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1、- 1 -互感和自感 涡流知识要点：一、互感现象两个相邻的线圈，当一个线圈中的电流变化时在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫做互感。这种感应电动势叫做互感电动势。变压器就是利用互感现象制成的。二、自感现象1自感：当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势，这种现象叫做自感，相应的电动势叫做自感电动势。2典型电路：3规律：自感电动势大小 tILE自感电动势方向服从楞次定律，即感应电流总是阻碍原电流的变化。4自感系数：公式 中的 L 叫做自感系数，简称自感或电感。自感系数与线圈tI的大小、形状、匝数以及是否有铁芯等因素有关。三、涡流1定义：块状金属在磁场中运动，或者
2、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闭合回路，叫做涡流。2热效应：金属块中的涡流要产生热量。如果磁通量变化率大，金属的电阻率小，则涡流很强，产生的热量很多。利用涡流的热效应可以制成高频感应炉、高频焊接、电磁炉等感应加热设备。变压器、电机铁芯中的涡流热效应不仅损耗能量，严重时还会使设备烧毁为减少涡流，变压器、电机中的铁芯都是用很薄的硅钢片叠压而成。3磁效应：块状导体在磁场中运动时，产生的涡流使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。电磁仪表中的电磁阻尼器就是根据涡流磁效应制成的4机械效应：磁场相对于导体转动，导体中的感应电流使导体受
3、到安培力作用，安培力使导体运动起来，这种作用称为电磁驱动。交流感应电动机、磁性式转速表就是利用电磁驱动的原理工作的。课堂练习1在如图所示的电路中，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AELSSEL A1RA2RabLE S- 2 -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 熄灭，a 后熄灭2在如图所示电路中。A、 B 是两
4、个完全相同的灯泡，L 是一个自感系数很大、直流电阻为零 的电感线圈， C 是电容很大的电容器当 S 闭合与断开时，对 A、B 的发光情况判断正确的是 （ ） AS 闭合时， A 立即亮，然后逐渐熄灭BS 闭合时，B 立即亮，然后逐渐熄灭CS 闭合足够长时间后，B 发光，而 A 不发光DS 闭合足够长时间后再断开 S，B 立即熄灭，而 A 逐渐熄3如图所示，A 和 B 是电阻为 R 的电灯，L 是自感系数较大的线圈，当 S1 闭合、S 2 断开且电路稳定时，A、B 亮度相同，再闭合 S2，待电路稳定后将 S1 断开，下列说法中，正确的是 （ ）AB 灯立即熄灭 BA 灯将比原来更亮一些后再熄灭C
5、有电流通过 B 灯，方向为 cdD有电流通过 A 灯，方向为 ba4如图所示，abcd 是一闭合的小金属线框，用一根绝缘的细杆挂在固定点 O，使金属线框在竖直平面内来回摆动的过程穿过水平方向的匀强磁场区域，磁感线方向跟线框平面垂直，若悬点摩擦和空气阻力不计，则 （ ）A线框进入或离开磁场区域时，都产生感应电流，而且电流的方向相反B线框进入磁场区域后，越靠近 OO线时速度越大，因而产生的感应电流也越大C线框开始摆动后，摆角会越来越小，摆角小到某一值后将不再减小D线框摆动过程中，机械能完全转化为线框电路中的电能5如图所示，A、B 为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同
6、高度。两个相同的磁性小球，同时从 A、B 管上端的管口无初速释放，穿过 A 管比穿过 B 管的小球先落到地面。下面对于两管的描述这可能正确的是： （ ）AA 管是用塑料制成的，B 管是用铜制成的；BA 管是用铝制成的，B 管是用胶木制成的；CA 管是用胶木制成的，B 管是用塑料制成的；DA 管是用胶木制成的，B 管是用铝制成的。6如图所示是一种延时开关，当 S1 闭合时，电磁铁 F 将衔铁D 吸下，C 线路接通。当 S1 断开时，由于电磁感应作用，D 将延迟一段时间才被释放。则 （ ）A由于 A 线圈的电磁感应作用，才产生延时释放 D 的作用A B- 3 -B由于 B 线圈的电磁感应作用，才产
7、生延时释放 D 的作用C如果断开 B 线圈的电键 S2，无延时作用 D如果断开 B 线圈的电键 S2，延时将变长7如图所示，电路中 L 是自感系数较大的电感器当滑动变阻器的滑动触头 P 从 A 端迅速滑向 B 端过程中通过 AB 的中点 C 时刻，回路中的电流为 I1；当滑动触头 P 从 B 端迅速滑向 A 端过程中通过 C 点时刻，回路中的电流为 I2；当滑动触头固定在 C 点时刻，回路中的电流为 I3，则下列关系正确的是 （ ）AI 1= I2=I3 BI 1 I3I2 CI 1I38如图所示，电键 S 原先闭合，电路处于稳定状态，在某一时刻 t1 突然打开电键 S，则通过电阻 R1 中的
8、电流 I1 随时间变化的图像是( ) 9图甲为某同学研究自感现象的实验电路图，用电流传感器显示器各时刻通过线圈 L的电流。电路中电灯的电阻 R1=6.0，定值电阻 R=2.0，AB 间电压 U=6.0 V。开关 S 原来闭合，电路处于稳定状态，在 t1=1.0103 s 时刻断开关 S，此时刻前后电流传感器显示的电流随时间变化的图线如图乙所示。（1）求出线圈 L 的直流电阻 RL；（2）在图甲中用箭头标出断开开关后通过电灯的电流方向；（3）在 t2=1.6103 s 时刻线圈 L 中的感应电动势的大小是多少？UR1L RSA B+ 图甲0 1.0 2.0 3.00.51.01.5i/At/10
9、3s图乙ABC PR1L- 4 -课外作业1关于线圈中自感电动势的大小，下列说法中正确的是 ( )A电感一定时，电流变化越大，电动势越大B电感一定时，电流变化越快，电动势越大C通过线圈的电流为零的瞬间，电动势为零D通过线圈的电流为最大值的瞬间，电动势最大 2关于线圈自感系数的说法，正确的是 ( )A自感电动势越大，自感系数也越大B把线圈中的铁芯抽出一些，自感系数减小C把线圈匝数增加一些，自感系数变大D绕制电感线圈的导线越粗，自感系数越大3如图所示，D 1 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，下列说法正确的是 （ ）A线圈 L 中的电流变化越快，则其自感
10、系数越大，自感电动势也越大B电键 S 闭合时 D1 先达最亮，断开时后暗C电键 S 闭合时 D2 先达最亮，断开时后暗D从 S 闭合到断开，D 1 和 D2 始终一样亮4如图所示， （a） 、 （b）中，R 和自感线圈 L 的电阻都很小，接通 K，使电路达到稳定，灯泡 S 发光。下列说法正确的是 （ ）A在电路（a）中，断开 K，S 将渐渐变暗B在电路（a）中，断开 K，S 将先变得更亮，然后渐渐变暗C在电路（b）中，断开 K，S 将渐渐变暗D在电路（b）中，断开 K，S 将先变得更亮，然后渐渐变暗5如图电路中，自感线圈的直流电阻 RL 很小（可忽略不计） ，自感系数 L 很大。A、B 、C
11、是三只完全相同的灯泡，则 S 闭合后 （ ）AS 闭合瞬间，B、C 灯先亮，A 灯后亮BS 闭合瞬间，A 灯最亮， B 灯和 C 灯亮度相同CS 闭合后，过一会儿， A 灯逐渐变暗，最后完全熄灭DS 闭合后过一会儿，B、 C 灯逐渐变亮，最后亮度相同- 5 -6如图所示是测定自感系数很大的线圈 L 的直流电阻的电路，L 两端并联一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压，在测量完毕后，拆解电路时应 （ ）A先断开 S1 B先断开 S2C先拆除电流表 D先拆除电压表7如图所示，多匝线圈 L 的电阻和电源内阻都很小，可忽略不计，电路中两个电阻器的电阻均为 R，开始时电键 S 断开此时电路中电流强度为 I0，现将电键 S 闭合、线圈 L 中有自感电动势产生，下列说法中正确的是 （ ）A由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终由 I0 减小到零B由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终总小于 I0C由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流将保持 I0 不变D自感电动势有阻碍电流增大的作用，但电路中电流最终还要增大到 2 I08如图所示，灯泡 L1 和 L2 均为“6V 3W”，L 3 为“6V 6W”，电源电动势 8V，线圈 L 的自感系数很大而电阻可忽略。则开关闭合瞬时，三灯亮度情况 ，当电流逐渐稳定时又如何 。
