物理總第十章 電磁感應(yīng) 10-2-3 通電自感和斷電自感 渦流

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1、通電自感和斷電自感渦流0101020203030404備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練 課堂互動課堂互動 題組剖析題組剖析 規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié) 課堂互動課堂互動課堂互動課堂互動1.自感現(xiàn)象的四大特點 (1)自感電動勢總是阻礙原電流的變化.(2)通過線圈中的電流只能緩慢變化.(3)電流穩(wěn)定后,自感線圈相當(dāng)于普通導(dǎo)體.(4)線圈的自感系數(shù)越大,自感現(xiàn)象越明顯.自感電動勢只能延緩過程的進(jìn)行,不能使過程停止,更不能使過程反向.課堂互動課堂互動2自感中燈泡的“閃亮”與“不閃亮”問題 燈泡是否“閃亮”與流過它的電流的大小及變化有關(guān).燈泡閃亮后緩慢熄滅燈泡緩慢熄滅易錯辨析電路電路圖圖通電通電時時斷電斷電時時電流逐漸增大，燈泡

2、逐漸變亮電流突然增大，然后逐漸減小達(dá)到穩(wěn)定 電路中穩(wěn)態(tài)電流為I1、I2：若I2I1,燈泡逐漸變暗;若I2I1,燈泡閃亮后逐漸變暗。兩種情況燈泡中電流方向均改變電流逐漸減小，燈泡逐漸變暗，電流方向不變題組剖析題組剖析1(多選)如圖所示，在線圈上端放置一盛有冷水的金屬杯，現(xiàn)接通交流電源，過了幾分鐘，杯內(nèi)的水沸騰起來。若要縮短上述加熱時間，下列措施可行的有()A增加線圈的匝數(shù) B提高交流電源的頻率C將金屬杯換為瓷杯 D取走線圈中的鐵芯解析當(dāng)電磁鐵接通交流電源時，金屬杯處在變化的磁場中產(chǎn)生渦電流發(fā)熱，使水溫升高。要縮短加熱時間，需增大渦電流，即增大感應(yīng)電動勢或減小電阻。增加線圈匝數(shù)、提高交變電流的頻率

3、都是為了增大感應(yīng)電動勢。瓷杯不能產(chǎn)生渦電流，取走鐵芯會導(dǎo)致磁性減弱。所以選項A、B正確，C、D錯誤。答案AB題組剖析題組剖析2.(多選)如圖甲、乙所示的電路中,電阻R和自感線圈L的電阻值都很小,且小于燈泡A的電阻,接通S,使電路達(dá)到穩(wěn)定,燈泡A發(fā)光,則()A.在電路甲中,斷開S后,A將逐漸變暗B.在電路甲中,斷開S后,A將先變得更亮,然后才逐漸變暗C.在電路乙中,斷開S后,A將逐漸變暗D.在電路乙中,斷開S后,A將先變得更亮,然后才逐漸變暗解析題圖甲所示電路中,燈A和線圈L串聯(lián),電流相同,斷開S時,線圈上產(chǎn)生自感電動勢,阻礙原電流的減小,通過R、A形成回路,燈A逐漸變暗。題圖乙所示電路中,電阻

4、R和燈A串聯(lián),燈A的電阻大于線圈L的電阻,電流則小于線圈L中的電流,斷開S時,電源不給燈供電,而線圈L產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的減小,通過R、A形成回路,燈A中電流比原來大,變得更亮，然后逐漸變暗。答案AD題組剖析題組剖析3(2017北京理綜，19)圖甲和圖乙是教材中演示自感現(xiàn)象的兩個電路圖，L1和L2為電感線圈。實驗時，斷開開關(guān)S1瞬間，燈A1突然閃亮，隨后逐漸變暗；閉合開關(guān)S2，燈A2逐漸變亮。而另一個相同的燈A3立即變亮，最終A2與A3的亮度相同。下列說法正確的是()A圖甲中，A1與L1的電阻值相同B圖甲中，閉合S1，電路穩(wěn)定后，A1中電流大于L1中電流C圖乙中，變阻器R與L2的電阻值相同

5、D圖乙中，閉合S2瞬間，L2中電流與變阻器R中電流相等轉(zhuǎn)到解析甲乙題組剖析題組剖析轉(zhuǎn)回原題解析在圖甲中，斷開開關(guān)S1瞬間，L1與A1 構(gòu)成閉合回路，通過燈A1的電流與L1相同，又因燈A1突然閃亮，即通過A1電流增大，則可推出，閉合S1待電路穩(wěn)定后，通過L1 的電流大于通過燈A1電流，根據(jù)L1與A1并聯(lián)，所以L1的電阻小于A1的電阻，故選項A、B錯誤；在圖乙中，閉合開關(guān)S2，最終A2與A3亮度相同，即電流相同，所以L2與變阻器R的電阻相同；閉合開關(guān)S2的瞬間，L2中電流小于變阻器R中電流，故選項C正確，D錯誤。答案C甲乙題組剖析題組剖析題源：人教版選修32P14T7 1831年10月28日，法拉

6、第在一次會議上展示了他發(fā)明的圓盤發(fā)電機(如圖)。它是利用電磁感應(yīng)的原理制成的，是人類歷史上的第一臺發(fā)電機。據(jù)說，在法拉第表演他的圓盤發(fā)電機時，一位貴婦人問道：“法拉第先生，這東西有什么用呢？”法拉第答道：“夫人，一位剛剛出生的嬰兒有什么用呢？”圖乙是這個圓盤發(fā)電機的示意圖：銅盤安裝在水平的銅軸上，它的邊緣正好在兩磁極之間，兩塊銅片C、D分別與轉(zhuǎn)動軸和銅盤的邊緣接觸。使銅盤轉(zhuǎn)動，電阻R中就有電流通過。(1)說明圓盤發(fā)電機的原理。(2)圓盤如圖示方向轉(zhuǎn)動，請判斷通過R的電流方向。題組剖析題組剖析拓展1(多選)在上題中，若所加磁場為勻強磁場，回路的總電阻恒定，從左往右看，銅盤沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，下

7、列說法正確的是()A銅片D的電勢高于銅片C的電勢B電阻R中有正弦式交變電流流過C銅盤轉(zhuǎn)動的角速度增大1倍，流過電阻R的電流也隨之增大1倍D保持銅盤不動，磁場變?yōu)榉较虼怪庇阢~盤的交變磁場，則銅盤中有電流產(chǎn)生題組剖析題組剖析拓展2(2016全國卷，20)(多選)法拉第圓盤發(fā)電機的示意圖如圖所示。銅圓盤安裝在豎直的銅軸上，兩銅片P、Q分別與圓盤的邊緣和銅軸接觸。圓盤處于方向豎直向上的勻強磁場B中。圓盤旋轉(zhuǎn)時，關(guān)于流過電阻R的電流，下列說法正確的是( )A若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度恒定，則電流大小恒定B若從上向下看，圓盤順時針轉(zhuǎn)動，則電流沿a到b的方向流動C若圓盤轉(zhuǎn)動方向不變，角速度大小發(fā)生變化，則電流方向可

8、能發(fā)生變化D若圓盤轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，則電流在R上的熱功率也變?yōu)樵瓉淼?倍轉(zhuǎn)到解析題組剖析題組剖析轉(zhuǎn)回原題題組剖析題組剖析轉(zhuǎn)到解析題組剖析題組剖析轉(zhuǎn)回原題規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié) 在分析自感現(xiàn)象問題時，應(yīng)注意電路的結(jié)構(gòu)，弄清楚自感線圈L與用電器的串、并聯(lián)關(guān)系，明確原電流的方向，再判斷自感電流的方向及大小變化同時注意，L的自身電阻是不是能忽略不計在斷開開關(guān)時，還要看線圈和用電器能否形成回路 斷斷 通通II規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)1.對自感現(xiàn)象“阻礙”作用的理解(1)流過線圈的電流增加時，線圈中產(chǎn)生的自感電動勢阻礙電流的增加，使其緩慢地增加；(2)流過線圈的電流減小時，線圈中產(chǎn)生的自感電動勢阻礙原電流的減

9、小，使其緩慢地減小。2分析自感現(xiàn)象應(yīng)注意(1)通過自感線圈中的電流不能發(fā)生突變，即通電過程中，電流逐漸變大，斷電過程中，電流逐漸變小，此時線圈可等效為“電源”，該“電源”與其他電路元件形成回路；(2)斷電自感現(xiàn)象中燈泡是否“閃亮”的判斷：若斷電后通過燈泡的電流比原來強，則燈泡先閃亮，再慢慢熄滅。【備選訓(xùn)練】(2015全國卷，19)(多選)1824年，法國科學(xué)家阿拉果完成了著名的“圓盤實驗”。實驗中將一銅圓盤水平放置，在其中心正上方用柔軟細(xì)線懸掛一枚可以自由旋轉(zhuǎn)的磁針，如圖16所示。實驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)圓盤在磁針的磁場中繞過圓盤中心的豎直軸旋轉(zhuǎn)時，磁針也隨著一起轉(zhuǎn)動起來，但略有滯后。下列說法正確的是(

10、) A圓盤上產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢 B圓盤內(nèi)的渦電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動 C在圓盤轉(zhuǎn)動的過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量發(fā)生了變化 D圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成電流，此電流產(chǎn)生的磁場導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練轉(zhuǎn)到解析備選訓(xùn)練備選訓(xùn)練解析 把圓盤分割成無數(shù)根沿半徑方向的金屬條，圓盤運動過程中，半徑方向的金屬條在切割磁感線，在圓心和邊緣之間產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢，選項A正確；圓盤在徑向的輻條切割磁感線過程中，內(nèi)部距離圓心遠(yuǎn)近不同的點電勢不等而形成渦流，產(chǎn)生的磁場又導(dǎo)致磁針轉(zhuǎn)動，選項B正確；圓盤轉(zhuǎn)動過程中，磁針的磁場穿過整個圓盤的磁通量沒有變化，選項C錯誤；圓盤中的自由電子隨圓盤一起運動形成的電流的磁場方向沿圓盤軸線方向，不會使磁針轉(zhuǎn)動，選項D錯誤。 答案 AB轉(zhuǎn)回原題