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1、高中物理 高中物理 物理总复习：法拉第电磁感应定律 【考纲要求】1、知道法拉第电磁感应定律的内容 2、知道公式Ent与EBLv的区别与联系 3、会正确选用不同公式进行相关计算 4、知道自感现象、自感电动势、自感系数，知道自感现象的利弊及其利用与防止 5、了解日光灯的组成与电路，知道镇流器的工作原理和作用 6、知道涡流现象，了解其利用与防止技术。【考点梳理】考点一、法拉第电磁感应定律 一、感应电动势 1、感应电动势 在电磁感应现象中产生的电动势叫感应电动势。产生感应电动势的那部分导体相当于电源。只要穿过回路的磁通量发生改变，在回路中就产生感应电动势。2、感应电动势与感应电流的关系 感应电流的大小
2、由感应电动势和闭合回路的总电阻共同决定，三者的大小关系遵守闭合电路欧姆定律，即EIRr。二、法拉第电磁感应定律 要点诠释：1、法拉第电磁感应定律 感应电动势的大小跟穿过这一闭合电路的磁通量的变化率成正比。Ent，其中 n为线圈匝数。2、法拉第电磁感应定律内容的理解 （1）感应电动势的大小：Ent。公式适用于回路磁通量发生变化的情况，回路不一定要闭合。（2）不能决定 E 的大小，t才能决定 E 的大小，而t与之间没有大小上的联系。（3）当仅由 B 的变化引起时，则BEnSt；当仅由 S 的变化引起时，则SEnBt。（4）公式Ent中，若t取一段时间，则 E 为t这段时间内的平均值。当磁通量不是均
3、匀变化的，则平均电动势一般不等于初态与末态电动势的算术平均值。三、导体切割磁感线时的感应电动势 要点诠释：1、导体垂直切割磁感线时,感应电动势可用EBLv求出，式中 L 为导体切割磁感线的有效长度。若导线是曲折的，则 L 应是导线的有效切割长度。2、导体不垂直切割磁感线时，即 v 与 B 有一夹角，感应电动势可用sinEBLv求出。高中物理 高中物理 四、磁通量、磁通量变化量、磁通量变化率t的比较 要点诠释：1、是状态量，是某时刻穿过闭合回路的磁感线条数，当磁场与回路平面垂直时，BS。2、是过程量，它表示回路从某一时刻变化到另一时刻回路的磁通量的增量，即 21。3、t表示磁通量变化的决慢，即单
4、位时间内磁通量的变化，又称为磁通量的变化率。4、t的大小没有直接关系，这一点可与vvvt、相比较。需要指出的是很大，t可能很小；很小，t可能很大；0，t可能不为零（如线圈平面转到与磁感线平行时）。当按正弦规律变化时，最大时，0t；当为零时t最大。五、公式Ent与sinEBLv的区别与联系 Ent sinEBLv 区 别（1）求的是t时间内的平均感应电动势，E 与某段时间或某个过程相对应（1）求的是瞬时感应电动势，E 与某个时刻 或某个位置相对应（2）求的是整个回路的感应电动势，整个回路的感应电动势为零时，其回路某段导体的感应电动势不一定为零（2）求的是回路中一部分导体切割磁感线时产生的感应电动
5、势（3）由于是整个回路的感应电动势，因此电源部分不容易确定（3）由于是一部分导体切割磁感线的运动产生的，该部分就相当于电源 联 系 公式Ent和sinEBLv是统一的，当0t 时，E 为瞬时感应电动势，只是由于高中数学知识所限，现在还不能这样求瞬时感应电动势，而公式sinEBLv的 v 若代入v，则求出的 E 为平均感应电动势 六、导电液体“切割”磁感线问题 导电液体中存在着大量的离子，当离子通过磁场时受到安培力的作用而发生偏转，使 管子两侧出现电势差。处理此类问题时首先应建立流体模型圆柱体或长方体，其次明确 两点间的电势差与两点间的直导体棒切割磁场产生的电动势等效。考点二、自感现象及自感电动
6、势 一、互感、自感和涡流现象 1、互感现象 高中物理 高中物理 一个线圈中的电流变化，所引起的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势的现象叫互感现象。在互感现象中出现的电动势叫互感电动势，其重要应用之一是制成变压器。2、自感现象 （1）定义：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。自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。其主要应用之一是制成日光灯。（2）自感电动势：IELt 要点诠释：自感电动势的作用：总是阻碍导体中原电流的变化，即总是起着推迟电流变化的作用。自感电动势的方向：自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化，当原来电流增大时，自感电动势与原来电流方向相反；当原来电
7、流在减小时，自感电动势与原来电流方向相同。（3）自感系数：自感系数 L 简称为电感或自感，与线圈的形状、长短、匝数有关线圈的横截面积越大，线圈越长，匝数越密，它的自感系数越大；有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。其单位是亨利，1 H=310mH=610H。3、涡流 当线圈中的电流随时间发生变化时，线圈附近的任何导体都会产生感应电流，电流在导体内自成闭合回路，很像水的漩涡，把它叫做涡电流，简称涡流。二、灯泡闪亮的原因 如图所示，原来电路闭合并处于稳定状态，L 与 A 并联，其电流分别为LI和AI，方向都是从左向右。在断开 S 的瞬间，灯 A 中原来的从右向左的电流AI立即消失，但是灯 A
8、与线圈 L 组成一闭合回路，由于 L 的自感作用，其中的电流LI不会立即消失，而是在回路中逐渐减弱，并维持短暂的时间，此时间内灯 A 中有从左向右的电流通过，这时通过灯 A 的电流从LI开始减弱。如果LARR，则原来的电流LAII，在灯 A 熄灭之前要先闪亮一下；如果LARR，则原来的电流LAII，灯 A 逐渐熄灭不会闪亮一下。通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加与电流方向相反，此时含线圈 L 的支路相当于断开；断电时线圈产生的自感电动势与原电流方向相同，在与线圈串联的回路里，线圈相当于电源，它提供的电流从原来的LI逐渐减小，但流过灯泡 A 的电流方向与原来相反。三、日光灯的工作原理 如图
9、所示，当日光灯接通电源后，电源把电压加在启动器的两极之间，氖气放电发出辉光，辉光产生的热量使 U 形动触片膨胀伸长，跟静触片接触而把电路接通。电路接通后，氖气停止放电，U 形动触片冷却收缩，两个触片分离，电路断开。在电路突然中断的瞬间，由于镇流器中电流急剧减小，会产生很高的自感电动势，方向与原来电压的方向相同，这个自感电动势与电源电压加在一起，形成一个瞬时高压，加在灯管两端，使灯管中的气体开始放电，日光灯管成为电流的通路开始发光 镇流器的作用：（1）启动时产生瞬时高压 高中物理 高中物理 在启动器短路期间电流很大，当启动器断开的瞬间镇流器可产生很大的自感电动势加在灯管两端，使其中的气体电离导电
10、，灯管发光。（2）工作过程中降压限流，即在灯管正常发光时降低电压，使灯管电压小于电源电压。【典型例题】类型一、法拉第电磁感应定律的应用 例 1、(2015 安徽)如图所示，abcd 为水平放置的平行“匚”形光滑金属导轨，间距为 l。导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场，磁感应强度大小为 B，导轨电阻不计。已知金属杆MN 倾斜放置，与导轨成角，单位长度的电阻为 r，保持金属杆以速度 v 沿平行于 cd 的方向滑动（金属杆滑动过程中与导轨接触良好）。则 A电路中感应电动势的大小为sinBlv B电路中感应电流的大小为sinBvr C金属杆所受安培力的大小为2sinlvrB D金属杆的热功率为22sin
11、lrvB 【答案】B【解析】导体棒切割磁力线产生感应电动势 E=Blv，故 A 错误；感应电流的大小sinsinEBvIlrr，故 B 正确；所受的安培力为2sinlB lvFBIr，故 C 错误；金属杆的热功率222sinsinlB vQIrr，故 D 错误。【考点】考查电磁感应 知识。举一反三【变式】如图所示，水平放置的平行金属导轨，相距 L=0.50 m，左端接一电阻 R=0.20n，磁感应强度 B=0.40 T，方向垂直于导轨平面的匀强磁场，导体棒 ab 垂直放在导轨上，并能无摩擦地沿导轨滑动，导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，当 ab 以 v=4.0 m/s 的速度水平向高中物理 高中
12、物理 右匀速滑动时，求：（1）ab 棒中感应电动势的大小，并指出 a、b 哪端电势高？（2）回路中感应电流的大小；（3）维持 ab 棒做匀速运动的水平外力 F 的大小。【答案】（1）0.8V；a 端电势高；（2）4.0A；（3）0.8 N。【解析】（1）根据法拉第电磁感应定律，ab 棒中的感应电动势为0.40.54.00.8EBLvVV 根据右手定则可判定感应电动势的方向由ba，所以 a 端电势高。（2）导轨和导体棒的电阻均可忽略不计，感应电流大小为 0.84.00.2EIAAR（3）由于 ab 棒受安培力，棒做匀速运动，故外力等于安培力 4.00.50.40.8FBILNN，故外力的大小为
13、0.8 N。例 2、（2016 全国新课标卷）如图，水平面（纸面）内间距为 l 的平行金属导轨间接一电阻，质量为 m、长度为 l 的金属杆置于导轨上。t=0 时，金属杆在水平向右、大小为 F的恒定拉力作用下由静止开始运动t0时刻，金属杆进入磁感应强度大小为 B，方向垂直于纸面向里的匀强磁场区域，且在磁场中恰好能保持匀速运动杆与导轨的电阻均忽略不计，两者始终保持垂直且接触良好，两者之间的动摩擦因数为 重力加速度大小为 g求 （1）金属杆在磁场中运动时产生的电动势的大小；（2）电阻的阻值 【答案】（1）0BltEFmgm （2）2 20B l tRm【解析】（1）由题意可知 0 t0时间内受力分析
14、如下 高中物理 高中物理 FFf合 fmg 物体做匀加速直线运动 Fma合 物体匀加进入磁场瞬间的速度为v，则0vat 由法拉第电磁感应定律可知EBlv 由可得 0BltEFmgm （2）金属杆在磁场中的受力如下即 由杆在磁场中匀速直线运动可知 0FFf安 fmg 由安培力可知 FBIl安 由欧姆定律可知 EIR 由可知2 20B l tRm 举一反三【高清课堂：法拉第电磁感应定律 例 2】【变式 1】如图所示，空间存在垂直于纸面的均匀磁场，在半径为 r/2 的圆形区域内、外，磁场方向相反，磁感应强度的大小均为 B一半径为 r，电阻为 R 的圆形导线环放置在纸面内，其圆心与圆形区域的中心重合。
15、在内、外磁场同时以Bkt增大，求导线环内的感应电流强度大小和感应电流方向？【答案】22k rIR，顺时针方向。【解析】圆形导线环的磁通量为2222111()442BrrBrB r 高中物理 高中物理 垂直向外的磁通量大于向里的，在内、外磁场同时以Bkt增大时，根据楞次定律，应用右手螺旋定则知感应电流的磁场方向为顺时针方向。感应电动势221122BEnrk rtt 所以感应电流强度大小22Ek rIRR。【变式 2】一矩形线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，先保持线框的面积不变，将磁感应强度在 1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍，接着保持增大后的磁感应强度不变，在 1 s 时间内，再将
16、线框的面积均匀地减小到原来的一半，先后两个过程中，线框中感应电动势的比值为（）A.12 B.1 C.2 D.4 【答案】B【解析】设磁感应强度为 B，线框面积为 S，第一次：保持线框的面积不变，在 1 s 时间内均匀地增大到原来的两倍，B1=2B 磁通量的变化为1(2)SBBBS，1tts 产生的感应电动势11BSEtt 第二次：磁感应强度为 2B，S2=1/2 S 磁通量的变化为2122BSBS 产生的感应电动势22BSEtt，大小相等，选 B。【变式 3】如图，均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合；磁场方向垂直于半圆面（纸面）向里，磁感应强度大小为 B0使该线
17、框从静止开始绕过圆心 O、垂直于半圆面的轴以角速度 匀速转动半周，在线框中产生感应电流。现使线框保持图中所示位置，磁感应强度大小随时间线性变化。为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率Bt的大小应为（）A.04 B B02 B C0B D20B 【答案】C 高中物理 高中物理【解析】线圈匀速转动过程中，22001122B RB REIrrr；要使线圈产生相同电流，221111122BREBRIrrtrtrt，所以0BBt，所以 C 正确。类型二、电势高低问题【高清课堂：电磁感应现象和楞次定律 例 6】例 3、飞机在北半球自东向西水平飞行，关于飞机的机翼、机背和机腹的
18、电势高低，以下说法正确的是（）A.左侧机翼电势高 B.右侧机翼电势高 C.机腹的电势高 D.机背的电势高【思路点拨】判断电势的高低，特别是地磁场问题，分析清楚北半球的地磁场方向是向北斜向下的，水平分量向北，竖直分量竖直向下，画出草图。【答案】AC【解析】把机翼、机背和机腹看成一根导线。先分析飞机左右机翼电势的高低：由于地磁场的水平分量由南向北，竖直分量竖直向下，飞机左右机翼切割地磁场的竖直分量，画出草图如图 1，应用右手定则，如果是闭合的（假设是闭合的），电流方向从右向左，四指的电势是高电势，所以左侧机翼电势高，右侧机翼电势低，如图 1 所示。（要注意左右是对飞行员而言的）再分析图中机背和机腹
19、的电势高低：机背和机腹切割地磁场水平分量，方向由南向北，磁场方向表示为垂直向里，应用右手定则，如果是闭合的，电流方向从机背向机腹，四指的电势是高电势，所以机腹的电势高，机背的电势低，如图 2 所示。故选 AC。【总结升华】首先要明确地磁场的方向，“地磁场的水平分量由南向北，竖直分量竖直向下”（如果在南半球则都相反），再根据运动物体的特点，画出草图，对切割磁感线的运动物体应用右手定则，切割磁感线的导体相当于电源，产生的是感应电动势，电流的方向由低电势指向高电势（假设是闭合的）。如果是磁场变化、面积变化等情况，则根据楞次定律判断感应电流的方向，那部分线圈（无论闭合与否）相当于电源，产生的是感应电动
20、势，电流方向由低电势指向高电势（假设是闭合的）。请思考：（1）如果飞机在南半球自东向西水平飞行，飞机的机翼、机背和机腹的电势高低如何？（2）如果飞机在北半球自西向东水平飞行，它们的电势高低又如何？（3）如果飞机在北半球由北往南飞（由南往北飞）水平飞行，它们的电势高低又如何？高中物理 高中物理 举一反三【变式 1】（2015 重庆卷）如图为无线充电技术中使用的受电线圈示意图，线圈匝数为n，面积为S.若在1t到2t时间内，匀强磁场平行于线圈轴线向右穿过线圈，其磁感应强度大小由1B均匀增加到2B，则该段时间线圈两端 a 和 b 之间的电势差ab A.恒为2121()nS BBtt B.从 0 均匀变
21、化到2121()nS BBtt C.恒为2121()nS BBtt D.从 0 均匀变化到2121()nS BBtt 【答案】C【解析】穿过线圈的磁场均匀增加，将产生大小恒定的感生电动势，由法拉第电磁感应定律得:2121S BBEnnttt（），而等效电源内部的电流由楞次定律知从 ab，即 b 点是等效电源的正极，即2121abS BBntt（），故选 C。【考点】本题考查法拉第电磁感应定律、楞次定律。【变式 2】一飞机在北半球的上空以速度 v 水平飞行，飞机机身长为 a，机翼两端点的距离为 b。该空间地磁场的磁感应强度的水平分量为 B1，竖直分量为 B2。设驾驶员左侧机翼的端点为 C，右侧机
22、翼的端点为 D，则 CD 两点间的电势差 U 为（）AU=B1vb，且 C 点电势低于 D 点电势 BU=B1vb，且 C 点电势高于 D 点电势 CU=B2vb，且 C 点电势低于 D 点电势 DU=B2vb，且 C 点电势高于 D 点电势【答案】D【解析】飞机在北半球的上空水平飞行，左右机翼切割地磁场磁感线的竖直分量 B2，左右机翼长度为 b，则感应电动势为 U=B2vb，可以作出草图与例 3 的图 1 相同，左边电势高，所以 C 点电势高于 D 点电势，只有 D 正确。（改变飞机的飞行方向，结论不变）【变式 3】用相同导线绕制的边长为 L 或 2L 的四个闭合导体线框，以相同的速度进入右
23、侧高中物理 高中物理 匀强磁场，如图所示。在每个线框进入磁场的过程中，M、N 两点间的电压分别为 Ua、Ub、Uc和 Ud。下列判断正确的是（）AUaUbUcUd BUaUbUdUc CUaUbUcUd DUbUaUdUc【答案】B【解析】a 图 MN 进入磁场的过程中，产生的感应电动势为aEBLv，MN 是内电路，设L 长的电阻为 R，电流44aaEBLvIRR，33344aaBLvUIRRBLvR。同理：55566bbBLvUIRRBLvR。236682ccBLvUIRRBLvR 244463ddBLvUIRRBLvR 可知选项 B 正确。例 4、如图所示,有一匝接在电容器 C 两端的圆形
24、导线回路，垂直于回路平面以内存在着向里的匀强磁场，已知圆的半径 r=5cm，电容 C=20F，当磁场 B 以 410-2Ts 的变化率均匀增加时，则（）A.电容器 a 板带正电，电荷量为 210-9C B.电容器 a 板带负电,电荷量为 210-9C C.电容器 b 板带正电,电荷量为 410-9C D.电容器b 板带负电，电荷量为 410-9C【思路点拨】“感应电流”对电容器充电，“电流”流进的极板为正极。电容器两板电压等于感应电动势，再应用电容器的公式求电量。【答案】A【解析】磁场 B 均匀增加时，圆形导线回路产生感应电动势，根据楞次定律，感应电流的磁场方向垂直向外，应用右手定则，假设的电
25、流方向为逆时针，圆形导线回路相当于电源，四指的地方电势高，即 a 点电势高，所以电容器 a 板带正电，BC 错。感应电动势为电容器C 两端的电压，根据法拉第电磁感应定律，224245104 1010BBEnSrVVttt.又QCU，电量64920 1010210QCUCECC，故 A 正确。【总结升华】圆形导线回路与电容器相接，不是闭合回路，解题时都假设是闭合的（闭合的才有感应电流），根据楞次定律（“增反减同”）判断感应电流的磁场方向，再用安培定则（右手螺旋定则）判断感应电流方向，四个指头的地方是高电势，即电源的正极，与正极相接的是电容器的正极（也可画出电流方向，流进的那端是正极）。回路中仅有
26、瞬时电流。【变式 1】如图所示，线圈内有理想边界的磁场，当磁场均匀增加时，有一带电粒子静止于平行板(两板水平放置)电容器中间，则此粒子带_电，若线圈的匝高中物理 高中物理 数为 n，平行板电容器的板间距离为 d，粒子的质量为 m，带电量为 q，则磁感应强度的变化率为_(设线圈的面积为 S)【答案】负；mgdnqS.【解析】当磁场均匀增加时，根据楞次定律，电容器上极板为正极，带电粒子静止于平行板电容器中间，重力等于电场力，电场力方向向上，则粒子带负电。根据法拉第电磁感应定律，BEnnStt，感应电动势等于电容器两板间的电压 EU 带电粒子静止 Umgqd，联立解得BmgdtnqS。【变式 2】如
27、图所示，圆环 a 和圆环 b 半径之比为 21，两环用同样粗细的、同种材料的导线连成闭合回路，连接两圆环电阻不计，匀强磁场的磁感强度变化率恒定，则在 a 环单独置于磁场中和 b 环单独置于磁场中两种情况下，M、N 两点的电势差之比为（）A41 B14 C21 D12【答案】C【解析】据题意，半径：2abrr，面积：4abSS，电阻：2abRR，磁感强度变化率恒定，感应电动势aaBESt，bbBESt，则感应电动势之比：41aabbESES 感应电流aaabEIRR，bbabEIRR，则感应电动势之比：41aabbIEIE M、N 两点电势差MNabUI R（b 环是外电路），MNbaUI R（
28、a 环是外电路）所以 M、N 两点电势差之比412121MNabMNbaUI RUI R。故 C 正确。类型三、通过导体横截面的电荷量 在电磁感应现象的考题中，常要求计算某段过程中流过导体横截面的电量。由电流的定义式知qIt，由法拉第电磁感应定律知回路中的平均电流EIR，而Ent，高中物理 高中物理 则qItntntRR ，可见流过导体截面的电量只与导体线圈的匝数 n、线圈的电阻及该过程磁通量的变化有关，而与时间无关。这里电流要用平均值，即感应电动势要用平均值，必须用公式Ent，R 是总电阻。例 5、如图所示，单匝矩形闭合导线框 abcd 全部处于磁感应强度为 B 的水平匀强磁场中，线框面积为
29、 S，电阻为 R。线框绕与 cd 边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框从图示位置开始转过2的过程中，通过导线横截面的电荷量 q=。【思路点拨】求通过导线横截面的电量，电流要用平均值，电动势当然也要用平均值，就是说求电动势要用公式Ent。【答案】BSR【解析】单匝矩形闭合导线框，图示位置磁通量为 BS，转过2磁通量为零，磁通量的变化量为 BS，EBSqItttRR tRR 。【总结升华】理解了电流用平均值、电动势用平均值，理解求通过导线横截面的电荷量的公式qnR，主要是求出磁通量的变化量，掌握了基本处理方法做起题来就会得心应手，又快又对。举一反三【变式 1】有一面积为 S=100 cm2的
30、金属环，电阻为 R=0.1，环中磁场的变化规律如下图所示，且磁场方向垂直环向里，求：（1）在 t1到 t2时间内，通过金属环的电量是多少？（2）若 t=0.1 s，t2=0.2 s，金属环中产生的感应电动势为多少？【答案】（1）0.01C；（2）0.01V.【解析】（1）由图像可知，磁感应强度的变化率为2121BBBttt.线圈中的磁通量的变化率2121BBBSStttt.高中物理 高中物理 环中的感应电流 EIRtR.通过环的电量210(0.20.1)0.010.1S BQI ttCR tRR .（2）t=0.1 s，t2=0.2 s，210(0.20.1)0.010.20.1S BEnnV
31、tt.【变式 2】如图所示，一对光滑的平行金属导轨固定在统一水平面内，导轨间距 l=0.5m，左端接有阻值 R=0.3的电阻。一质量 m=0.1kg，电阻 r=0.1的金属棒 MN 放置在导轨上，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度 B=0.4T。棒在水平向右的外力作用下，由静止开始以 a=2m/s2的加速度做匀加速运动，当棒的位移 x=9m 时撤去外力，棒继续运动一段距离后停下来，已知撤去外力前后回路中产生的焦耳热之比 Q1：Q2=2:1。导轨足够长且电阻不计，棒在运动过程中时钟与导轨垂直且两端与导轨保持良好接触。求（1）棒在匀加速过程中，通过电阻 R 的电荷量 q：（2）撤去
32、外力后回路中产生的焦耳热 Q2：（3）外力做的功 WF 【答案】（1）4.5C；（2）1.8J；（3）5.4J.【解析】（1）棒匀加速运动所用时间为 t，有xat221 32922axts 根据法拉第电磁感应定律和闭合电路的欧姆定律求电路中产生的平均电流为 0.4 0.5 91.5()()3(0.30.1)EBlxIRrt rRt rRA 根据电流定义式有 5.435.1 t IqC（2）撤去外力前棒做匀加速运动根据速度公式末速为632 atvm/s 撤去外力后棒在安培力作用下做减速运动，安培力做负功先将棒的动能转化为电能，再通过电流做功将电能转化为内能，所以焦耳热等于棒的动能减少。有 8.1
33、61.02121222mvEQkJ（3）根据题意在撤去外力前的焦耳热为6.3221 QQJ 高中物理 高中物理 撤去外力前拉力做正功、安培力做负功（其大小等于焦耳热 Q1）、重力不做功共同使棒的动能增大，根据动能定理有 1QWEFk 则4.58.16.31kFkEQWEJ.类型四、自感 例 6、如图所示的电路中有 L1和 L2两个完全相同的灯泡，线圈 L 的电阻忽略不计下列说法中正确的是（）A、闭合 S 时，L2先亮，L1后亮，最后一样亮 B、断开 S 时，L2立刻熄灭，L1过一会儿熄灭 C、L1中的电流始终从 b 到 a D、L2中的电流始终从 c 到 d【思路点拨】自感电动势阻碍电流的变化
34、，使电流延缓。断电后线圈相当于电源提供电流，如果线圈的电阻很小，与线圈组成闭合回路的灯泡就会闪亮一下。【答案】AC【解析】闭合 S 时，L2中立即有从 d 到 c 的电流，先亮，线圈由于自感作用，通过它的电流将逐渐增加，所以 L1逐渐变亮。电路稳定后自感作用消失，线圈 L 相当于导线，所以 L1、L2最后一样亮，选项 A 正确。断开 S 时，L2中由电源提供的电流立即消失，但是 L1中从 b到 a 的电流由于自感的阻碍作用只能逐渐减小，该电流与 L2形成回路，因此 L1、L2都将过一会儿才一熄灭，选项 B 错误。L1中的电流始终由 b 到 a，L2中的电流先由 d 到 c，后由c 到 d。【总
35、结升华】自感电动势阻碍电流的变化，线圈中电流增大时，自感电动势（电流）方向与原电流方向相反，阻碍电流的增大；线圈中电流减小时，自感电动势（电流）方向与原电流方向相同，阻碍电流的减小，正是这种阻碍作用，使线圈中的电流只能从原来的值逐渐变化，不能发生突变。举一反三【变式 1】如图所示，线圈 L 的自感系数很大，且其电阻可以忽略不计，L1、L2是两个完全相同的小灯泡，随着开关 S 的闭合和断开的过程中，L1、L2的亮度变化情况是（灯丝不会断）（）AS 闭合，L1亮度不变，L2亮度逐渐变亮，最后两灯一样亮；S 断开，L2立即不亮，L1逐渐变亮 BS 闭合，L1亮度不变，L2很亮；S 断开，L1、L2立
36、即不亮 CS 闭合，L1、L2同时亮，而后 L1逐渐熄灭，L2亮度不变；S 断开，L2立即不亮，L1亮一下才灭 DS 闭合，L1、L2同时亮，而后 L1逐渐熄灭，L2则逐渐变得更亮；S 断开，L2立即不亮，L1亮一下才灭 【答案】D【解析】当 S 接通，L 的自感系数很大，对电流的阻碍作用较大，L1和 L2串接后与电源相高中物理 高中物理 连，L1和 L2同时亮，随着 L 中电流的增大，L 的电流电阻不计，L 的分流作用增大，L1的电流逐渐减小为零，由于总电阻变小，总电流变大，L2的电流增大，L2灯变得更亮。当 S断开，L2中无电流，立即熄灭，而电感 L 将要维持本身的电流不变，L 与 L1组
37、成闭合电路，L1灯要亮一下后再熄灭（即所谓闪亮一下后熄灭），综上所述，选项 D 正确。【变式2】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 造成小灯泡末闪亮的原因是（）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 【答案】C【解析】A、开关断开开关时，灯泡能否发生闪亮，取决于灯泡的电流有没有增大，与电源的内阻无关 故 A 错误 B、若小灯泡电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流小于线圈的电流，断开开关时，根据楞次定律，流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡将发生闪亮现象故 B 错误C、线圈电阻偏大，稳定时流过灯泡的电流大于线圈的电流，断开开关时，根据楞次定律，流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡不发生闪亮现象故 C正确D、线圈的自感系数较大，产生的自感电动势较大，但不能改变稳定时灯泡和线圈中电流的大小故 D 错误故选 C