高考物理总复习 第十一章 第4课 自感现象 涡流 磁流体发电机课件 (2).ppt

第二单元电磁感应规律的应用第4课自感现象涡流磁流体发电机 第十一章电磁感应 知能要求与高考展望 1 了解自感现象及自感系数 涡流的概念 掌握磁流体发电机的原理及其应用 2 考查一般为选择题 课前自修 1 自感现象 1 自感现象 由于导体本身电流发生 而产生的电磁感应现象叫自感现象 2 自感电动势总要阻碍导体中电流的 当导体中的电流在增大时 自感电动势与原电流方向 当导体中的电流在减小时 自感电动势与电流方向 3 自感电动势的大小 与线圈中的电流强度的 成正比 即el l l是 变化 变化 相反 相同 变化率 自感系数 4 自感系数 自感系数是用来表示线圈的自感特性的物理量 简称自感或电感 线圈的自感系数与线圈的 等因素有关 线圈越粗 越长 匝数越密 它的自感系数就越 除此之外 线圈加入铁芯后 其自感系数就会越 自感系数的单位 简称 有1mh h 1 h h 大小 形状 匝数 大 大 亨利 亨 10 3 10 6 5 涡流 块状金属在磁场中运动 或者处在变化的磁场中 金属块内部会产生感应电流 这种电流在整块金属内部自成 像 把它叫做涡电流 简称涡流 2 磁流体发电机目前世界上正在研究的一种新型发电机叫磁流体发电机 它可把高温下电离的气体的 直接转化为 闭合回路 水的漩涡 内能 电能 重难突破 1 对自感现象的理解当导体中电流发生变化时 导体本身就产生感应电动势 这个电动势总是要阻碍导体中原来电流的变化 这种由于导体电流本身发生变化而产生的电磁感应现象 就是自感现象 它的实质就是阻碍导体 中学主要研究线圈 中原电流的变化 这种变化包括原电流的大小和方向 即 当原电流变大时 自感电动势产生的电流方向与原电流方向相反 当原电流变小时 自感电动势产生的电流方向与原电流方向相同 当然 阻碍不是 阻止 原电流还是要发生变化的 只是延缓了变化的速率 在分析自感现象时 一般当流过线圈l的电流突然增大瞬间 我们可以把l看成一个阻值很大的电阻 当流经l的电流突然减小的瞬间 我们可以把l看作一个电源 它提供一个跟原电流同向的电流 2 通电自感与断电自感比较 3 磁流体发电机的原理等离子体射入磁场 受洛伦兹力作用而偏转 a板积累负电荷 b板积累正电荷 在两板间形成电场 当离子所受洛伦兹力和电场力平衡时就不再偏转 两板间电势差稳定 题型探究 题型一 自感现象的分析与判断 例1 如图所示 自感线圈的自感系数很大 电阻为零 开关k原来是闭合的 在k断开瞬间 下列说法中正确的是 a 若r1 r2 灯泡的亮度逐渐变暗b 若r1 r2 灯泡先闪亮一下再逐渐变暗c 若r1 r2 灯泡的亮度逐渐变暗d 若r1 r2 灯泡先闪亮一下再逐渐变暗 解析 若r1 r2 即i1 i2 所以小灯泡在k断开后先突然变到某一较暗状态 再继续变暗到最后熄灭 若r1 r2 即i1 i2 小灯泡在k断开后电流从原来的i2突变到i1 方向相反 然后再渐渐变小 最后为零 所以灯泡在k断开后先变得比原来更亮 再逐渐变暗到熄灭 答案 ad 方法点窍 对于开关断开 灯熄灭前是否要闪一下强光的问题 初学者容易产生误解 其实 自感线圈支路原来的电流与电灯支路原来的电流大小的关系是决定灯是否会闪一下的原因 因为线圈支路的自感电流的最大值是不会超过断开开关前线圈稳定电流的数值 由此可知本题的答案 题型二 磁流体发电机模型的应用 例2 下图为磁流体发电机的示意图 设两金属板间的距离为d 两极板间匀强磁场的磁感应强度为b 等离子体垂直进入磁场的速度为v 单个离子所带的电量为q 离子通道 即两极板间 的等效电阻为r 负载电阻为r 求 1 该发电机的电动势 2 发电机的总功率 方法点窍 本题第 1 问也可采用力的观点进行解答 在洛伦兹力的作用下 正离子向上偏转 负离子向下偏转形成匀强电场 离子所受电场力等于洛伦兹力时 达到动态平衡 f洛 bqv f电 f洛 f电 以上三式解得e bdv 随堂训练 如图所示 a b是两个完全相同的灯泡 l是自感系数较大的线圈 其直流电阻忽略不计 当开关k闭合时 下列说法正确的是 a a比b先亮 然后a熄灭b b比a先亮 然后b逐渐变暗 a逐渐变亮 最后一样亮c a b一起亮 然后a熄灭d a b一起亮 然后a逐渐变亮 b的亮度不变 错解 错选d 当开关闭合时 a灯与线圈l串联 b灯与r串联后分别并联于电源两端 闭合k的瞬间 a灯由于l的自感而不能达到应有的电流而亮度偏暗 k闭合一段时间后自感消失 两灯达到同样的亮度 所以a灯逐渐变亮 b灯亮度不发生变化 d项正确 解析 闭合k时 l产生自感 在a灯处原电流与感应电流反向