個(gè)線圈中電流變化時(shí)，在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象，稱為互感?；ジ鞋F(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，稱為互感電動(dòng)勢(shì)。2.互感現(xiàn)象不僅發(fā)生于繞在同一鐵芯上的兩個(gè)線圈之間,且可發(fā)生于任何兩個(gè)相互靠近的電路之間.3、利用互感現(xiàn)象，可以把能量從一個(gè)線圈傳遞到另一個(gè)線圈。因此，互感現(xiàn)象在電工技術(shù)和電子技術(shù)中有廣泛的應(yīng)用。收音機(jī)里的磁性天線.如：變壓器L

問(wèn)題：K接通瞬間，線圈L本身中會(huì)不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)？K分析：線圈中電流IL變化線圈中磁場(chǎng)B變化穿過(guò)線圈的磁通量變化線圈中有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫自感現(xiàn)象。自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì).自感現(xiàn)象和自感電動(dòng)勢(shì)通電瞬間演示1觀察開(kāi)關(guān)閉合瞬間兩個(gè)燈泡的發(fā)光情況

亮度？先后？演示2斷電瞬間觀察開(kāi)關(guān)斷開(kāi)瞬間燈泡的發(fā)光情況

立即熄滅，還是延遲熄滅？有沒(méi)有可能“閃亮”一下？分析：當(dāng)導(dǎo)體中原來(lái)的電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙其減小當(dāng)導(dǎo)體中原來(lái)的電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙其增大自感電動(dòng)勢(shì)的作用：阻礙導(dǎo)體中原來(lái)電流的變化。討論:小燈泡在熄滅之前是否要閃亮一下？LRK圖3abAE注意：1.不能認(rèn)為任何斷電現(xiàn)象燈都會(huì)閃一下當(dāng)IL>IA時(shí),會(huì)閃一下,再逐漸熄滅當(dāng)IL<IA或

IL=IA時(shí),不會(huì)閃,逐漸熄滅2．?dāng)嚯妼?shí)驗(yàn)中，線圈的電流方向不變，而燈電流方向與原來(lái)方向相反3.原來(lái)的IL和IA哪一個(gè)大，要由L的直流電阻RL與A的電阻RA的大小來(lái)決定。如果RL≥RA，則IL≤IA；如果RL<RA，則IL>IA。二、自感現(xiàn)象1.由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，叫自感現(xiàn)象。2.自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì).3.自感電動(dòng)勢(shì)的作用：阻礙導(dǎo)體中原來(lái)的電流變化。

注意：“阻礙”不是“阻止”，電流原來(lái)怎么變化還是怎么變，只是變化變慢了，即對(duì)電流的變化起延遲作用。自感電動(dòng)勢(shì)的方向增反減同

導(dǎo)體電流增加時(shí)，阻礙電流增加，此時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電流方向相反；導(dǎo)體電流減小時(shí)，阻礙電流減小，此時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電流方向相同.b1)為了使燈泡閃亮效果更明顯對(duì)線圈L應(yīng)該有什么樣的要求?討論:2)為了使燈泡持續(xù)更長(zhǎng)時(shí)間對(duì)線圈L應(yīng)該有什么樣的要求?三、自感系數(shù)4.自感電動(dòng)勢(shì)的大?。悍治觯孩僮愿须妱?dòng)勢(shì)的大小正比于穿過(guò)線圈的磁通量的變化率②磁通量的變化是由流過(guò)線圈的電流變化引起的與電流的變化率成正比自感電動(dòng)勢(shì)的大小與電流的變化快慢有關(guān)三.自感系數(shù)1、決定線圈自感系數(shù)的因素：2、自感系數(shù)的單位：亨利，簡(jiǎn)稱亨，符號(hào)是H常用單位：毫亨mH

微亨μH3、物理意義：表征線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)本領(lǐng)大小的物理量；在數(shù)值上等于通過(guò)線圈的電流在1s內(nèi)改變1A時(shí)產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)的大小

實(shí)驗(yàn)表明，線圈越大,越粗,匝數(shù)越多，自感系數(shù)越大。另外，帶有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒(méi)有鐵芯時(shí)大得多。比例系數(shù)L稱為自感系數(shù)，簡(jiǎn)稱自感或電感線圈本身因素決定四、磁場(chǎng)的能量問(wèn)題：在斷電自感的實(shí)驗(yàn)中，為什么開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，燈泡的發(fā)光會(huì)持續(xù)一段時(shí)間？甚至?xí)仍瓉?lái)更亮？試從能量的角度加以討論。

開(kāi)關(guān)閉合時(shí)線圈中有電流，電流產(chǎn)生磁場(chǎng)，能量?jī)?chǔ)存在磁場(chǎng)中，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，線圈作用相當(dāng)于電源，把磁場(chǎng)中的能量轉(zhuǎn)化成電能?！皥?chǎng)”是有能量的

當(dāng)線圈中電流變化時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)都要阻礙線圈中電流的變化，使線圈中的電流不能“突變”“電慣性”大小決定于線圈的自感系數(shù).“電慣性”自感現(xiàn)象的應(yīng)用和防止

1應(yīng)用：在交流電路中、在各種用電設(shè)備和無(wú)線電技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用。如日光燈的鎮(zhèn)流器等。

2防止：在切斷自感系數(shù)很大、電流很強(qiáng)的電路的瞬間，產(chǎn)生很高的電動(dòng)勢(shì)，形成電弧，在這類電路中應(yīng)采用特制的開(kāi)關(guān)。

由于兩根平行導(dǎo)線中的電流方向相反，它們的磁場(chǎng)可以互相抵消，從而可以使自感現(xiàn)象的影響減弱到可以忽略的程度。雙線繞法消除自感現(xiàn)象電感器的應(yīng)用24課堂練習(xí)：1、關(guān)于自感現(xiàn)象，正確的說(shuō)法是：（）A、感應(yīng)電流一定和原電流方向相反；B、線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)較大的其自感系數(shù)一定較大；C、對(duì)于同一線圈，當(dāng)電流變化越大時(shí)，線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)也越大；D、自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙原來(lái)電流變化的。D2、如圖AB是相同的小燈泡，L是帶鐵芯的線圈，電阻不記，調(diào)節(jié)R，電路穩(wěn)定時(shí)，兩燈泡都正常發(fā)光，則在開(kāi)關(guān)合上和斷開(kāi)時(shí)（）A、兩燈同時(shí)亮，同時(shí)滅B、合上S，B比A先達(dá)到正常發(fā)光狀態(tài)C、斷開(kāi)S，AB兩燈都不會(huì)立即滅，通過(guò)AB兩燈的電流方向都與原電流方向相同D、斷開(kāi)S時(shí)，A燈會(huì)突然閃亮一下后，再熄滅B3、如圖示電路，合上S時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表A1向左偏，則當(dāng)斷開(kāi)S的瞬間，電流表A1、

A2指針的偏轉(zhuǎn)情況是：（）A.A1向左，A2向右B.A1向右，A2向左C.A1、A2都向右D.A1、A2都向左LR2R1SA1A2B3、同上題的電路中，L是一帶鐵芯的線圈，R為電阻。兩條支路的直流電阻相等。那么在接通和斷開(kāi)電鍵的瞬間，兩電流表的讀數(shù)I1、I2的大小關(guān)系是（）

A、接通時(shí)I1<I2，斷開(kāi)時(shí)I1>I2；

B、接通時(shí)I2<I1，斷開(kāi)時(shí)I1=I2；

C、接通時(shí)I1>I2，斷開(kāi)時(shí)I1<I2；

D、接通時(shí)I1=I2，斷開(kāi)時(shí)I1<I2。R2LR1SA1A2B通、斷電自感的理解

圖4-6-2圖4-6-5圖4-6-7圖4-6-8§4.7渦流、電磁阻尼和電磁驅(qū)動(dòng)通入線圈的電流變化有感應(yīng)電流線圈中的磁場(chǎng)發(fā)生變化在周圍空間激發(fā)感生電場(chǎng)導(dǎo)體電流熱效應(yīng)發(fā)熱一、渦流(eddycurrent)1、定義：塊狀金屬在變化的磁場(chǎng)中或在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),金屬塊內(nèi)產(chǎn)生渦旋狀感應(yīng)電流，叫渦電流，簡(jiǎn)稱渦流。2、如圖所示，絕緣導(dǎo)線繞在金屬塊上，當(dāng)通以交變電流時(shí)，磁通量不斷變化，將產(chǎn)生渦流，由于金屬塊電阻小產(chǎn)生渦流很強(qiáng)，使鐵芯發(fā)熱浪費(fèi)電能。二、渦流的利用1、如圖所示的高頻感應(yīng)爐，利用渦流的熱效應(yīng)來(lái)熔化金屬。交流電的頻率越高，金屬熔爐中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)就越大，金屬材料的電阻率越小，產(chǎn)生的渦流熱效應(yīng)就越強(qiáng)。2、高頻感應(yīng)爐優(yōu)點(diǎn)：

速度快，溫度易控制，整個(gè)過(guò)程在真空中進(jìn)行，能避免有害雜質(zhì)混入被冶煉的金屬中，適于冶煉特種合金和特種鋼。高頻焊接機(jī)原理：線圈中通以高頻電流，內(nèi)部焊接工件由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生感應(yīng)電流，頻率越高，產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大。由于焊接縫處接觸電阻很大，放出的熱量很多，致使溫度升高將金屬熔化，焊接在一起。應(yīng)用于焊接自行車車架。二、渦流的利用二、渦流的利用

生活中的電磁爐，也是利用電磁感應(yīng)中的渦流的熱效應(yīng)來(lái)燒菜做飯的。二、渦流的利用線圈

探雷器的長(zhǎng)柄線圈中，通有變化的電流，在其周圍就產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，埋在地下的金屬物品，由于電磁感應(yīng)而形成渦流，渦流的磁場(chǎng)反過(guò)來(lái)又作用于線圈，使儀器報(bào)警。二、渦流的利用

機(jī)場(chǎng)、車站及重要場(chǎng)所的安檢門及工作人員手上的探測(cè)器，也是利用與探雷器類似的電磁感應(yīng)原理使儀器報(bào)警，來(lái)探測(cè)進(jìn)出人員身上攜帶的金屬物品。三、渦流的防止

變壓器和電動(dòng)機(jī)的鐵芯不采用整塊金屬，而是由許多相互絕緣的電阻率很大的薄硅鋼片疊合而成，目的就是為了減弱鐵芯中由于電磁感應(yīng)而產(chǎn)生的渦流的熱效應(yīng)，從而減少電能的損耗，同時(shí)避免破壞絕緣層，對(duì)電器起到了保護(hù)的作用。如圖所示，一條形磁鐵用細(xì)線懸掛在天花板上，細(xì)線從一水平金屬圓環(huán)中穿過(guò)．現(xiàn)將環(huán)從位置Ⅰ釋放，環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵到達(dá)位置Ⅱ.設(shè)環(huán)經(jīng)過(guò)磁鐵上端和下端附近時(shí)其加速度大小分別為a1和a2，重力加速度大小為g，則(

)．A．a(chǎn)1>g，a2>gB．a(chǎn)1<g，a2<gC．a(chǎn)1>g，a2<gD．a(chǎn)1<g，a2>g阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)“來(lái)拒去留”四、電磁阻尼(eletromagneticdamping)1、電磁阻尼現(xiàn)象：當(dāng)導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為電磁阻尼。思考與討論

用手晃動(dòng)微安表的表殼，發(fā)現(xiàn)指針來(lái)回振動(dòng)后，會(huì)因超出刻度所標(biāo)的偏轉(zhuǎn)范圍而卡住，而在車輛長(zhǎng)途運(yùn)輸微安表時(shí)，都要用導(dǎo)線把微安表兩個(gè)接線柱連在一起，這又是為什么？

微安表是一種高靈敏度，高精度電流表，表內(nèi)的指針因振動(dòng)會(huì)產(chǎn)生搖擺，劇裂搖擺會(huì)使微安表造成指針打偏、降低靈敏度、或失靈等。故在運(yùn)輸中，用導(dǎo)線短路兩接線柱，使內(nèi)部表頭線圈閉合產(chǎn)生磁阻，大大降低因外界的搖擺、振動(dòng)對(duì)表頭的影響。思考與討論為什么磁電式電表的線圈要用鋁框做骨架呢？繞有線圈的鋁框

電學(xué)測(cè)量?jī)x器要求指針的擺動(dòng)很快停下來(lái)，也是利用了鋁框中產(chǎn)生的渦流，從而通過(guò)磁場(chǎng)對(duì)這個(gè)渦流的作用力阻礙它們的擺動(dòng)，使指針能很快地指到示數(shù)的位置上。如圖所示，蹄形磁鐵的兩極間，放置一個(gè)線圈abcd，磁鐵和線圈都可以繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鐵如圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈的運(yùn)動(dòng)情況是(

)．A．俯視，線圈順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)與磁鐵相同B．俯視，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速與磁鐵相同C．線圈與磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，但轉(zhuǎn)速小于磁鐵轉(zhuǎn)速D．線圈靜止不動(dòng)阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)“來(lái)拒去留”五、電磁驅(qū)動(dòng)2、應(yīng)用：交流感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，家用電度表，車內(nèi)的速度計(jì)等。1、電磁驅(qū)動(dòng)：磁場(chǎng)相對(duì)于導(dǎo)體轉(zhuǎn)動(dòng)，在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力，安培力使導(dǎo)體跟著磁場(chǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為電磁驅(qū)動(dòng)。1、下列哪些措施是為了防止渦流的危害（）A、電磁爐所用的鍋要用平厚底金屬鍋B、磁電式電表的線圈常常用鋁框做骨架，把線圈繞在鋁框上C、變