学生自感现象知识点与习题8.docVIP

PAGE \* MERGEFORMAT 1 PAGE \* MERGEFORMAT 1自感现象一、自感现象的四个要点和三个状态要点一：电感线圈产生感应电动势的原因是通过线圈本身的电流变化引起穿过自身的磁通量变化。要点二：自感电流总是阻碍导体中原电流的变化，当自感电流是由于原电流的增强引起的（如通电），自感电流的方向与原电流方向相反；当自感电流是由于原电流的减少引起时（如断电），自感电流的方向与原电流方向相同；要点三：自感电动势的大小取决于自感系数和导体本身电流变化的快慢。其具体关系为：。其中，自感系数L的大小是由线圈本身的特性决定的。线圈越粗、越长、匝数越密，它的自感系数就越大；线圈中加入铁芯，自感系数增大。要点四：自感现象的解释。图1的电路断电时，线圈中产生的自右向左的自感电流，是从稳定时的电流开始减小的。若为线圈的直流电阻），在电键S闭合稳定后，流过电灯的自右向左的电流小于流过线圈的自右向左的电流，在S断开的瞬间，才可以看到电灯更亮一下后才熄灭。若，在S断开的瞬间，电灯亮度是逐渐减弱的。三个状态：理想线圈（无直流电阻的线圈）的三个状态分别是指线圈通电瞬间、通电稳定状态和断电瞬间状态。在通电开始瞬间应把线圈看成断开，通电稳定时可把理想线圈看成导线或被短路来分析问题。断电时线圈可视为一瞬间电流源（自感电动势源），它可以使闭合电路产生电流。二、自感现象题型及其分析1. 判断灯亮度情况的变化问题例1如图2所示的电路中是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略。下列说法中正确的是（ ）A. 合上电键S接通电路时，先亮，后亮，最后一样亮B. 合上电键S接通电路时，始终一样亮C. 断开电键S切断电路时，立即熄灭，过一会才熄灭D. 断开电键S切断电路时，都过一会才熄灭2. 自感中的电流计算问题例2 如图所示，电源电动势E=6V，内阻不计，A和B两灯都标有“6V 0.3A”字样，电阻R和线圈L的直流电阻均为，试通过计算，分析在电键S闭合和断开的极短时间内流过A和B两灯的电流变化情况。涡流现象涡流现象：整块导体内部发生电磁感应而产生感应电流的现象．涡流现象的规律：导体的_____________，交变磁场的____________，涡流______． 3．涡流现象的应用 (1)在生活中的应用：电磁灶与涡流加热． (2)在生产中的应用：高频感应炉、涡流闸、金属探测器等．知识点2 涡流现象的物理实质 1．涡流产生的过程：如图 1－7－1 所示，在一根导体外面绕上线圈，并让线圈通入交变电流，根据麦克斯韦理论，变化的磁场激发出感生电场．导体可以看作是由许多闭合线圈组成的，在感生电场作用下，这些线圈中产生了感生电动势，从而产生涡旋状的感应电流． 2．在应用和防止涡流时应注意：(1)在应用涡流时要尽可能使回路电阻小一些．(2)在防止涡流时要尽可能使回路电阻大一些．某磁场磁感线如图所示，有铜线圈自图示 A位置落至 B 位置，在下落过程中，自上向下看，线圈中的感应电流方向为（ ）A．始终顺时针B．始终逆时针C．先顺时针，再逆时针D．先逆时针，再顺时针　交变电流基础知识一．交流电大小和方向都随时间作周期性变化的电流，叫做交变电流。 其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式电流，正弦式电流产生于在匀强电场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里，线圈每转动一周，感应电流的方向改变两次。二．正弦交流电的变化规律 线框在匀强磁场中匀速转动．1．当从中性面位置开始在匀强磁场中匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间而变的函数是正弦函数： 即 e=εmsinωt， i＝Imsinωtωt是从该位置经t时间线框转过的角度；ωt也是线速度V与磁感应强度B的夹角；。是线框面与中性面的夹角2．当从图位置开始计时： 则：e=εmcosωt， i＝Imcosωtωt是线框在时间t转过的角度；是线框与磁感应强度B的夹角；此时V、B间夹角为（π/2一ωt）．3．对于单匝矩形线圈来说Em=2Blv=BSω； 对于n匝面积为S的线圈来说Em=nBSω。对于总电阻为R的闭合电路来说Im=三．几个物理量1．中性面： （1）此位置过线框的磁通量最多． （2）此位置磁通量的变化率为零．所以 e=εmsinωt=0， i＝Imsinωt=0 （3）此位置是电流方向发生变化的位置，具体对应图中的t2，t4时刻，因而交流电完成一次全变化中线框两次过中性面，电流的方向改变两次，频率为50Hz的交流电每秒方向改变100次．2．交流电的最大值： εm＝BωS 当为N匝时εm＝NBωS （1）ω是匀速转动的角速度，其单位一定为弧度／秒，nad/s（注意rad是radian的缩写，round/s为每秒转数，单词round是圆，回合）．