《三维的设计》2014新课标高考物理一轮总复习课件.第九章第2单元..法拉第电磁感应定律...自感与涡流.ppt

通电自感与断电自感的比较 L很大(有铁芯) A1、A2同规格， R＝RL，L较大 器材 要求 电路图 断电自感 通电自感 两种自感 比较项目 现象 在S闭合瞬间，灯A2立即亮起来，灯A1逐渐变亮，最终和A2一样亮 在开关S断开时，灯A渐渐熄灭或闪亮一下再熄灭 磁场能转化为电能 电能转化为磁场能 能量转化情况 S断开时，线圈L产生自感电动势，阻碍了电流的减小，使电流继续存在一段时间；灯A中电流反向不会立即熄灭。若RLRA，原来的ILIA，则A灯熄灭前要闪亮一下。若RL≥RA，原来的电流IL≤IA，则灯A逐渐熄灭不再闪亮一下 由于开关闭合时，流过电感线圈的电流迅速增大，线圈产生自感电动势，阻碍了电流的增大，使流过灯A1的电流比流过灯A2的电流增加得慢 原因 断电自感 通电自感 两种自感 比较项目 [例3]　(2011·北京高考)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9－2－11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 (　　) 图9－2－11 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]　闭合开关S，电路稳定灯泡正常发光时，如果电感线圈L中的电阻比灯泡的电阻大，则电感线圈L中的电流IL比灯泡A中的电流IA小，当开关S断开，则由于自感现象，L和A 构成回路使L和A 中的电流从IL开始减小，因此不可能看到小灯泡闪亮的现象，C项正确。 [答案]　C [模型概述] 1．模型特点 “杆＋导轨”模型是电磁感应问题高考命题的“基本道具”，也是高考的热点，考查的知识点多，题目的综合性强，物理情景富于变化，是我们复习中的难点。 超链接 匀强磁场与导轨垂直，磁感应强 度为B，棒ab长为L，质量为m， 初速度为零，拉力恒为F，水平导轨光滑，除电阻R外，其他电阻不计 “杆＋导轨”模型又分为“单杆”型和“双杆”型；导轨放置方式可分为水平、竖直和倾斜；杆的运动状态可分为匀速运动、匀变速运动、非匀变速运动或转动等；磁场的状态可分为恒定不变、均匀变化和非均匀变化等等，情景复杂形式多变。 2．模型分类 (1)单杆水平式 物理模型 动态分析 I恒定 电学特征 a＝0　v恒定不变 力学特征 匀速直线运动 运动形式 收尾状态 匀强磁场与导轨垂直，磁感应 强度为B，导轨间距L，导体 棒质量m，电阻R，导轨光滑，电阻不计 (2)单杆倾斜式 物理模型 动态分析 I恒定 电学特征 力学特征 匀速直线运动 运动形式 收尾状态 [典例]　(2012·广东高考)如图9－2－12所示，质量为M的导体棒ab，垂直放在相距为l的平行光滑金属导轨上，导轨平面与水平面的夹角为θ，并处于磁感应强度大小为B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中，左侧是水平放置、间距为d的平行金属板，R和Rx分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值，不计其他电阻。 图9－2－12 (1)调节Rx＝R，释放导体棒，当棒沿导轨匀速下滑时，求通过棒的电流I及棒的速率v。 (2)改变Rx，待棒沿导轨再次匀速下滑后，将质量为m、带电量为＋q的微粒水平射入金属板间，若它能匀速通过，求此时的Rx。 [题后悟道]　由于感应电流与导体切割磁感线运动的加速度有着相互制约的关系，故导体一般不是做匀变速运动，而是经历一个动态变化过程再趋于一个稳定状态。分析这一动态过程进而确定最终状态是解决这类问题的关键。 分析电磁感应问题中导体运动状态的方法： (1)首先分析导体最初在磁场中的运动状态和受力情况； (2)其次分析由于运动状态变化，导体受到的安培力、合力的变化情况； (3)再分析由于合力的变化，导体的加速度、速度又会怎样变化，从而又引起感应电流、安培力、合力怎么变化； (4)最终明确导体所能达到的是什么样的稳定状态。 如图9－2－13所示，质量m1＝0.1 kg， 电阻R1＝0.3 Ω，长度l＝0.4 m的导体棒ab 横放在U型金属框架上，框架质量m2＝0.2 kg，放在绝缘水平面上，与