2019版高考物理总复习 第十章 电磁感应 10-2-3 通电自感和断电自感 涡流课件.ppt

通电自感和断电自感涡流 01 02 03 04 课堂互动 课堂互动 1 自感现象的四大特点 1 自感电动势总是阻碍原电流的变化 2 通过线圈中的电流只能缓慢变化 3 电流稳定后 自感线圈相当于普通导体 4 线圈的自感系数越大 自感现象越明显 自感电动势只能延缓过程的进行 不能使过程停止 更不能使过程反向 课堂互动 2 自感中灯泡的 闪亮 与 不闪亮 问题 灯泡是否 闪亮 与流过它的电流的大小及变化有关 灯泡闪亮后缓慢熄灭 灯泡缓慢熄灭 易错辨析 电流逐渐增大 灯泡逐渐变亮 电流突然增大 然后逐渐减小达到稳定 电路中稳态电流为I1 I2 若I2 I1 灯泡逐渐变暗 若I2 I1 灯泡闪亮后逐渐变暗 两种情况灯泡中电流方向均改变 电流逐渐减小 灯泡逐渐变暗 电流方向不变 题组剖析 1 多选 如图所示 在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯 现接通交流电源 过了几分钟 杯内的水沸腾起来 若要缩短上述加热时间 下列措施可行的有 A 增加线圈的匝数B 提高交流电源的频率C 将金属杯换为瓷杯D 取走线圈中的铁芯 解析当电磁铁接通交流电源时 金属杯处在变化的磁场中产生涡电流发热 使水温升高 要缩短加热时间 需增大涡电流 即增大感应电动势或减小电阻 增加线圈匝数 提高交变电流的频率都是为了增大感应电动势 瓷杯不能产生涡电流 取走铁芯会导致磁性减弱 所以选项A B正确 C D错误 答案AB 题组剖析 2 多选 如图甲 乙所示的电路中 电阻R和自感线圈L的电阻值都很小 且小于灯泡A的电阻 接通S 使电路达到稳定 灯泡A发光 则 A 在电路甲中 断开S后 A将逐渐变暗B 在电路甲中 断开S后 A将先变得更亮 然后才逐渐变暗C 在电路乙中 断开S后 A将逐渐变暗D 在电路乙中 断开S后 A将先变得更亮 然后才逐渐变暗 解析题图甲所示电路中 灯A和线圈L串联 电流相同 断开S时 线圈上产生自感电动势 阻碍原电流的减小 通过R A形成回路 灯A逐渐变暗 题图乙所示电路中 电阻R和灯A串联 灯A的电阻大于线圈L的电阻 电流则小于线圈L中的电流 断开S时 电源不给灯供电 而线圈L产生自感电动势阻碍电流的减小 通过R A形成回路 灯A中电流比原来大 变得更亮 然后逐渐变暗 答案AD 题组剖析 3 2017 北京理综 19 图甲和图乙是教材中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 图甲中 A1与L1的电阻值相同B 图甲中 闭合S1 电路稳定后 A1中电流大于L1中电流C 图乙中 变阻器R与L2的电阻值相同D 图乙中 闭合S2瞬间 L2中电流与变阻器R中电流相等 转到解析 甲 乙 题组剖析 转回原题 解析在图甲中 断开开关S1瞬间 L1与A1构成闭合回路 通过灯A1的电流与L1相同 又因灯A1突然闪亮 即通过A1电流增大 则可推出 闭合S1待电路稳定后 通过L1的电流大于通过灯A1电流 根据L1与A1并联 所以L1的电阻小于A1的电阻 故选项A B错误 在图乙中 闭合开关S2 最终A2与A3亮度相同 即电流相同 所以L2与变阻器R的电阻相同 闭合开关S2的瞬间 L2中电流小于变阻器R中电流 故选项C正确 D错误 答案C 甲 乙 题组剖析 题源 人教版选修3 2 P14 T71831年10月28日 法拉第在一次会议上展示了他发明的圆盘发电机 如图 它是利用电磁感应的原理制成的 是人类历史上的第一台发电机 据说 在法拉第表演他的圆盘发电机时 一位贵妇人问道 法拉第先生 这东西有什么用呢 法拉第答道 夫人 一位刚刚出生的婴儿有什么用呢 图乙是这个圆盘发电机的示意图 铜盘安装在水平的铜轴上 它的边缘正好在两磁极之间 两块铜片C D分别与转动轴和铜盘的边缘接触 使铜盘转动 电阻R中就有电流通过 1 说明圆盘发电机的原理 2 圆盘如图示方向转动 请判断通过R的电流方向 题组剖析 拓展1 多选 在上题中 若所加磁场为匀强磁场 回路的总电阻恒定 从左往右看 铜盘沿顺时针方向匀速转动 下列说法正确的是 A 铜片D的电势高于铜片C的电势B 电阻R中有正弦式交变电流流过C 铜盘转动的角速度增大1倍 流过电阻R的电流也随之增大1倍D 保持铜盘不动 磁场变为方向垂直于铜盘的交变磁场 则铜盘中有电流产生 题组剖析 拓展2 2016 全国卷 20 多选 法拉第圆盘发电机的示意图如图所示 铜圆盘安装在竖直的铜轴上 两铜片P Q分别与圆盘的边缘和铜轴接触 圆盘处于方向竖直向上的匀强磁场B中 圆盘旋转时 关于流过电阻R的电流 下列说法正确的是 A 若圆盘转动的角速度恒定 则电流大小恒定B 若从上向下看 圆盘顺时针转动 则电流沿a到b的方向流动C 若圆盘转动方向不变 角速度大小发生变化 则电流方向可能发生变化D 若圆盘转动的角速度变为原来的2倍 则电流在R上的热功率也变为原来的2倍 转到解析 题组剖析 转回原题 题组剖析 转到解析 题组剖析 转回原题 规律总结 在分析自感现象问题时 应注意电路的结构 弄清楚自感线圈L与用电器的串 并联关系 明确原电流的方向 再判断自感电流的方向及大小变化 同时注意 L的自身电阻是不是能忽略不计 在断开开关时 还要看线圈和用电器能否形成回路 I I 规律总结 1 对自感现象 阻碍 作用的理解 1 流过线圈的电流增加时 线圈中产生的自感电动势阻碍电流的增加 使其缓慢地增加 2 流过线圈的电流减小时 线圈中产生的自感电动势阻碍原电流的减小 使其缓慢地减小 2 分析自感现象应注意 1 通过自感线圈中的电流不能发生突变 即通电过程中 电流逐渐变大 断电过程中 电流逐渐变小 此时线圈可等效为 电源 该 电源 与其他电路元件形成回路 2 断电自感现象中灯泡是否 闪亮 的判断 若断电后通过灯泡的电流比原来强 则灯泡先闪亮 再慢慢熄灭 备选训练 2015 全国卷 19 多选 1824年 法国科学家阿拉果完成了著名的 圆盘实验 实验中将一铜圆盘水平放置 在其中心正上方用柔软细线悬挂一枚可以自由旋转的磁针 如图16所示 实验中发现 当圆盘在磁针的磁场中绕过圆盘中心的竖直轴旋转时 磁针也随着一起转动起来 但略有滞后 下列说法正确的是 A 圆盘上产生了感应电动势B 圆盘内的涡电流产生的磁场导致磁针转动C 在圆盘转动的过程中 磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量发生了变化D 圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成电流 此电流产生的磁场导致磁针转动 备选训练 转到解析 备选训练 解析把圆盘分割成无数根沿半径方向的金属条 圆盘运动过程中 半径方向的金属条在切割磁感线 在圆心和边缘之间产生了感应电动势 选项A正确 圆盘在径向的辐条切割磁感线过程中 内部距离圆心远近不同的点电势不等而形成涡流 产生的磁场又导致磁针转动 选项B正确 圆盘转动过程中 磁针的磁场穿过整个圆盘的磁通量没有变化 选项C错误 圆盘中的自由电子随圆盘一起运动形成的电流的磁场方向沿圆盘轴线方向 不会使磁针转动 选项D错误 答案AB 转回原题