高考物理一轮复习导学案：自感和涡流

13.4自感和涡流年级班级：姓名：小组号：一、学习目标1.能说出互感现象和自感现象，说出自感系数及决定其大小的因素；2.明确通电断电自感中U和I随t变化规律并画出对应图像，指出能量转化；3.知道涡流，电磁阻尼，电磁驱动现象，明确其原理；二、课堂任务（一）自感1．自感现象：由于通过导体自身的发生变化而产生的电磁感应现象。2．自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势。E＝。3.例1：线圈自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是相同的灯泡，且不会烧毁，R2大于R1，判断：①闭合S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮②闭合S时，LA、LB均慢慢亮起来，且LA更亮③断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB马上熄灭④断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭思考：①若电阻R2阻值小于R1，试分析开关闭合、断开瞬间灯泡的现象。②开关闭合、断开瞬间流过R2的电流方向是否发生改变。例2：如图,A、B为相同的灯泡,C为电容器,L为电感线圈(其直流电阻小于灯泡电阻)，判断：①闭合开关，B立即发光。②闭合开关，电路稳定后，A中没有电流③电路稳定后，断开开关，B变得更亮后再熄灭④电路稳定后，断开开关，A中电流立即为零。总结：自感线圈通电时视为；断电时视为；稳定时视为或。（二）涡流：辨析：①涡流是因为穿过导体的磁通量变化而产生的。②涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流。③涡流有热效应，但没有磁效应 ④在硅钢中不能产生涡流。⑤家用微波炉和家用电磁炉的工作原理都与涡流有关。 ⑥电磁驱动是使电能转化为动能。例3：圆柱形区域内存在向下、大小为B的匀强磁场，在此区域内沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管，环心O在区域中心。一质量为m、带电量为q（q>0）的小球，在管内沿逆时针方向（从上向下看）做圆周运动。已知B与t的关系如图，其中T=2πm/qB0。(1)在t=0到t=T0这段时间内，小球不受细管侧壁的作用力，求小球的速度大小V0；(2)在B增大过程中产生涡旋电场，电场线是一系列逆时针同心圆，同一电场线上场强大小相等。求t=T0-1.5T0内：①细管内涡旋电场的场强大小E；②电场力对小球做的功W。（三）互感：当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。三、随堂练习1.某小组制作了一种磁悬浮列车模型，原理如图，PQ和MN是固定在水平地面上的两根足够长的平直导轨，导轨间分布着竖直（垂直纸面）方向等间距的匀强磁场B1和B2，二者方向相反。矩形金属框固定在实验车底部（车厢与金属框绝缘）。其中ad边宽度与磁场间隔相等，当磁场B1和B2同时以速度v0=10m/s沿导轨向右匀速运动时，金属框受到磁场力，并带动实验车沿导轨运动。已知金属框垂直导轨的ab边长L=0.1m、总电阻R=0.8Ω，列车与线框的总质量m=4kg，B1和B2=2T，悬浮状态下，实验车运动时受到恒定的阻力f=0.4N。（1）求实验车所能达到的最大速率；（2）实验车达到的最大速率后,某时刻让磁场立即停止运动,实验车运动20s之后也停止运动，求实验车在这20s内的通过的距离；（3）假设两磁场由静止开始向右做匀加速运动,当时间为t=24s时,发现车正在向右做匀加速直线运动,此时实验车的速度为v=2m/s,求由两磁场开始运动到实验车开始运动所需要的时间。思考：在(1)的情况下，当金属框达到最大速度时，为维持它的运动，磁场必须提供的功率．四、课堂总结一、互感现象：1、当一个线圈中电流变化，在另一个线圈中产生感应电动势的现象，称为互感。2、应用：变压器、磁性天线二、自感现象1、由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象2、①通电自感：产生的感应电动势阻碍自身电流的增大②断电自感：产生的感应电动势阻碍自身电流的减小3、自感电动势①自感电动势的大小：②自感系数L：与线圈大小、形状、圈数、有无铁芯有关三、电磁阻尼与电磁驱动的