人教版 (新课标)选修36 互感和自感复习ppt课件
展开考点1:自感现象的分析与判断
【例1】如图941所示电路中,A、B是相同的两小灯泡.L是一个带铁芯的线圈,直流电阻可不计.调节R,电路稳定时两灯泡都正常发光,则在开关合上和断开时( )A.两灯同时点亮、同时熄灭B.合上S时,B比A先到达正常发光状态C.断开S时,A、B两灯都不会立即熄灭,通过A、B两灯的电流方向都与原电流方向相同D.断开S时,A灯会突然闪亮一下后再熄灭
【解析】合上S,B灯立即正常发光.A灯支路中,由于L产生的自感电动势阻碍电流增大,A灯将推迟一些时间才能达到正常发光状态.B正确.断开S,L中产生与原电流方向相同的自感电动势,流过B灯的电流与原电流反向,而A灯中电流与原电流方向相同.因为断开S后,由L作为电源的供电电流是从原来稳定时通过L中的电流值逐渐减小的,所以A、B两灯只是延缓一些时间熄灭,并不会比原来更亮.
答案:B点评:(1)流过线圈的电流由于自感电动势的作用,而不能突变,只能逐渐变化. (2)电路达到稳定后,电感线圈不再产生自感电动势,只相当于直流电阻.
【例2】如图942所示是高频焊接原理示意图.线圈中通以高频变化的电流时,待焊接的金属工件中就产生感应电流,感应电流通过焊缝产生大量热量,将金属熔化,把工件焊接在一起,而工件其他部分发热很少,以下说法正确的是( )
A.电流变化的频率越高,焊缝处的温度升高的越快B.电流变化的频率越低,焊缝处的温度升高的越快C.工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小D.工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大
答案:AD点评:利用涡流作用可以做成一些感应加热的设备,或用以减少运动部件振荡的阻尼器件等,要减少涡流,可采用的方法是把整块铁芯改成用薄片叠压的铁芯.
题型一:通电自感和断电自感的比较
【例3】在如图943所示的电路中,a、b为两个完全相同的灯泡,L为自感线圈,E为电源,S为开关.关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序,下列说法正确的是( )
A.合上开关,a先亮,b后亮;断开开关,a、b同时熄灭B.合上开关,b先亮,a后亮;断开开关,a先熄灭,b后熄灭C.合上开关,b先亮,a后亮;断开开关,a、b同时熄灭D.合上开关,a、b同时亮;断开开关,b先熄灭,a后熄灭
切入点:分析此类问题应先明确原电流方向,然后判断自感电流的方向及大小变化.在断开开关时还要看线圈和用电器能不能形成回路.【解析】由于L是自感线圈,当合上S时,自感线圈L将产生自感电动势,阻碍电流的流过,故有b灯先亮,而a灯后亮.当S断开时,a、b组成回路,L中产生自感电动势阻碍电流的减弱,由此可知,a、b同时熄灭,故选项C正确.答案:C
点评:对通电自感和断电自感的比较,见表:
【例4】桌面上放一铜片,一条形磁铁的N极自上而下接近铜片的过程中,如图944所示,铜片对桌面的压力( )A.增大B.减小C.不变D.无法判断是否变化
切入点:用楞次定律判断涡流的方向.
【解析】磁铁的N极接近时,自上而下穿过铜片的磁通量增大,在铜片内会产生逆时针方向绕行的感应电流(如图),使铜片上方呈现N极,阻碍磁铁接近.根据牛顿第三定律,磁铁对铜片有同样大小的作用力,使铜片增加对桌面的压力,故选项A正确.答案:A
点评:涡流是由于变化的磁场产生电场,这种电场称为涡旋电场,这时涡旋电场可以在整块金属内部引起涡电流.因此涡流的大小取决于回路电阻和磁场变化率,方向则应根据楞次定律判断. 电磁阻尼现象反映了涡流的磁效应,而电磁驱动现象则反映了涡流的机械效应.
1.(2011•北京)某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁芯的线圈L,小灯泡A、开关S和电池组E,用导线将它们连接成如图945所示的电路.检查电路后,闭合开关S,小灯泡发光;再断开开关S,小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象.虽经多次重复,仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象,他冥思苦想找不出原因.你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是( )
A.电源的内阻较大 B.小灯泡电阻偏大C.线圈电阻偏大 D.线圈的自感系数较大
【解析】断开开关瞬间,小灯泡中的电流突变为电感线圈中的电流,未出现闪亮现象是因为原来流过线圈中的电流太小,即线圈电阻偏大.
2.(2011•上海)如图946,磁场垂直于纸面,磁感应强度在竖直方向均匀分布,水平方向非均匀分布.一铜制圆环用丝线悬挂于O点,将圆环拉至位置a后无初速释放,在圆环从a摆向b的过程中( )A.感应电流方向先逆时针后顺时针再逆时针B.感应电流方向一直是逆时针C.安培力方向始终与速度方向相反D.安培力方向始终沿水平方向
【解析】本题考查组合场中的电磁感应问题和学生对组合场的分析能力.将圆环从a向b的运动分为三个过程:左侧、分界处、右侧.在左侧垂直纸面向里的磁场中,原磁场增强,根据楞次定律:感应磁场方向与原磁场方向相反即垂直纸面向外,再由右手定则判断知感应电流为逆时针方向;同理判断另两个过程;最后由左手定则判断每个过程的安培力的合力,可知安培力方向始终沿水平方向.
3.(2010•北京)在如图947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变化的图象是( )
【解析】由电路实物图可得,与滑动变阻器R串联的L2,没有自感直接变亮,电流i2变化图象如A中图线.C、D错误.与带铁芯的电感线圈串联的L1,由于自感电流逐渐变大,B项正确.
4.如图948所示的电路,D1和D2是两个相同的灯泡,L是一个自感系数相当大的线圈,其电阻与R相同,由于存在自感现象,在电键S接通和断开时,灯泡D1和D2亮暗的先后次序是( )A.接通时D1先达最亮,断开时D1后灭B.接通时D2先达最亮,断开时D2后灭C.接通时D1先达最亮,断开时D1先灭D.接通时D2先达最亮,断开时D2先灭
5.(2010•徐州模拟)在图949所示的电路中,两个灵敏电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央,当电流从“+”接线柱流入时,指针向右摆;电流从“-”接线柱流入时,指针向左摆,在电路接通后再断开的瞬间,下面哪个说法符合实际( )A.G1指针向左摆,G2指针向右摆B.G1指针向右摆,G2指针向左摆C.G1、G2指针都向左摆D.G1、G2指针都向右摆
【解析】电路接通后线圈中电流方向向右,当电路断开时,线圈中电流减小,产生与原电流方向相同的自感电动势,与G2和电阻组成闭合回路,所以G1中电流方向向右,G2中电流方向向左,即G1指针向右摆,G2指针向左摆.B项正确.
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