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1、第一章 電磁感應(yīng) 知識(shí)點(diǎn)總結(jié)一、電磁感應(yīng)現(xiàn)象1、電磁感應(yīng)現(xiàn)象與感應(yīng)電流 .(1)利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象,叫做電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 (2)由電磁感應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的電流,叫做感應(yīng)電流。二、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件 1、產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:閉合電路中磁通量發(fā)生變化。 2、產(chǎn)生感應(yīng)電流的方法 .(1)磁鐵運(yùn)動(dòng)。 (2)閉合電路一部分運(yùn)動(dòng)。(3)磁場(chǎng)強(qiáng)度B變化或有效面積S變化。 注:第(1)(2)種方法產(chǎn)生的電流叫“動(dòng)生電流”,第(3)種方法產(chǎn)生的電流叫“感生電流”。不管是動(dòng)生電流還是感生電流,我們都統(tǒng)稱為“感應(yīng)電流”。3、對(duì)“磁通量變化”需注意的兩點(diǎn) .(1)磁通量有正負(fù)之分,求磁通量時(shí)要按代數(shù)和(標(biāo)量計(jì)算法則)的方
2、法求總的磁通量(穿過(guò)平面的磁感線的凈條數(shù))。(2)“運(yùn)動(dòng)不一定切割,切割不一定生電”。導(dǎo)體切割磁感線,不是在導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流的充要條件,歸根結(jié)底還要看穿過(guò)閉合電路的磁通量是否發(fā)生變化。4、分析是否產(chǎn)生感應(yīng)電流的思路方法 . (1)判斷是否產(chǎn)生感應(yīng)電流,關(guān)鍵是抓住兩個(gè)條件: 回路是閉合導(dǎo)體回路。 穿過(guò)閉合回路的磁通量發(fā)生變化。 注意:第點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是磁通量“變化”,如果穿過(guò)閉合導(dǎo)體回路的磁通量很大但不變化,那么不論低通量有多大,也不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。 (2)分析磁通量是否變化時(shí),既要弄清楚磁場(chǎng)的磁感線分布,又要注意引起磁通量變化的三種情況: 穿過(guò)閉合回路的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B發(fā)生變化。 閉合回路的面積
3、S發(fā)生變化。 磁感應(yīng)強(qiáng)度B和面積S的夾角發(fā)生變化。三、感應(yīng)電流的方向 1、楞次定律 .(1)內(nèi)容:感應(yīng)電流具有這樣的方向,即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化。 凡是由磁通量的增加引起的感應(yīng)電流,它所激發(fā)的磁場(chǎng)阻礙原來(lái)磁通量的增加。 凡是由磁通量的減少引起的感應(yīng)電流,它所激發(fā)的磁場(chǎng)阻礙原來(lái)磁通量的減少。(2)楞次定律的因果關(guān)系: 閉合導(dǎo)體電路中磁通量的變化是產(chǎn)生感應(yīng)電流的原因,而感應(yīng)電流的磁場(chǎng)的出現(xiàn)是感應(yīng)電流存在的結(jié)果,簡(jiǎn)要地說(shuō),只有當(dāng)閉合電路中的磁通量發(fā)生變化時(shí),才會(huì)有感應(yīng)電流的磁場(chǎng)出現(xiàn)。 (3)“阻礙”的含義 .“阻礙”可能是“反抗”,也可能是“補(bǔ)償”. 當(dāng)引起感應(yīng)電流的磁
4、通量(原磁通量)增加時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)就與原磁場(chǎng)的方向相反,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)“反抗”原磁通量的增加;當(dāng)原磁通量減少時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)就與原磁場(chǎng)的方向相同,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)“補(bǔ)償”原磁通量的減少。(“增反減同”)“阻礙”不等于“阻止”,而是“延緩”. 感應(yīng)電流的磁場(chǎng)不能阻止原磁通量的變化,只是延緩了原磁通量的變化。當(dāng)由于原磁通量的增加引起感應(yīng)電流時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相反,其作用僅僅使原磁通量的增加變慢了,但磁通量仍在增加,不影響磁通量最終的增加量;當(dāng)由于原磁通量的減少而引起感應(yīng)電流時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向與原磁場(chǎng)方向相同,其作用僅僅使原磁通量的減少變慢了,但磁通量仍在減少,不影響磁通量最
5、終的減少量。即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)延緩了原磁通量的變化,而不能使原磁通量停止變化,該變化多少磁通量最后還是變化多少磁通量?!白璧K”不意味著“相反”. 在理解楞次定律時(shí),不能把“阻礙”作用認(rèn)為感應(yīng)電流產(chǎn)生磁場(chǎng)的方向與原磁場(chǎng)的方向相反。事實(shí)上,它們可能同向,也可能反向。(“增反減同”)(4)“阻礙”的作用 . 楞次定律中的“阻礙”作用,正是能的轉(zhuǎn)化和守恒定律的反映,在客服這種阻礙的過(guò)程中,其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能。(5)“阻礙”的形式 .感應(yīng)電流的效果總是要反抗(或阻礙)引起感應(yīng)電流的原因(1)就磁通量而言,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原磁場(chǎng)磁通量的變化.(“增反減同”)(2)就電流而言,感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙原電
6、流的變化,即原電流增大時(shí),感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向與原電流磁場(chǎng)方向相反;原電流減小時(shí),感應(yīng)電流磁場(chǎng)方向與原電流磁場(chǎng)方向相同. (“增反減同”)(3)就相對(duì)運(yùn)動(dòng)而言,由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,感應(yīng)電流的效果阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng).(“來(lái)拒去留”)(4)就閉合電路的面積而言,電磁感應(yīng)應(yīng)致使回路面積有變化趨勢(shì)時(shí),則面積收縮或擴(kuò)張是為了阻礙回路磁通量的變化.(“增縮減擴(kuò)”)(6)適用范圍:一切電磁感應(yīng)現(xiàn)象 .(7)研究對(duì)象:整個(gè)回路 .(8)使用楞次定律的步驟: 明確(引起感應(yīng)電流的)原磁場(chǎng)的方向 . 明確穿過(guò)閉合電路的磁通量(指合磁通量)是增加還是減少 . 根據(jù)楞次定律確定感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向 . 利用安培定則確
7、定感應(yīng)電流的方向 . 2、右手定則 .(1)內(nèi)容:伸開(kāi)右手,讓拇指跟其余四個(gè)手指垂直,并且都跟手掌在一個(gè)平面內(nèi),讓磁感線垂直(或傾斜)從手心進(jìn)入,拇指指向?qū)w運(yùn)動(dòng)的方向,其余四指所指的方向就是感應(yīng)電流的方向。(2)作用:判斷感應(yīng)電流的方向與磁感線方向、導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向間的關(guān)系。(3)適用范圍:導(dǎo)體切割磁感線。 (4)研究對(duì)象:回路中的一部分導(dǎo)體。 (5)右手定則與楞次定律的聯(lián)系和區(qū)別 . 聯(lián)系:右手定則可以看作是楞次定律在導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)情況下的特殊運(yùn)用,用右手定則和楞次定律判斷感應(yīng)電流的方向,結(jié)果是一致的。 區(qū)別:右手定則只適用于導(dǎo)體切割磁感線的情況(產(chǎn)生的是“動(dòng)生電流”),不適合導(dǎo)體不運(yùn)動(dòng),磁場(chǎng)或者面
8、積變化的情況,即當(dāng)產(chǎn)生“感生電流時(shí),不能用右手定則進(jìn)行判斷感應(yīng)電流的方向。也就是說(shuō),楞次定律的適用范圍更廣,但是在導(dǎo)體切割磁感線的情況下用右手定則更容易判斷。 3、“三定則” .比較項(xiàng)目右 手 定 則左 手 定 則安 培 定 則基本現(xiàn)象部分導(dǎo)體切割磁感線磁場(chǎng)對(duì)運(yùn)動(dòng)電荷、電流的作用力運(yùn)動(dòng)電荷、電流產(chǎn)生磁場(chǎng)作用判斷磁場(chǎng)B、速度v、感應(yīng)電流I方向關(guān)系判斷磁場(chǎng)B、電流I、磁場(chǎng)力F方向電流與其產(chǎn)生的磁場(chǎng)間的方向關(guān)系圖例v(因)(果)BF(果)(因)B· ×· · × × · ×(因)(果)因果關(guān)系因動(dòng)而電因電而動(dòng)電流磁場(chǎng)應(yīng)用
9、實(shí)例發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)電磁鐵【小技巧】:左手定則和右手定則很容易混淆,為了便于區(qū)分,把兩個(gè)定則簡(jiǎn)單地總結(jié)為“通電受力用左手,運(yùn)動(dòng)生電用右手”?!傲Α钡淖詈笠还P“丿”方向向左,用左手;“電”的最后一筆“乚”方向向右,用右手。四、法拉第電磁感應(yīng)定律 . 1、法拉第電磁感應(yīng)定律 . (1)內(nèi)容:電路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,跟穿過(guò)這一電路的磁通量變化率成正比。 (2)公式:(單匝線圈) 或 (n匝線圈). 對(duì)表達(dá)式的理解: E 。 對(duì)于公式,k為比例常數(shù),當(dāng)E、t均取國(guó)際單位時(shí),k=1,所以有 。若線圈有n匝,且穿過(guò)每匝線圈的磁通量變化率相同,則相當(dāng)于n個(gè)相同的電動(dòng)勢(shì)串聯(lián),所以整個(gè)線圈中電動(dòng)勢(shì)為 (本式是確定感
10、應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的普遍規(guī)律,適用于所有電路,此時(shí)電路不一定閉合). 在中(這里的取絕對(duì)值,所以此公式只計(jì)算感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大小,E的方向根據(jù)楞次定律或右手定則判斷),E的大小是由匝數(shù)及磁通量的變化率(即磁通量變化的快慢)決定的,與或之間無(wú)大小上的必然聯(lián)系(類比學(xué)習(xí):關(guān)系類似于a、v和v的關(guān)系)。 當(dāng)t較長(zhǎng)時(shí),求出的是平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);當(dāng)t趨于零時(shí),求出的是瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。 2、E=BLv的推導(dǎo)過(guò)程 . 如圖所示閉合線圈一部分導(dǎo)體ab處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度是B ,ab以速度v勻速切割磁感線,求產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)? 推導(dǎo):回路在時(shí)間t內(nèi)增大的面積為:S=L(vt) .穿過(guò)回路的磁通量的變化為: = B
11、83;S= BLv·t .產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為: (v是相對(duì)于磁場(chǎng)的速度). 若導(dǎo)體斜切磁感線(即導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)方向與導(dǎo)線本身垂直, 但跟磁感強(qiáng)度方向有夾角),如圖所示,則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E=BLvsin (斜切情況也可理解成將B分解成平行于v和垂直于v兩個(gè)分量) 3、E=BLv的四個(gè)特性 . (1)相互垂直性 . 公式E=BLv是在一定得條件下得出的,除了磁場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)外,還需要B、L、v三者相互垂直,實(shí)際問(wèn)題中當(dāng)它們不相互垂直時(shí),應(yīng)取垂直的分量進(jìn)行計(jì)算。 若B、L、v三個(gè)物理量中有其中的兩個(gè)物理量方向相互平行,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零。(2)L的有效性 . 公式E=BLv是磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與直導(dǎo)線L
12、及運(yùn)動(dòng)方向v兩兩垂直的情形下,導(dǎo)體棒中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。L是直導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度,即導(dǎo)線兩端點(diǎn)在v、B所決定平面的垂線方向上的長(zhǎng)度。實(shí)際上這個(gè)性質(zhì)是“相互垂直線”的一個(gè)延伸,在此是分解L,事實(shí)上,我們也可以分解v或者B,讓B、L、v三者相互垂直,只有這樣才能直接應(yīng)用公式E=BLv。 E=BL(vsin)或E=Bv(Lsin) E = B·2R·v有效長(zhǎng)度直導(dǎo)線(或彎曲導(dǎo)線)在垂直速度方向上的投影長(zhǎng)度.(3)瞬時(shí)對(duì)應(yīng)性 . 對(duì)于E=BLv,若v為瞬時(shí)速度,則E為瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì);若v是平均速度,則E為平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。(4)v的相對(duì)性 . 公式E=BLv中的v指導(dǎo)體相對(duì)磁場(chǎng)的速度,并
13、不是對(duì)地的速度。只有在磁場(chǎng)靜止,導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)的情況下,導(dǎo)體相對(duì)磁場(chǎng)的速度才跟導(dǎo)體相對(duì)地的速度相等。 4、公式和E=BLvsin的區(qū)別和聯(lián)系 . (1)兩公式比較 .E=BLvsin區(qū)別研究對(duì)象整個(gè)閉合電路回路中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的那部分導(dǎo)體適用范圍各種電磁感應(yīng)現(xiàn)象只適用于導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的情況計(jì)算結(jié)果一般情況下,求得的是t內(nèi)的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)一般情況下,求得的是某一時(shí)刻的瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)適用情形常用于磁感應(yīng)強(qiáng)度B變化所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象(磁場(chǎng)變化型)常用于導(dǎo)體切割磁感線所產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象(切割型)聯(lián)系E=Blvsin是由在一定條件下推導(dǎo)出來(lái)的,該公式可看作法拉第電磁感應(yīng)定律的一個(gè)推論或者特殊應(yīng)用。
14、(2)兩個(gè)公式的選用 . 求解導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的問(wèn)題時(shí),兩個(gè)公式都可以用。 求解某一過(guò)程(或某一段時(shí)間)內(nèi)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、平均電流、通過(guò)導(dǎo)體橫截面的電荷量(q=It)等問(wèn)題,應(yīng)選用 . 求解某一位置(或某一時(shí)刻)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),計(jì)算瞬時(shí)電流、電功率及某段時(shí)間內(nèi)的電功、電熱等問(wèn)題,應(yīng)選用E=BLvsin 。 5、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的兩種求解方法 . (1)用公式求解 . 是普遍適用的公式,當(dāng)僅由磁場(chǎng)的變化引起時(shí),該式可表示為;若磁感應(yīng)強(qiáng)度B不變,僅由回路在垂直于磁場(chǎng)方向上得面積S的變化引起時(shí),則可表示為公式,注意此時(shí)S并非線圈的面積,而是線圈內(nèi)部磁場(chǎng)的面積。(2)用公式E=BLvsin求解
15、 . 若導(dǎo)體平動(dòng)垂直切割磁感線,則E=BLv,此時(shí)只適用于B、L、v三者相互垂直的情況。 若導(dǎo)體平動(dòng)但不垂直切割磁感線,E=BLvsin(此點(diǎn)參考P4“ E=BLv的推導(dǎo)過(guò)程”)。 6、反電動(dòng)勢(shì). 電源通電后,電流從導(dǎo)體棒的a端流向b端,用左手定則可判斷ab棒受到的安培力水平向右,則ab棒由靜止向右加速運(yùn)動(dòng),而ab棒向右運(yùn)動(dòng)后,會(huì)切割磁感線,從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(如圖),此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的阻礙電路中原來(lái)的電流,即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向跟外加電壓的方向相反,這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)稱為“反電動(dòng)勢(shì)”。五、電磁感應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用 . 1、法拉第電機(jī) . (1)電機(jī)模型 .(2)原理:應(yīng)用導(dǎo)體棒在磁場(chǎng)中切割磁感線而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)
16、勢(shì)。. 銅盤(pán)可以看作由無(wú)數(shù)根長(zhǎng)度等于銅盤(pán)半徑的導(dǎo)體棒組成,導(dǎo)體棒在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中要切割磁感線。 大?。?(其中L為棒的長(zhǎng)度,為角速度) 對(duì)此公式的推導(dǎo)有兩種理解方式:E=BLv 棒上各點(diǎn)速度不同,其平均速度為棒上中點(diǎn)的速度:。利用E=BLv知,棒上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為:如果經(jīng)過(guò)時(shí)間t ,則棒掃過(guò)的面積為磁通量的變化量為:由知,棒上得感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為 建議選用E=BLv配合平均速度來(lái)推導(dǎo),此種推導(dǎo)方式方便于理解和記憶。 方向:在內(nèi)電路中,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向是由電源的負(fù)極指向電源的正極,跟內(nèi)電路的電流方向一致。產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的那部分電路就是電源,用右手定則或楞次定律所判斷出的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向,就是電源內(nèi)部
17、的電流方向,所以此電流方向就是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向后,進(jìn)而可判斷電路中各點(diǎn)電勢(shì)的高低。 2、電磁感應(yīng)中的電路問(wèn)題 . (1)解決與電路相聯(lián)系的電磁感應(yīng)問(wèn)題的基本步驟和方法: 明確哪部分導(dǎo)體或電路產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),該導(dǎo)體或電路就是電源,其他部分是外電路。 用法拉第電磁感應(yīng)定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小,用楞次定律確定感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向。 畫(huà)出等效電路圖。分清內(nèi)外電路,畫(huà)出等效電路圖是解決此類問(wèn)題的關(guān)鍵。 運(yùn)用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路特點(diǎn)、電功率、電熱等公式聯(lián)立求解?!纠?】 用電阻為18的均勻?qū)Ь€彎成圖中直徑D=0.80m的封閉金屬圓環(huán),環(huán)上AB弧所對(duì)圓心角為60°。將圓環(huán)
18、垂直于磁感線方向固定在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里。一根每米電阻為1.25的直導(dǎo)線PQ,沿圓環(huán)平面向左以3.0m/s的速度勻速滑行(速度方向與PQ垂直),滑行中直導(dǎo)線與圓環(huán)緊密接觸(忽略接觸處電阻),當(dāng)它通過(guò)環(huán)上AB位置時(shí),求:(1)直導(dǎo)線AB段產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),并指明該段直導(dǎo)線中電流的方向(2)此時(shí)圓環(huán)上發(fā)熱損耗的電功率解:(1)設(shè)直導(dǎo)線AB段的長(zhǎng)度為l ,直導(dǎo)線AB段產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E ,根據(jù)幾何關(guān)系知 則直導(dǎo)線AB段產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 運(yùn)用右手定則可判定,直導(dǎo)線AB段中感應(yīng)電流的方向由A向B,B端電勢(shì)高于A端。(2)此時(shí)圓環(huán)上劣弧AB的電阻為 優(yōu)弧ACB
19、的電阻為 則與并聯(lián)后的總電阻為 AB段直導(dǎo)線電阻為電源,內(nèi)電阻為r =1.25×0.40=0.50 . 則此時(shí)圓環(huán)上發(fā)熱損耗的電功率 3、電磁感應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)換 . 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,磁場(chǎng)能可以轉(zhuǎn)化為電能。若電路是純電阻電路,轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的電能將全部轉(zhuǎn)化為電阻的內(nèi)能。 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中,通過(guò)克服安培力做功,把機(jī)械能或其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能??朔才嗔ψ龆嗌俟?,就產(chǎn)生多少電能。若電路是純電阻電路,轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的電能也將全部轉(zhuǎn)化為電阻的內(nèi)能。 所以,電磁感應(yīng)現(xiàn)象符合能量守恒定律。 4、電磁感應(yīng)中的電容問(wèn)題 . 在電路中含有電容器的情況下,導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),使電容器充電或放電。因此,搞清
20、電容器兩極板間的電壓及極板上電荷量的多少、正負(fù)和如何變化是解題的關(guān)鍵。六、自感現(xiàn)象及其應(yīng)用 . 1、自感現(xiàn)象 . (1)自感現(xiàn)象與自感電動(dòng)勢(shì)的定義:當(dāng)導(dǎo)體中的電流發(fā)生變化時(shí),導(dǎo)體本身就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),這個(gè)電動(dòng)勢(shì)總是阻礙導(dǎo)體中原來(lái)電流的變化。這種由于導(dǎo)體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,叫做自感現(xiàn)象。這種現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),叫做自感電動(dòng)勢(shì)。 (2)自感現(xiàn)象的原理: 當(dāng)導(dǎo)體線圈中的電流發(fā)生變化時(shí),電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)也隨之發(fā)生變化。由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,線圈自身會(huì)產(chǎn)生阻礙自身電流變化的自感電動(dòng)勢(shì)。 (3)自感電動(dòng)勢(shì)的兩個(gè)特點(diǎn): 特點(diǎn)一:自感電動(dòng)勢(shì)的作用. 自感電動(dòng)勢(shì)阻礙自身電流的變化,但是
21、不能阻止,且自感電動(dòng)勢(shì)阻礙自身電流變化的結(jié)果,會(huì)對(duì)其他電路元件的電流產(chǎn)生影響。 特點(diǎn)二:自感電動(dòng)勢(shì)的大小. 跟穿過(guò)線圈的磁通量變化的快慢有關(guān),還跟線圈本身的特性有關(guān),可用公式表示,其中L為自感系數(shù)。 (4)自感現(xiàn)象的三個(gè)狀態(tài) 理想線圈(電阻為零的線圈): 線圈通電瞬間狀態(tài) 通過(guò)線圈的電流由無(wú)變有。 線圈通電穩(wěn)定狀態(tài) 通過(guò)線圈的電流無(wú)變化。 線圈斷電瞬間狀態(tài) 通過(guò)線圈的電流由有變無(wú)。 (5)自感現(xiàn)象的三個(gè)要點(diǎn): 要點(diǎn)一:自感線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的原因。 是通過(guò)線圈本身的電流變化引起穿過(guò)自身的磁通量變化。 要點(diǎn)二:自感電流的方向。 自感電流總是阻礙線圈中原電流的變化,當(dāng)自感電流是由原電流的增強(qiáng)引起時(shí)
22、(如通電瞬間),自感電流的方向與原電流方向相反;當(dāng)自感電流時(shí)由原電流的減少引起時(shí)(如斷電瞬間),自感電流的方向與原電流方向相同。 要點(diǎn)三:對(duì)自感系數(shù)的理解。 自感系數(shù)L的單位是亨特(H),常用的較小單位還有毫亨(mH)和微亨(H)。自感系數(shù)L的大小是由線圈本身的特性決定的:線圈越粗、越長(zhǎng)、匝數(shù)越密,它的自感系數(shù)就越大。此外,有鐵芯的線圈的自感系數(shù)比沒(méi)有鐵芯的大得多。 (6)通電自感和斷電自感的比較電路現(xiàn)象自感電動(dòng)勢(shì)的作用通電自感接通電源的瞬間,燈泡L2馬上變亮,而燈泡L1是逐漸變亮 .阻礙電流的增加續(xù)表電路現(xiàn)象自感電動(dòng)勢(shì)的作用斷電自感斷開(kāi)開(kāi)關(guān)的瞬間,燈泡L1逐漸變暗,有時(shí)燈泡會(huì)閃亮一下,然后逐漸變暗 .阻礙電流的減小 (7)斷電自感中的“閃”與“不閃”問(wèn)題辨析 .LLKI1I2 關(guān)于“斷電自感中小燈泡在熄滅之前是否要閃亮一下”這個(gè)問(wèn)題,許多同學(xué)容易混淆不清,下面就此問(wèn)題討論分析。R 如圖所示,電路閉合處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),線圈L和燈L并聯(lián),其電流分別為I1和I2,方向都是從右到左。 在斷開(kāi)開(kāi)關(guān)K瞬間,燈L中原來(lái)的從右到左的電流I1立即消失,R而由于線圈電流I2由于自感不能突變,故在開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)的瞬間通過(guò)線圈L的電流應(yīng)與斷開(kāi)前那瞬間的數(shù)值相同,
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