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1、第第2 2课时法拉第电磁感应定律自感、涡流课时法拉第电磁感应定律自感、涡流回扣教材回扣教材考点扫描考点扫描真题在线真题在线回扣教材回扣教材梳理知识梳理知识 夯基础夯基础知识整合知识整合一、法拉第电磁感应定律一、法拉第电磁感应定律1.1.感应电动势感应电动势(1)(1)概念概念:在在 中产生的电动势中产生的电动势.(2)(2)产生条件产生条件:穿过回路的穿过回路的 发生改变发生改变,与电路是否闭合与电路是否闭合 .(3)(3)方向判断方向判断:感应电动势的方向用感应电动势的方向用 或或 判断判断.2.2.法拉第电磁感应定律法拉第电磁感应定律(1)(1)内容内容:感应电动势的大小跟穿过这一电路的感
2、应电动势的大小跟穿过这一电路的 成正比成正比.(2)(2)公式公式:E=,:E=,其中其中n n为线圈匝数为线圈匝数.(3)(3)感应电流与感应电动势的关系感应电流与感应电动势的关系:遵守闭合电路的遵守闭合电路的 定律定律,即即I=I=.电磁感应现象电磁感应现象磁通量磁通量无关无关楞次定律楞次定律右手定则右手定则磁通量的变化率磁通量的变化率欧姆欧姆3.3.导体切割磁感线时的感应电动势导体切割磁感线时的感应电动势(1)(1)垂直切割垂直切割:E=:E=,式中式中l l为导体切割磁感线的有效长度为导体切割磁感线的有效长度.(2)(2)不垂直切割不垂直切割:E=:E=,式中式中为为v v与与B B的
3、夹角的夹角.(3)(3)匀速转动匀速转动:导体棒以某一端点为轴导体棒以某一端点为轴,在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀在匀强磁场中垂直于磁感线方向匀速转动产生感应电动势速转动产生感应电动势E=E=BlBl =(平均速度等于中点位置的线速平均速度等于中点位置的线速度度 ll).).(4)(4)下面图示情况下面图示情况,a,b,c,da,b,c,d四段导体两端的感应电动势各为多大四段导体两端的感应电动势各为多大?Ea=Ea=;EbEb=;EcEc=;Ed=;Ed=.导体导体b b向垂直于导体棒的方向运动时向垂直于导体棒的方向运动时,感应电动势最大感应电动势最大,最大是最大是 .BlvBlvBlvsin
4、Blvsin BlvBlvBlvBlvBlvBlvBlvBlv二、自感、涡流二、自感、涡流1.1.自感现象自感现象(1)(1)概念概念:由于导体本身的由于导体本身的 变化而产生的电磁感应现象称为自感变化而产生的电磁感应现象称为自感.(2)(2)自感电动势自感电动势定义定义:在自感现象中产生的感应电动势叫做在自感现象中产生的感应电动势叫做 .表达式表达式:E=:E=.(3)(3)自感系数自感系数L L相关因素相关因素:与线圈的与线圈的 、形状、形状、以及是否有铁芯有关以及是否有铁芯有关.单位单位:亨利亨利(H),1(H),1 mHmH=H,1 H,1 HH=H.H.电流电流自感电动势自感电动势大
5、小大小匝数匝数1010-3-31010-6-6(4)(4)如图所示如图所示,线圈的电阻不计线圈的电阻不计.开关闭合时开关闭合时,灯泡灯泡R R的亮度变化情况是的亮度变化情况是 .开关由闭合到断开瞬间开关由闭合到断开瞬间,灯泡灯泡R R的亮度变化情况是的亮度变化情况是 .2.2.涡流涡流当线圈中的电流发生变化时当线圈中的电流发生变化时,在它附近的任何导体中都会产生在它附近的任何导体中都会产生 ,这这种电流像水的旋涡种电流像水的旋涡,所以叫涡流所以叫涡流.先变亮先变亮,后逐渐熄灭后逐渐熄灭闪亮一下闪亮一下,后逐渐熄灭后逐渐熄灭感应电流感应电流问题思考问题思考1.1.应用传感器与计算机结合能即时反映
6、电流的迅速变化应用传感器与计算机结合能即时反映电流的迅速变化.分别按图分别按图(甲甲)、图、图(乙乙)连接电路连接电路,开关闭合时开关闭合时,两次测得的电流变化情况分别如两次测得的电流变化情况分别如(丙丙)()(丁丁)所示所示.选选修修3-2P3-2P2323图图4.6-54.6-5(1)(1)两次测得的电流两次测得的电流-时间图像有什么不同时间图像有什么不同?这种不同是由哪个元件引起的这种不同是由哪个元件引起的?(2)(2)应用楞次定律分析图应用楞次定律分析图(甲甲)实验电流随时间为什么是这种变化实验电流随时间为什么是这种变化?答案答案:(1)(1)图图(甲甲)电路的电流增加得缓慢电路的电流
7、增加得缓慢,图图(乙乙)电路的电流立即增加电路的电流立即增加,这种不同是由图这种不同是由图(甲甲)电路中的线圈电路中的线圈L L引起的引起的.(2)(2)在图在图(甲甲)的电路中的电路中,开关闭合的瞬间开关闭合的瞬间,电流增加电流增加,线圈线圈L L中产生感应电中产生感应电动势动势.根据楞次定律根据楞次定律,感应电动势会阻碍电流的增加感应电动势会阻碍电流的增加,所以电流增加是缓所以电流增加是缓慢的慢的.2.2.如图所示如图所示,弹簧上端固定弹簧上端固定,下端悬挂一个磁铁下端悬挂一个磁铁.将磁铁托起到某一高度后放将磁铁托起到某一高度后放开开,磁铁能上下振动较长时间才停下来磁铁能上下振动较长时间才
8、停下来.如果在磁铁下端放一个固定的闭合如果在磁铁下端放一个固定的闭合线圈线圈,使磁极上下振动时穿过它使磁极上下振动时穿过它,磁铁就会很快停下来磁铁就会很快停下来.选选修修3-2P3-2P2828图图4.7-124.7-12(1)(1)没有闭合线圈时没有闭合线圈时,磁铁上下振动时能量转化情况是怎样的磁铁上下振动时能量转化情况是怎样的?机械能损机械能损失的主要原因是什么失的主要原因是什么?(2)(2)有闭合线圈时有闭合线圈时,磁铁上下振动时能量转化情况是怎样的磁铁上下振动时能量转化情况是怎样的?机械能损失机械能损失的主要原因是什么的主要原因是什么?答案答案:(1)(1)没有闭合线圈时没有闭合线圈时
9、,磁铁的动能、重力势能与弹簧的弹性势能相磁铁的动能、重力势能与弹簧的弹性势能相互转化互转化.若只有重力和弹簧弹力做功若只有重力和弹簧弹力做功,机械能守恒机械能守恒,磁铁的上下振动不会磁铁的上下振动不会停止停止,由于空气阻力的原因由于空气阻力的原因,机械能会缓慢地损失机械能会缓慢地损失.(2)(2)有闭合线圈时有闭合线圈时,磁铁的动能、重力势能、弹簧的弹性势能相互转化磁铁的动能、重力势能、弹簧的弹性势能相互转化,同时机械能又转化为线圈中的电能同时机械能又转化为线圈中的电能.由于电磁阻尼的存在由于电磁阻尼的存在,机械能转化为机械能转化为电能是机械能损失的主要原因电能是机械能损失的主要原因.3.3.
10、如图所示如图所示,A,B,A,B两个闭合线圈用同样的导线制成两个闭合线圈用同样的导线制成,匝数均为匝数均为1010匝匝,半径半径rArA=2rB,=2rB,图示区域内有匀强磁场图示区域内有匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀变化且磁感应强度随时间均匀变化.选选修修3-2P3-2P1818图图4.4-74.4-7(1)A,B(1)A,B线线圈的圈的电电阻之比阻之比R RA ARRB B是多少是多少?(2)A,B(2)A,B线线圈的面圈的面积积之比之比S SA ASSB B是多少是多少?答案答案:(1)21(1)21(2)41(2)41(3)A,B(3)A,B线线圈中圈中产产生的感生的感应电应电流之比
11、流之比I IA AIIB B是多少是多少?答案答案:(3)21(3)21考点扫描考点扫描重点透析重点透析 通热点通热点考点一法拉第电磁感应定律的理解与应用考点一法拉第电磁感应定律的理解与应用要点透析要点透析1.1.几种典型的求解感应电动势的情况几种典型的求解感应电动势的情况2.2.应用注意点应用注意点典例突破典例突破解析解析:(1)(1)由楞次定律知感应电流的方向为逆时针方向由楞次定律知感应电流的方向为逆时针方向.【例例1 1】轻质细线吊着一质量为轻质细线吊着一质量为m=0.42 kgm=0.42 kg、边长为、边长为L=1 mL=1 m、匝数、匝数n=10n=10的的正方形线圈正方形线圈,其
12、总电阻为其总电阻为r=1.r=1.在线圈的中间位置以下区域分布着磁场在线圈的中间位置以下区域分布着磁场,如图如图(甲甲)所示所示.磁场方向垂直纸面向里磁场方向垂直纸面向里,磁感应强度大小随时间变化关系磁感应强度大小随时间变化关系如图如图(乙乙)所示所示.(1)(1)判断线圈中产生的感应电流的方向判断线圈中产生的感应电流的方向是顺时针还是逆时针是顺时针还是逆时针;答案答案:(1)(1)逆时针逆时针 (2)(2)求在求在t=4 st=4 s时轻质细线的拉力大小时轻质细线的拉力大小;(3)(3)求在求在0 06 s6 s内通过导线横截面的电荷量内通过导线横截面的电荷量.(3)(3)由由q=It,q=
13、It,得得q=0.5q=0.56 C=3 C.6 C=3 C.答案答案:(2)1.2 N(2)1.2 N(3)3 C(3)3 C题后反思题后反思 法拉第电磁感应定律解题技巧法拉第电磁感应定律解题技巧1 1.法拉第电磁感应定律的理解法拉第电磁感应定律的理解 (2016(2016天津调研天津调研)()(多选多选)如图所示如图所示,闭闭合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中合金属导线框放置在竖直向上的匀强磁场中,磁场的磁感应强度的大小磁场的磁感应强度的大小随时间变化而变化随时间变化而变化.下列说法中正确的是下列说法中正确的是()即时巩固即时巩固ADADA.A.当磁感应强度增大时当磁感应强度增大时,线
14、框中的感应电流可能减小线框中的感应电流可能减小B.B.当磁感应强度增大时当磁感应强度增大时,线框中的感应电流一定增大线框中的感应电流一定增大C.C.当磁感应强度减小时当磁感应强度减小时,线框中的感应电流一定增大线框中的感应电流一定增大D.D.当磁感应强度减小时当磁感应强度减小时,线框中的感应电流可能不变线框中的感应电流可能不变2 2.导学号导学号 0062266600622666 法拉第电磁感应定律的应用法拉第电磁感应定律的应用 如图所示如图所示,虚线虚线MNMN表示表示正方形金属框的一条对称轴正方形金属框的一条对称轴,A,B,C,A,B,C是三个磁感线均匀分布的有界磁场区是三个磁感线均匀分布
15、的有界磁场区,区内磁感应强度随时间变化的规律都满足区内磁感应强度随时间变化的规律都满足B=B=ktkt,金属框按照图示方式处在金属框按照图示方式处在磁场中磁场中,测得金属框在测得金属框在A A区中的感应电流为区中的感应电流为I I0 0,在在B B区和区和C C区内感应电流分别区内感应电流分别为为I IB B,I,IC C,以下判断中正确的是以下判断中正确的是()B BA.IA.IB B=2I=2I0 0,I,IC C=2I=2I0 0 B.IB.IB B=2I=2I0 0,I,IC C=0=0C.IC.IB B=0,I=0,IC C=0=0 D.ID.IB B=I=I0 0,I,IC C=0
16、=0考点二导体切割磁感线产生感应电动势的计算考点二导体切割磁感线产生感应电动势的计算要点透析要点透析1.1.公式公式E=E=BlvBlv的使用条件的使用条件(1)(1)匀强磁场匀强磁场.(2)B,l,v(2)B,l,v三者相互垂直三者相互垂直.2.E=2.E=BlvBlv的的“四性四性”(1)(1)正交性正交性:本公式是在一定条件下得出的本公式是在一定条件下得出的,除磁场为匀强磁场外除磁场为匀强磁场外,还需还需B,l,vB,l,v三者互相垂直三者互相垂直.(2)(2)瞬时性瞬时性:若若v v为瞬时速度为瞬时速度,则则E E为相应的瞬时感应电动势为相应的瞬时感应电动势.(3)(3)有效性有效性:
17、公式中的公式中的l l为导体切割磁感线的有效长度为导体切割磁感线的有效长度.如图如图,棒的有效长度为棒的有效长度为abab间的距离间的距离.(4)(4)相对性相对性:E=:E=BlvBlv中的速度中的速度v v是导体相对磁场的速度是导体相对磁场的速度,若磁场也在运动若磁场也在运动,应注意速度间的相对关系应注意速度间的相对关系.典例突破典例突破【例【例2 2】如图所示如图所示,两个端面半径同为两个端面半径同为R R的圆柱形铁芯同轴水平放置的圆柱形铁芯同轴水平放置,相对相对的端面之间有一缝隙的端面之间有一缝隙,铁芯上绕导线并与电源连接铁芯上绕导线并与电源连接,在缝隙中形成一匀强在缝隙中形成一匀强磁
18、场磁场.一铜质细直棒一铜质细直棒abab水平置于缝隙中水平置于缝隙中,且与圆柱轴线等高、垂直且与圆柱轴线等高、垂直.让铜棒让铜棒从静止开始自由下落从静止开始自由下落,铜棒下落距离为铜棒下落距离为0.2R0.2R时铜棒中电动势大小为时铜棒中电动势大小为E E1 1,下下落距离为落距离为0.8R0.8R时电动势大小为时电动势大小为E E2 2.忽略涡流损耗和边缘效应忽略涡流损耗和边缘效应.解析解析:(1)(1)由安培定则知棒处的磁场方向向左由安培定则知棒处的磁场方向向左,再用右手定则判定出再用右手定则判定出b b端电端电势高势高.(1)(1)判断铜棒离开磁场前两端的电势高低判断铜棒离开磁场前两端的
19、电势高低;答案答案:(1)b(1)b端电势高端电势高 (2)E(2)E1 1与与E E2 2的大小之比是多少的大小之比是多少?答案答案:(2)(2)题后反思题后反思 有效长度的理解及电势高低的判断有效长度的理解及电势高低的判断(1)(1)有效长度的理解有效长度的理解:E=:E=BlvsinBlvsin 中的中的l l为有效切割长度为有效切割长度,即导体在与即导体在与v v垂垂直方向上的投影长度直方向上的投影长度;若导体本身不是直线而是弯曲的若导体本身不是直线而是弯曲的,则则l l是此导体两端是此导体两端的距离的距离.(2)(2)电势高低的判断电势高低的判断:把产生感应电动势的那部分电路或导体当
20、作电源的把产生感应电动势的那部分电路或导体当作电源的内电路内电路,那部分导体相当于电源那部分导体相当于电源.若电路是不闭合的若电路是不闭合的,则先假设有电流通过则先假设有电流通过,然后应用楞次定律或右手定则判断出电流的方向然后应用楞次定律或右手定则判断出电流的方向.电源内部电流的方向是电源内部电流的方向是由负极由负极(低电势低电势)流向正极流向正极(高电势高电势),),外电路顺着电流方向每经过一个电阻外电路顺着电流方向每经过一个电阻电势都要降低电势都要降低.1.1.导学号导学号 0062266700622667 平动切割平动切割(20162016上海模拟上海模拟)()(多选多选)如图所示如图所
21、示,一导线一导线弯成闭合线圈弯成闭合线圈,以速度以速度v v向左匀速进入磁感应强度为向左匀速进入磁感应强度为B B的匀强磁场的匀强磁场,磁场方向磁场方向垂直平面向外垂直平面向外,线圈总电阻为线圈总电阻为R,R,从线圈进入磁场开始到完全进入磁场为止从线圈进入磁场开始到完全进入磁场为止,下列结论正确的是下列结论正确的是()即时巩固即时巩固ABABA.A.感应电流一直沿顺时针方向感应电流一直沿顺时针方向B.B.线圈受到的安培力先增大线圈受到的安培力先增大,后减小后减小C.C.感应电动势的最大值感应电动势的最大值E=E=BrvBrvD.D.穿过线圈某个横截面的电荷量为穿过线圈某个横截面的电荷量为2 2
22、.转动切割转动切割 (2016(2016全国全国卷卷,20)(,20)(多选多选)法拉第圆盘发电机的示意图如法拉第圆盘发电机的示意图如图所示图所示.铜圆盘安装在竖直的铜轴上铜圆盘安装在竖直的铜轴上,两铜片两铜片P,QP,Q分别与圆盘的边缘和铜轴分别与圆盘的边缘和铜轴接触接触.圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B B中中.圆盘旋转时圆盘旋转时,关于流过电阻关于流过电阻R R的电流的电流,下列说法正确的是下列说法正确的是()ABABA.A.若圆盘转动的角速度恒定若圆盘转动的角速度恒定,则电流大小恒定则电流大小恒定B.B.若从上向下看若从上向下看,圆盘顺时针转动圆盘顺时针转
23、动,则电流沿则电流沿a a到到b b的方向流动的方向流动C.C.若圆盘转动方向不变若圆盘转动方向不变,角速度大小发生变化角速度大小发生变化,则电流方向可能发生变化则电流方向可能发生变化D.D.若圆盘转动的角速度变为原来的若圆盘转动的角速度变为原来的2 2倍倍,则电流在则电流在R R上的热功率也变为原来上的热功率也变为原来的的2 2倍倍3.3.实际自然现象中感应电动势的分析计算实际自然现象中感应电动势的分析计算 某地的地磁场磁感应强度的竖某地的地磁场磁感应强度的竖直分量方向向下直分量方向向下,大小为大小为4.54.51010-5-5 T.T.一灵敏电压表连接在当地入海河段的一灵敏电压表连接在当地
24、入海河段的两岸两岸,河宽河宽100 m,100 m,该河段涨潮和落潮时有海水该河段涨潮和落潮时有海水(视为导体视为导体)流过流过.设落潮时设落潮时,海水自西向东流海水自西向东流,流速为流速为2 2 m/sm/s.下列说法正确的是下列说法正确的是()A.A.电压表记录的电压为电压表记录的电压为5 mV,5 mV,河南岸的电势较高河南岸的电势较高B.B.电压表记录的电压为电压表记录的电压为9 mV,9 mV,河北岸的电势较高河北岸的电势较高C.C.电压表记录的电压为电压表记录的电压为9 mV,9 mV,河南岸的电势较高河南岸的电势较高D.D.电压表记录的电压为电压表记录的电压为5 mV,5 mV,
25、河北岸的电势较高河北岸的电势较高B B解析解析:由由E=E=BLvBLv=4.5=4.51010-5-51001002 V=92 V=91010-3-3 V=9 mV.V=9 mV.再由右手定则可判再由右手定则可判断河北岸电势高断河北岸电势高,故选项故选项B B正确正确.考点三自感和涡流考点三自感和涡流 要点透析要点透析1.1.自感现象的四大特点自感现象的四大特点(1)(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化.(2)(2)通过线圈中的电流不能发生突变通过线圈中的电流不能发生突变,只能缓慢变化只能缓慢变化.(3)(3)电流稳定时电流稳定时,自感线圈就相当于普
26、通导体自感线圈就相当于普通导体.(4)(4)线圈的自感系数越大线圈的自感系数越大,自感现象越明显自感现象越明显.自感电动势只是延缓了过程的自感电动势只是延缓了过程的进行进行,但它不能使过程停止但它不能使过程停止,更不能使过程反向更不能使过程反向.2.2.自感中自感中“闪亮闪亮”与与“不闪亮不闪亮”问题问题与与线线圈串圈串联联的灯泡的灯泡与与线线圈并圈并联联的灯泡的灯泡电电路路图图通通电电时时电电流逐流逐渐渐增大增大,灯泡逐灯泡逐渐变渐变亮亮,直到直到稳稳定定电电流突然增大流突然增大,然后逐然后逐渐渐减小达减小达到到稳稳定定断断电电时时电电流逐流逐渐渐减小减小,灯泡逐灯泡逐渐变渐变暗暗,电电流方
27、向不流方向不变变若若I I2 2II1 1,灯泡逐灯泡逐渐变渐变暗暗;若若I I2 2II1 1,灯泡灯泡闪闪亮后逐亮后逐渐渐变变暗暗.两种情况灯泡中两种情况灯泡中电电流方向均流方向均改改变变典例突破典例突破【例例3 3】如图所示如图所示,电源的电动势为电源的电动势为E,E,内阻内阻r r不能忽略不能忽略.A,B.A,B是两个相同的小是两个相同的小灯泡灯泡,L,L是一个自感系数相当大的线圈是一个自感系数相当大的线圈(内阻不计内阻不计).).关于这个电路的以下说关于这个电路的以下说法正确的是法正确的是()A.A.开关闭合到电路中电流稳定的时间内开关闭合到电路中电流稳定的时间内,A,A灯立刻亮灯立
28、刻亮,而后逐渐变暗而后逐渐变暗,最后亮最后亮度稳定度稳定B.B.开关闭合到电路中电流稳定的时间内开关闭合到电路中电流稳定的时间内,B,B灯立刻亮灯立刻亮,而后逐渐变暗而后逐渐变暗,最后亮最后亮度稳定度稳定C.C.开关由闭合到断开瞬间开关由闭合到断开瞬间,A,A灯闪亮一下再熄灭灯闪亮一下再熄灭D.D.开关由闭合到断开瞬间开关由闭合到断开瞬间,电流自左向右通过电流自左向右通过A A灯灯【审题指导】【审题指导】答案答案:A A 题题干关干关键键隐隐含信息含信息L L电电阻忽略不阻忽略不计计稳稳定后相当于一根定后相当于一根导线导线S S闭闭合合时时通通过过B B灯的灯的电电流逐流逐渐渐增大增大S S断
29、开后断开后线线圈是圈是电电源源,确定回路确定回路,电电流开始逐流开始逐渐渐减小减小解析解析:开关闭合到电路中电流稳定的时间内开关闭合到电路中电流稳定的时间内,A,A灯立刻亮灯立刻亮,而后逐渐变暗而后逐渐变暗,最后亮度稳定最后亮度稳定;B;B灯由于线圈的阻碍作用而逐渐变亮灯由于线圈的阻碍作用而逐渐变亮,最后亮度稳定最后亮度稳定,选选项项A A正确正确,B,B错误错误;开关由闭合到断开瞬间开关由闭合到断开瞬间,电流自右向左通过电流自右向左通过A A灯形成放灯形成放电回路电回路,通过通过A A灯电流没有比原来大灯电流没有比原来大,因此不会闪亮一下再熄灭因此不会闪亮一下再熄灭,而是逐而是逐渐熄灭渐熄灭
30、,选项选项C,DC,D错误错误.误区警示误区警示 分析自感现象注意点分析自感现象注意点(1)(1)开关闭合时开关闭合时,线圈相当于电阻线圈相当于电阻,其阻值由无穷大逐渐减小其阻值由无穷大逐渐减小.(2)(2)电路稳定时电路稳定时,若线圈有电阻若线圈有电阻,则线圈相当于定值电阻则线圈相当于定值电阻;若线圈无电阻若线圈无电阻,则则线圈相当于导线线圈相当于导线.(3)(3)断开开关时断开开关时,线圈相当于电源线圈相当于电源,闭合电路中的电流是感应电流闭合电路中的电流是感应电流(电源提电源提供的电流立即为供的电流立即为0),0),感应电流在原来电流的基础上逐渐减小到零感应电流在原来电流的基础上逐渐减小
31、到零(即电流即电流不能发生突变不能发生突变),),线圈中电流方向与原来电流方向相同线圈中电流方向与原来电流方向相同,流过和线圈串联灯流过和线圈串联灯泡的电流方向与原来相同泡的电流方向与原来相同.(4)(4)断电自感现象中灯泡是否断电自感现象中灯泡是否“闪亮闪亮”问题的判断问题的判断,在于对电流大小的分在于对电流大小的分析析,若断电后通过灯泡的电流比原来大若断电后通过灯泡的电流比原来大,则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭则灯泡先闪亮后再慢慢熄灭.1.1.导学号导学号 0062266800622668 通电自感和断电自感通电自感和断电自感 (2016(2016山东德州质检山东德州质检)在如图在如图所示的电路
32、中所示的电路中,线圈中的自感系数很大线圈中的自感系数很大,且其直流电阻可以忽略不计且其直流电阻可以忽略不计.D.D1 1和和D D2 2是两个完全相同的小灯泡是两个完全相同的小灯泡,在开关在开关S S的闭合和断开的过程中的闭合和断开的过程中(灯丝不会断灯丝不会断),D),D1 1和和D D2 2亮度的变化情况是亮度的变化情况是()即时巩固即时巩固D DA.SA.S闭闭合合,D,D1 1很亮且亮度不很亮且亮度不变变,D,D2 2逐逐渐变渐变亮亮,最后两灯最后两灯一一样样亮亮;S;S断开断开,D,D2 2立即立即灭灭,D,D1 1逐逐渐变渐变亮亮B.SB.S闭闭合合,D,D1 1不亮不亮,D,D2
33、 2很亮很亮;S;S断开断开,D,D2 2立即立即灭灭C.SC.S闭闭合合,D,D1 1和和D D2 2同同时时亮亮,而后而后D D1 1灭灭,D,D2 2亮度不亮度不变变;S;S断开断开,D,D2 2立即立即灭灭,D,D1 1亮一下亮一下才才灭灭D.SD.S闭闭合合,D,D1 1和和D D2 2同同时时亮亮,后后D D1 1逐逐渐渐熄熄灭灭,D,D2 2则则逐逐渐变渐变得更亮得更亮;S;S断开断开,D,D2 2立即立即灭灭,D,D1 1亮一下后才亮一下后才灭灭解析解析:当当S S接通时接通时,L,L的自感系数很大的自感系数很大,瞬时瞬时L L所在的电路视为断路所在的电路视为断路,相当于相当于
34、D D1 1与与D D2 2、电源串联、电源串联,故故D D1 1和和D D2 2同时亮且亮度相同同时亮且亮度相同.随着通过随着通过L L的电流逐渐增的电流逐渐增大大,L,L的直流电阻不计的直流电阻不计,L,L的分流作用增大的分流作用增大,D,D1 1的电流逐渐减小为零的电流逐渐减小为零.由于总由于总电阻变小电阻变小,总电流变大总电流变大,D,D2 2变得更亮变得更亮.当当S S断开时断开时,电源不再提供电流电源不再提供电流,D,D2 2处处于断路而立即灭于断路而立即灭.L.L产生自感电动势阻碍电流减小产生自感电动势阻碍电流减小,且与且与D D1 1构成回路构成回路,则则D D1 1将亮一下后
35、再灭将亮一下后再灭.故选项故选项D D正确正确.2 2.涡流的应用涡流的应用 (2016(2016湖北四市调研湖北四市调研)关于涡流关于涡流,下列说法中错误的是下列说法中错误的是()B BA.A.真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置B.B.家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的C.C.阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动D.D.变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流解析解析:真空冶炼炉是利用涡流原理来工作的真空冶炼炉是利用涡流原理来
36、工作的,选项选项A A正确正确;家用电磁炉锅体家用电磁炉锅体中的涡流是由变化的磁场产生的中的涡流是由变化的磁场产生的,选项选项B B错误错误;由楞次定律知阻尼摆摆动由楞次定律知阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动时产生的涡流总是阻碍其运动,选项选项C C正确正确;由于变压器的硅钢片不闭合由于变压器的硅钢片不闭合,可以减小涡流的产生可以减小涡流的产生,选项选项D D正确正确.真题在线真题在线体验高考体验高考 提素能提素能1 1.(2015.(2015全国全国卷卷,19)(,19)(多选多选)18241824年年,法国科学家阿拉果完成了著名的法国科学家阿拉果完成了著名的“圆盘实验圆盘实验”.实验中
37、将一铜圆盘水平放置实验中将一铜圆盘水平放置,在其中心正上方用柔软细线悬挂在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针一枚可以自由旋转的磁针,如图所示如图所示.实验中发现实验中发现,当圆盘在磁针的磁场中当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,磁针也随着一起转动起来磁针也随着一起转动起来,但略有滞后但略有滞后.下下列说法正确的是列说法正确的是()A.A.圆盘上产生了感应电动势圆盘上产生了感应电动势B.B.圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C.C.在圆盘转动的过程中在圆盘转动的过程中,磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变
38、化磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D.D.圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流,此电流产生的磁场导致磁此电流产生的磁场导致磁针转动针转动ABAB解析解析:当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时,圆盘的半圆盘的半径切割磁感线产生感应电动势和感应电流径切割磁感线产生感应电动势和感应电流,选项选项A A正确正确;圆盘内的涡电流圆盘内的涡电流产生的磁场对磁针施加磁场力作用产生的磁场对磁针施加磁场力作用,导致磁针转动导致磁针转动,选项选项B B正确正确;由于圆由于圆盘中心正上方悬挂小磁针盘中心正上方悬挂
39、小磁针,在圆盘转动过程中在圆盘转动过程中,磁针的磁场穿过整个圆磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量不变盘的磁通量不变,选项选项C C错误错误;圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场沿圆盘轴线方向电流的磁场沿圆盘轴线方向,此磁场不会导致磁针转动此磁场不会导致磁针转动,选项选项D D错误错误.2 2.(2015.(2015安徽卷安徽卷,19),19)如图所示如图所示,abcdabcd为水平放置的平行为水平放置的平行“”形形光滑金属导轨光滑金属导轨,间距为间距为l,l,导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场导轨间有垂直于导轨平面的匀强磁场,磁感应磁感应强度大小为强度大
40、小为B,B,导轨电阻不计导轨电阻不计.已知金属杆已知金属杆MNMN倾斜放置倾斜放置,与导轨成与导轨成角角,单单位长度的电阻为位长度的电阻为r,r,保持金属杆以速度保持金属杆以速度v v沿平行于沿平行于cdcd的方向滑动的方向滑动(金属杆金属杆滑动过程中与导轨接触良好滑动过程中与导轨接触良好).).则则()B B3 3.(2015.(2015山东卷山东卷,17)(,17)(多选多选)如图如图,一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与一均匀金属圆盘绕通过其圆心且与盘面垂直的轴逆时针匀速转动盘面垂直的轴逆时针匀速转动.现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场现施加一垂直穿过圆盘的有界匀强磁场,圆盘开始减速圆盘开始减
41、速.在圆盘减速过程中在圆盘减速过程中,以下说法正确的是以下说法正确的是()A.A.处于磁场中的圆盘部分处于磁场中的圆盘部分,靠近圆心处电势高靠近圆心处电势高B.B.所加磁场越强越易使圆盘停止转动所加磁场越强越易使圆盘停止转动C.C.若所加磁场反向若所加磁场反向,圆盘将加速转动圆盘将加速转动D.D.若所加磁场穿过整个圆盘若所加磁场穿过整个圆盘,圆盘将匀速转动圆盘将匀速转动ABDABD解析解析:把圆盘看成沿半径方向紧密排列的金属条把圆盘看成沿半径方向紧密排列的金属条,根据右手定则根据右手定则,处于磁处于磁场中的圆盘部分场中的圆盘部分,感应电流从靠近圆盘边缘处流向靠近圆心处感应电流从靠近圆盘边缘处流向靠近圆心处,故靠近故靠近圆心处电势高圆心处电势高,A,A正确正确;安培力安培力F=,F=,磁场越强磁场越强,安培力越大安培力越大,B,B正确正确;磁场反向时磁场反向时,安培力仍是阻力安培力仍是阻力,C,C错误错误;若所加磁场穿过整个圆盘若所加磁场穿过整个圆盘,则磁通则磁通量不再变化量不再变化,没有感应电流没有感应电流,安培力为零安培力为零,将匀速转动将匀速转动,D,D正确正确.