高中物理选修1-1原创《3.6自感现象涡流》课件ppt免费下载
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一、输电导线发热损失电能的计算:P损=I2R二、减少输电导线发热损失电能的方法: 减小输电线的R和I三、减小输电线的电阻的方法: 1、选用电阻率小的金属作导线材料 2、增大导线的横截面 3、综合:多股绞线——钢芯铝线四、减小输电线的电流方法——提高输电电压 P输=UI五、高压输电全过程;示意图和有关计算六、电网供电: 网络化,国际化。经济、可靠、质量高
走在大街上,在无轨电车转弯时,常常可以看到电车的弓形拾电器与电线接触的位置打出火花来,这种现象是怎么产生的?学过这节课你就能找到答案。
生活中还有哪些与此相似的现象呢?请同学们通过观看视频来了解一下。
生活中的自感现象
断电自感现象
3.6 自感现象
知识与能力 1.知道什么是自感现象。 2.了解什么是电感器。 3.了解什么是涡流。 4.初步了解日光灯、电磁炉等家用电器工作的自感原理。
过程与方法 利用对自感现象的想象培养想象能力,体验将物理知识应用于生活的过程。情感态度与价值观 体会科技成果对生活的广泛影响,培养对涡流现象的广泛、神奇的应用产生兴趣。
重点 1.自感现象。 2.自感系数。 3.涡流。难点 1.高压输电的原理。 2.怎样减少电能输送时的损失。
一.自感现象
二.电感器
三.涡流及其应用
1.回顾: 在做3.1-5(如右图)的实验时,由于线圈A中电流的变化,它产生的磁通量发生变化,磁通量的变化在线圈B中激发了感应电动势。——互感。
思考: 如果没有线圈B的存在,线圈A中电流的变化会引起线圈A中激发感应电动势吗?
2.自感现象: 由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫做自感现象。 如:没有线圈B的存在,线圈A中电流的变化引起磁通量的变化,也会在它自身激发感应电动势。
然而,自感现象对于电路有什么影响呢? 让我们通过下面两个演示实验共同探究这个问题。
1.实验器材: 规格完全一样的灯泡A1、A2,电键S,滑动变阻器R ,带铁芯的线圈L,电源,导线若干。
开关闭合时的自感现象
2.实验过程: 如上图,将灯泡A2与变阻器R串联,灯泡A1与带铁芯的线圈L串联,它们都连到同一个电源上。闭合开关,调整变阻器使两个灯泡亮度相同,然后断开开关S。 重新闭合S,观察到什么现象?
3.实验现象: 灯泡A2立刻正常发光,跟线圈L串联的灯泡A1逐渐亮起来。
4.过程分析:
接通电路的瞬间,电流增大,穿过线圈的磁通量也增加,在线圈中产生感应电动势,由楞次定律可知,它将阻碍原电流的增加,所以A1中的电流只能逐渐增大, A1逐渐亮起来。
开关断开时的自感现象
1.实验器材: 小灯泡A,电键S,滑动变阻器R ,带铁芯的线圈L,电源,导线若干。
2.实验过程: 如上图连接电路,开关闭合时,电流分为两个支路,一路流过线圈L,另一路流过灯泡A。灯泡A正常发光。 把开关S断开,注意观察小灯泡的亮度。
3.实验现象: 开始时灯泡A正常发光,然而当开关断开时,灯A先变得更亮后再熄灭。
4.过程分析: 电路断开时,线圈中的电流减小而导致磁通量发生变化,产生自感电动势阻碍原电流的减小,L中的电流只能从原值开始逐渐减小,S断开后,L与A组成闭合回路,L中的电流从A中流过,所以A不会立即熄灭,而能持续一段发光时间,过一段时间后才熄灭。
结论:
1.导体中电流变化时,自身产生感应电动势,这个感应电动势阻碍原电流的变化。 2.自感电动势: 在自感现象中产生的感应电动势,叫做自感电动势。 注意:是 “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,即对电流的变化起延迟作用。
1.电感器: 电路中的线圈又叫电感器。2.自感系数L: (1)描述电感器的性能的,简称自感或电感。 (2)L大小影响因素:由线圈本身的特性所决定,与线圈是否通电无关.它跟线圈的形状、长短、匝数、有无铁芯等因素有关,线圈越长,单位长度上的匝数越多,截面积越大,自感系数就越大,有铁芯时线圈的自感系数比没有铁芯时要大得多。
3.电感器的特性: 阻碍电流的变化,对交流电有阻碍作用。
4.上节学到的变压器,实际上也是电感器。 为了与自感线圈相区别,有时说变压器时一种互感器。5.应用: 自感现象在电工技术和电子技术有广泛的应用。 如日光灯电子镇流器中有电阻器、电容器、电感器。
日光灯电子镇流器中有电阻器、电容器、电感器
日光灯镇流器
日光灯的构造
镇流器结构
启动器结构
6.危害: 在切断自感系数很大,电流很强的电路的瞬间,产生很高的自感电动势,形成电弧,在这类电路中应采用特制的开关,精密电阻可采用双线并绕来清除自感现象。
有自感的电路被切断时可能产生有危害的电弧
1.涡流: 通过上面的学习我们认识到,变压器原线圈中的电流不仅在副线圈中产生感应电动势,还会在原线圈自身产生感应电动势。 其实,变压器铁芯也是导体,变化的磁通量也会在铁芯中产生感应电流。 一般来说,只要空间有变化的磁通量,其中的导体中就会产生感应电流。一般我们把这种感应电流叫做涡流。
2.应用: (1)电磁炉 涡流同其他电流一样,通过电阻时会产生热。利用涡流的热效应可以制成一种新型炉灶——电磁炉 在电磁炉的炉盘下有一个线圈,里面通过交变电流,它能使炉盘上面得金属中产生涡流,从而生热。
(2)金属探测器 用于安全检查的“门”。导线沿着“门框”绕城线圈,金属物品通过“门”时产生涡流,涡流的磁场又反过来影响线圈中的电流,引发报警。
3.危害: 涡流的热效应在许多场合是有害的。 如,在电机、变压器中,为了增强磁场,它们的绕组都绕在铁芯上。当绕组中通过交流时,在铁芯中产生涡流,这会使铁芯过热,消耗电能,破坏绝缘。
4.防止: 为了减少涡流,铁芯都用电阻率很大的硅钢片叠成。硅钢片的表面要经过处理,生成不导电的氧化层,可以进一步减小涡流。
硅钢片—
软磁性材料
1.自感现象(1)自感现象定义(2)开关闭合时的自感现象(3)开关断开时的自感现象2.电感器(1)电感器的定义(2)自感系数(3)日光灯电子镇流器3.涡流(1)涡流的定义(2)涡流的应用、危害及防止
【07海南卷】在如图所示的电路中,a、b为两个完全相同的灯泡,L为自感线圈,E为电源,S为开关,关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序,下列说法正确的是( )
A.合上开关,a先亮,b后亮;断开开关,a、b同时熄灭 B.合上开关,b先亮,a后亮;断开开关,a先熄灭,b后熄灭 C.合上开关,b先亮,a后亮;断开开关,a、b同时熄灭 D.合上开关,a、b同时亮;断开开关,b先熄灭,a后熄灭
C
【08年江苏卷】如图所示的电路中,三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接,电感的电阻忽略不计.电键K从闭合状态突然断开时,下列判断正确的有( ) A.a先变亮,然后逐渐变暗 B.b先变亮,然后逐渐变暗 C.c先变亮,然后逐渐变暗 D.b、c都逐渐变暗
AD
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
A
A. 有阻碍电流的作用,最后电流由I0 减少到零 B. 有阻碍电流的作用,最后电流总小于I0
C. 有阻碍电流增大的作用,因而电流I0保持不变 D. 有阻碍电流增大的作用,但电流最后还是增大到2I0
D
A. 镇流器的作用是将交流电变为直流电 B. 在日光灯的启动阶段,镇流器能提供一个瞬时高压,使灯管开始工作 C.日光灯正常发光时,启动器的两个触片是分离的 D.日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直接辐射的
BC
1.答:这个装置实际就是个变压器,所以当一个线圈中通有交变电流时,另一个线圈上能够产生感应电动势。 2.答:能,因为线圈还能形成通路。 3.答:在线圈中加入一根铁棒后,由于铁棒被磁化,所以跟不加铁棒相比,在加上相同的交变电流时,磁通量变化率大大增加。产生的感应电动势也将大大增加,线圈的自感系数也将增加。
4.答:交流电的频率提高后,磁通量的变化率变大,感应电动势、感应电流变大,涡流产生的热增加。 5.答:灯泡延时发光及闪亮一下,这时电能的来源应时磁场能。这个现象说明断电自感现象仍是遵守能量守恒定律的。
再见