福建省高中物理第一轮总复习 第9章第4课时自感涡流电磁感应的图象课件.ppt

自感 涡流 电磁感应的图象 第9章 一 自感现象1 自感现象 由于发生变化而引起的电磁感应现象 自感现象是电磁感应的特例 2 自感电动势 自感现象中产生的感应电动势称为自感电动势 自感电动势大小与电流变化率成正比 与自感系数l成正比 导体本身的电流 3 自感系数l的大小由线圈自身结构特征决定 线圈越 单位长度上的匝数越 横截面积越 它的自感系数越 加入铁芯后 会使线圈的自感系数 自感系数的单位为 长 多 大 增加 亨利 h 大 4 自感电动势的方向 自感电动势总是 即 若电路中电流增加 则自感电动势与原电流方向 若电路中电流减小 则自感电动势与原电流方向 5 自感电动势的作用 阻碍导体中原来电流的变化 相反 相同 总是阻碍导体中原电流的变化 二 自感现象的应用 日光灯1 启动器 利用氖管的辉光放电 起自动把电路接通和断开的作用 2 镇流器 在日光灯点燃时 利用自感现象 产生瞬时 在日光灯正常发光时 利用自感现象 起作用 高压 降压限流 三 涡流当线圈中的电流发生变化时 这个线圈附近的导体中就会产生感应电流 这种电流看起来很像水的旋涡 所以叫做涡流 如图10 4 1所示 1 应用 电磁炉 特点是节能 环保 效率高 2 防止 变压器用硅钢片涂绝缘漆叠合而成 图10 4 1 四 电磁感应中的图象问题电磁感应中常涉及磁感应强度b 磁通量 感应电动势e和感应电流i随时间t变化的图象 即b t图象 t图象 e t图象和i t图象 对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况 还常涉及感应电动势e和感应电流i随线圈位移x变化的图象 即e x图象和i x图象 这些图象问题大体上可分为两类 1 由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象 2 由给定的有关图象分析电磁感应过程 求解相应的物理量 自感现象分析如图10 4 2所示的电路中 a1和a2是完全相同的灯泡 线圈l的电阻可以忽略不计 图10 4 2 下列说法中正确的是 a 合上开关s接通电路时 a2先亮a1后亮 最后一样亮b 合上开关s接通电路时 a1和a2始终一样亮c 断开开关s切断电路时 a2立即熄灭 a1过一会才熄灭d 断开开关s切断电路时 a1立即熄灭 a2过一会才熄灭 s闭合接通电路时 a2支路中的电流立即达到最大 a2先亮 由于线圈的自感作用 a1支路电流增加得慢 a1后亮 a1中的电流稳定后 线圈的阻碍作用消失 a1与a2并联 亮度一样 故a正确 b不正确 s断开时 l和a1 a2组成串联的闭合回路 a1和a2亮度一样 由于l中产生自感电动势阻碍l中原电流的消失 使a1和a2过一会才熄灭 故c d选项错误 所以答案为a 图10 4 3 变式训练1 2010北京卷 在如图10 4 3所示的电路中 两个相同的小灯泡l1和l2分别串联一个带铁芯的电感线圈l和一个滑动变阻器r 闭合开关s后 调整r 使l1和l2发光的亮度一样 此时流过两个灯泡的电流均为i 然后 断开s 若t 时刻再闭合s 则在t 前后的一小段时间内 正确反映流过l1的电流i1 流过l2的电流i2随时间t变化的图像是 解析 电路图如图所示 t 时刻闭合s 则由于线圈l的自感作用 通过电灯l1的电流i1从零逐渐增加 直到达稳定值i 故灯l1的电流变化为b图像所示 而灯l2所在支路没有上述现象 s一闭合 电流i2就为稳定值i 故图像c d均错 答案 b 电磁感应中的图象问题 b变化 类型 一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场中 磁场方向垂直线圈所在的平面 纸面 向里 如图10 4 4 甲 所示 磁感应强度b随t的变化规律如图10 4 4 乙 所示 以i表示线圈中的感应电流 以图 甲 中线圈上箭头所示方向的电流为正 图10 4 4 则以下的i t图象中正确的是 由图象可知 在0到1秒的时间内 磁感应强度均匀增大 那么感应电流的方向为逆时针方向 与图示电流方向相反 为负值 排除b c选项 根据法拉第电磁感应定律 其大小e 为一定值 在2到3秒和4到5秒内 磁感应强度不变 磁通量不变 无感应电流产生 d错误 所以a选项正确 解图象问题的选择题 一般用 排除法 比如先分析第一段时间内磁感应强度b的变化 从而得出感应电流i的变化规律 把不符合这个规律的选项排除掉 然后再分析第二段时间 同样排除不符合规律的选项 以此类推 直到找到正确答案 线圈不动 b变化 这一类型题目 关键看磁感应强度b随时间变化 如果某段时间内斜率一定 则这段时间内产生的感应电流恒定 用楞次定律判断感应电流的方向 变式训练2 矩形导线框abcd固定在匀强磁场中 磁感线的方向与导线框所在平面垂直 规定磁场的正方向垂直纸面向里 磁感应强度b随时间变化的规律如图10 4 5乙所示 图10 4 5 若规定顺时针方向为感应电流i的正方向 下列各图中正确的是 d 电磁感应中的图象问题 切割 类型 图10 4 6 如图10 4 6中两条平行虚线之间存在匀强磁场 虚线间的距离为l 磁场方向垂直纸面向里 abcd是位于纸面内的梯形线圈 ad与bc间的距离也为l t 0时刻 bc边与磁场区域边界重合 如图 现令线圈以恒定的速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域 取沿a b c d a的感应电流为正 则在线圈穿越磁场区域的过程中 感应电流i随时间t变化的图线可能是 首先由楞次定律可以判断进入磁场的过程 感应电流的方向为逆时针方向 即负值 用排除法排除a c选项 出磁场时感应电流的方向为顺时针方向 故感应电流的方向为正 这样只有b选项是正确的 作为一个选择题不用判断其电流的大小变化 只从感应电流的方向上即可判断出答案 故选b 磁场不变 线圈 切割 这一类型题目 关键看某个过程 比如入磁场 出磁场 中感应电流的大小和方向 不论磁场边界如何复杂 线圈形状如何多变 关键是找到这一过程中线圈在磁场里的有效切割长度 根据e blv分析感应电动势 感应电流的大小 方向由右手定则或楞次定律判定 变式训练3 如图10 4 7所示 直角三角形导线框abc以大小为v