3.规律
09引起自感的原电流的变化,符合楞次定律。 (1)自感电动势总要阻碍□(2)通过线圈的电流不能发生突变,只能缓慢变化。
(3)当线圈中电流变化时,线圈相当于电源;当线圈中电流不变时,线圈相当于导线或电阻。 10LΔI,自感系数越大,自感现象越明显。自感电动势只是延缓了过(4)自感电动势的大小:E=□Δt程的进行,但它不能使过程停止,更不能使过程反向。
4.自感中“闪亮”与“不闪亮”问题
1. (多选)线圈通以如图所示的随时间变化的电流,则( )
A.0~t1时间内线圈中的自感电动势最大 B.t1~t2时间内线圈中的自感电动势最大 C.t2~t3时间内线圈中的自感电动势最大 D.t1~t2时间内线圈中的自感电动势为零 答案 CD
ΔI
解析 线圈中的自感电动势与通入的电流的变化率成正比,即E∝Δt。根据图象分析:0~t1时间内的电流变化率小于t2~t3时间内的电流变化率,t1~t2时间内的电流变化率为零,自感电动势为零,A、B错误,C、D正确。
2. [教材母题] (人教版选修3-2 P25·T3)如图所示,L是自感系数很大的线圈,但其自身的电阻几乎为0。A和B是两个相同的小灯泡。
(1)当开关S由断开变为闭合时,A、B两个灯泡的亮度将如何变化?
(2)当开关S由闭合变为断开时,A、B两个灯泡的亮度又将如何变化?在老师的指导下做一做这个实验,以检验你的预测。
[变式子题] (多选)如图所示,电源的电动势为E,内阻r忽略不计。A、B是两个相同的小灯泡,L是一个自感系数相当大的线圈。以下说法正确的是( )
A.从开关闭合到电路中电流稳定的时间内,A灯立刻亮,且亮度保持稳定 B.从开关闭合到电路中电流稳定的时间内,B灯立刻亮,且亮度保持稳定 C.开关断开后瞬间,A灯闪亮一下再熄灭 D.开关断开后瞬间,电流自右向左通过A灯 答案 AD
解析 开关闭合,A灯立刻亮,因为电源没有内阻,所以A灯两端的电压保持不变,灯泡亮度稳定,故A正确;因为L是一个自感系数相当大的线圈,所以开关闭合时B灯不亮,然后逐渐变亮,最后亮度稳定,故B错误;两个灯泡电阻一样,若L也没有电阻,则开关断开前后A灯的电流相同,不会闪亮;若L有电阻,则通过B的电流小于A的电流,所以A也不会闪亮一下,故C错误;开关断开后瞬间,L产生感应电动势,在回路中通过A灯的电流方向为从右向左,故D正确,故选A、D。
3.(2017·北京高考)图1和图2是演示自感现象的两个电路图,L1和L2为电感线圈。实验时,断开开关S1瞬间,灯A1突然闪亮,随后逐渐变暗;闭合开关S2,灯A2逐渐变亮,而另一个相同的灯A3立即变亮,最终A2与A3的亮度相同。下列说法正确的是( )
A.图1中,A1与L1的电阻值相同
B.图1中,闭合S1,电路稳定后,A1中电流大于L1中电流 C.图2中,变阻器R与L2的电阻值相同
D.图2中,闭合S2瞬间,L2中电流与变阻器R中电流相等 答案 C
解析 图1中,断开开关S1瞬间,L1与灯A1组成闭合回路,L1产生感应电动势阻碍电流的变化,电流逐渐减小,由于灯A1突然闪亮,故断开开关S1之前,通过L1的电流大于通过灯A1的电流,由欧姆定律知,A1的电阻值大于L1的电阻值,A、B错误;图2中,闭合开关S2,电路稳定后A2与A3的亮度相同,又A2与A3相同,由欧姆定律知,变阻器R与L2的电阻值相同,C正确;图2中,闭合S2瞬间,由于L2产生感应电动势阻碍电流的增加,故L2中电流小于变阻器R中电流,D错误。
考点四 涡流、电磁驱动和电磁阻尼
1.涡流现象
(1)涡流:块状金属放在变化的磁场中,或者让它在磁场中运动时,金属块内产生的旋涡状感应电流。
(2)产生原因:金属块内磁通量变化→感应电动势→感应电流。
(3)涡流的利用:冶炼金属的高频感应炉利用涡流产生焦耳热使金属熔化;家用电磁炉也是利用涡流原理制成的。
(4)涡流的减小:各种电动机和变压器中,用涂有绝缘漆的硅钢片叠加成铁芯,以减小涡流。 2.电磁阻尼与电磁驱动的比较
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