第7.1節(jié)自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象

第七章·電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用第1節(jié)自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象◎目標(biāo)導(dǎo)航知識(shí)要點(diǎn)難易度1.自感：線圈因自身電流變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)

2.通電、斷電自感現(xiàn)象

3.渦流：變化的磁場產(chǎn)生渦旋電場，產(chǎn)生渦旋電流4.渦流的利用：冶煉爐、電磁阻尼；防止：變壓器的硅鋼片★★★★★★★★★◎知識(shí)精講一、自感1．線圈的電學(xué)符合和特性帶鐵芯線圈和無鐵芯線圈的電學(xué)符號(hào)：鐵芯可以增強(qiáng)磁場。(a)原線圈磁通量增大時(shí)，感應(yīng)電流的磁通量相反(b)原線圈磁通量減小時(shí)，感應(yīng)電流的磁通量相同2．自感現(xiàn)象如圖甲所示，首先閉合后調(diào)節(jié)，使亮度相同，然后斷開開關(guān)。再次閉合，燈泡立刻發(fā)光，而跟線圈串聯(lián)的燈泡卻是逐漸亮起來的。如圖乙所示電路中，選擇適當(dāng)?shù)臒襞莺途€圈，使燈泡的電阻大于線圈的直流電阻。斷開時(shí)，燈并非立即熄滅，而是閃亮一下再逐漸熄滅。圖甲實(shí)驗(yàn)叫通電自感。在閉合開關(guān)的瞬間，通過線圈的電流發(fā)生變化而引起穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，這個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢阻礙線圈中電流的增大，通過燈泡的電流只能逐漸增大，所以只能逐漸變亮。圖乙實(shí)驗(yàn)叫斷電自感。斷開的瞬間，通過線圈的電流減弱，穿過線圈的磁通量很快減小，線圈中出現(xiàn)感應(yīng)電動(dòng)勢。雖然電源斷開，但由于線圈中有感應(yīng)電動(dòng)勢，且和組成閉合電路，使線圈中的電流反向流過燈，并逐漸減弱由于的直流電阻小于燈的電阻，其原電流大于通過燈的原電流，故燈閃亮一下后才逐漸熄滅。由于通過線圈自身的電流發(fā)生變化時(shí)，線圈本身產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象。3．自感電動(dòng)勢定義：由于自感而產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)熱叫自感電動(dòng)勢。線圈又叫自感器。作用：總是阻礙導(dǎo)體中原電流的變化，即總是起著推遲電流變化的作用。（楞次定律）方向：自感電動(dòng)勢總是阻礙導(dǎo)體中原來電流的變化；（楞次定律）當(dāng)原來電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢與原來電流方向相反；當(dāng)原來電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢與原來電流方向相同。大?。焊ㄟ^線圈的電流變化率ΔIΔt（E自=LΔIΔt自感和電阻的比較：電感和電阻都是反映導(dǎo)體本身性質(zhì)的物理量。電阻R對(duì)電流有阻礙作用，電感L對(duì)電流的變化有阻礙作用。4．自感現(xiàn)象的應(yīng)用和防止①應(yīng)用：日光燈電路中的鎮(zhèn)流器、高鐵上方的受電弓從接觸線獲取電能等。②防止：在切斷自感系數(shù)很大、電流很強(qiáng)的電路的瞬間，會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢，形成電??；制作精密電阻時(shí)，采用雙線繞法來消除自感現(xiàn)象。例1.如圖的是自感現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置，A是燈泡，L是帶鐵芯的線圈，E為電源，K是開關(guān)。下述判斷正確的是（）（A）K接通的瞬間，L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，K接通后和斷開瞬間L不產(chǎn)生自感電動(dòng)勢（B）K斷開的瞬間L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，K接通瞬間和接通后L不產(chǎn)生自感電動(dòng)勢（C）K在接通或斷開的瞬間L都產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，K接通后L不再產(chǎn)生自感電動(dòng)勢（D）K在接通或斷開瞬間以及K接通后，L一直產(chǎn)生自感電動(dòng)勢【答案】C【詳解】電路中電流發(fā)生變化時(shí)，L中的磁通量發(fā)生變化，L會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢。接通后，電流穩(wěn)定后，磁通量保持不變，L不再產(chǎn)生自感電動(dòng)勢。例2.如圖所示，兩個(gè)電阻均為R，線圈L的電阻及電池內(nèi)阻均可忽略，S原來斷開，電路中的電流I0=E2R?，F(xiàn)將A．使電路的電流減小，最后由I0減到零B．有阻礙電流增大的作用，最后電流小于I0C．有阻礙電流增大的作用，因而電流總保持不變D．有阻礙電流增大的作用，但電流還是增大，最后變?yōu)?I0【答案】D【解析】本題考查通電時(shí)電感線圈中自感電動(dòng)勢對(duì)電流的阻礙作用。當(dāng)S閉合時(shí)，電路中的電阻減小，電流增大，線圈的作用是阻礙電流的增大，A錯(cuò)；阻礙電流增大，不是不讓電流增大，而是讓電流增大的速度減緩，B、C錯(cuò)；最后達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，I=ER=2二、渦流1．渦流現(xiàn)象當(dāng)線圈中的電流隨時(shí)間變化時(shí)，線圈附近的任何導(dǎo)體中都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流在導(dǎo)體內(nèi)自成閉合回路，很像水中的旋渦，把它叫做渦電流，簡稱渦流。2．渦流產(chǎn)生原因:渦流本質(zhì)上是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)把塊狀金屬放在變化的磁場中，或者讓它在非均勻磁場中運(yùn)動(dòng)，金屬塊內(nèi)就產(chǎn)生感應(yīng)電流，因?yàn)榻饘賶K本身可自行構(gòu)成閉合回路，且塊狀金屬導(dǎo)體的電阻一般情況下很小，所以產(chǎn)生的渦流通常是很強(qiáng)的。3．渦流的利用:①真空冶煉爐用來冶煉合金鋼的真空冶煉爐，爐外有線圈，線圈中通入反復(fù)變化的電流，爐內(nèi)的金屬中就產(chǎn)生渦流。渦流產(chǎn)生的熱量使金屬達(dá)到很高的溫度并熔化。利用渦流冶煉金屬的優(yōu)點(diǎn)是整個(gè)過程能在真空中進(jìn)行，這樣就能防止空氣中的雜質(zhì)進(jìn)入金屬，可以冶煉高質(zhì)量的合金。電磁爐也是利用渦流加熱，電磁爐只能使用鐵質(zhì)鍋具。(a)冶煉爐 (b)電磁阻尼(c)電磁驅(qū)動(dòng)②電磁阻尼當(dāng)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，如果導(dǎo)體中出現(xiàn)渦流，即感應(yīng)電流，則感應(yīng)電流會(huì)使導(dǎo)體受到安培力作用，安培力的方向總是阻礙導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象叫做電磁阻尼。電磁阻尼在實(shí)際中有很多應(yīng)用，課本上講的使電學(xué)儀表的指針很快的停下來，就是電磁阻尼作用。電磁阻尼還常用于電氣機(jī)車的電磁制動(dòng)器中。③電磁驅(qū)動(dòng)如果磁場相對(duì)于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，在導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流使導(dǎo)體受到安培力的作用，安培力使導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)起來，這種作用叫做電磁驅(qū)動(dòng)。電磁驅(qū)動(dòng)的原因分析：如圖所示，當(dāng)蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，由楞次定律知，線圈中有感應(yīng)電流產(chǎn)生，以阻礙磁通量變化，線圈會(huì)跟著一起轉(zhuǎn)動(dòng)起來。（1）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)方向和磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，但轉(zhuǎn)速小于磁鐵轉(zhuǎn)速，即同向異步。（2）感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、家庭中用的電能表、汽車上用的電磁式速度表，就是利用這種電磁驅(qū)動(dòng)。4．渦流的防止:①電動(dòng)機(jī)、變壓器的線圈中有變化的電流，因而在鐵芯中產(chǎn)生了渦流，不僅浪費(fèi)了能量，還可能損壞電器，因此，要想辦法減小渦流。為了達(dá)到減小渦流的目的，采用了電阻率大的硅鋼做鐵芯的材料，并把硅鋼做成彼此絕緣的薄片，這樣，就大大減小了渦流。②由于兩根平行導(dǎo)線中的電流方向相反，它們的磁場可以互相抵消。例3.電磁阻尼可以無磨損地使運(yùn)動(dòng)的線圈快速停下來。如圖所示，扇形銅框在絕緣細(xì)桿作用下繞轉(zhuǎn)軸O在同一水平面內(nèi)快速逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，虛線把圓環(huán)分成八等份，扇形銅框恰好可以與其中份重合。為使線框快速停下來，實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了以下幾種方案，其中虛線為勻強(qiáng)磁場的理想邊界，邊界內(nèi)磁場大小均相同，其中最合理的是（）（A）（B）（C） （D）【答案】C【詳解】扇形銅框逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，對(duì)于A、D選項(xiàng)，通過銅框的磁通量不發(fā)生變化，無感應(yīng)電流產(chǎn)生，則線圈不會(huì)受到安培力阻礙；對(duì)于B、C選項(xiàng)，通過銅框的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生感應(yīng)電流，B項(xiàng)的銅框只有單邊或受到安培阻力作用，而C項(xiàng)的銅框邊、邊同時(shí)受到安培阻力作用，所以最合理的是C選項(xiàng)。故ABD錯(cuò)誤，C正確?！蚩键c(diǎn)題型考點(diǎn)01帶自感電路中燈泡的亮暗判斷【方法總結(jié)】在進(jìn)行電路分析時(shí)，如何判斷電路中電流大小變化①如果電感線圈的直流電阻為零，那么電路穩(wěn)定時(shí)可認(rèn)為線圈短路；②在電流由零增大的瞬間可認(rèn)為線圈斷路。如圖所示，閉合穩(wěn)定后，若不考慮線圈的直流電阻，則燈泡不亮，流過線圈的電流較大。在斷開的瞬間，燈泡和線圈構(gòu)成了閉合回路，其中線圈中電流的流向不變，其大小只能在原來大小的基礎(chǔ)上減弱。例4.如圖所示，線圈L的自感系數(shù)很大，且其直流電阻可以忽略不計(jì)，L1、L2是兩個(gè)完全相同的小燈泡，開關(guān)S閉合和斷開的過程中，燈L1、L2的亮度變化情況是（燈絲不會(huì)斷）（）（A）S閉合，L1亮度不變，L2很亮（B）S斷開，L2逐漸熄滅，L1逐漸變亮（C）S斷開，L2立即熄滅，L1亮一下再熄滅（D）S閉合，L1亮度不變，L2亮度逐漸變亮，最后兩燈一樣亮【答案】C【詳解】AD．因?yàn)榫€圈L的自感系數(shù)很大，且其直流電阻可以忽略不計(jì)，所以電路穩(wěn)定后，線圈L相當(dāng)于導(dǎo)線，燈泡L1被短路，所以S閉合后，L1和L2同時(shí)變亮，之后L1逐漸變暗直到熄滅，L2亮度逐漸變亮，故AD錯(cuò)誤；BC．S斷開后，因L2處在干路上，電流為零，所以L2立即熄滅，而線圈L相當(dāng)于電源，與燈泡L1構(gòu)成回路，且以斷開之前的電流流過L1，所以L1會(huì)亮一下再熄滅，故B錯(cuò)誤，C正確。例5.演示自感現(xiàn)象的電路如圖所示，電源電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻不可忽略，L為電感線圈，R為定值電阻。閉合開關(guān)S，電路穩(wěn)定時(shí)，兩只完全相同的燈泡A1、A2亮度相同，下列說法正確的是（）（A）閉合開關(guān)S時(shí)，A1、A2同時(shí)變亮（B）閉合開關(guān)S時(shí)，A1慢慢變亮，A2立即變亮然后亮度保持不變（C）若斷開開關(guān)，A1逐漸變暗，A2閃亮一下再逐漸變暗（D）若斷開開關(guān)，A1、A2同時(shí)逐漸變暗【答案】D【詳解】A.因?yàn)殚]合開關(guān)瞬間，存在通電自感，則A1慢慢變亮，A2立即變亮然，A錯(cuò)誤；B.由于通電瞬間，L相當(dāng)于斷路，電阻大，并聯(lián)支路的總電阻大，電壓也大，所以A2較亮，但隨L的阻值變小，電壓變小，后逐漸變暗最后兩燈一樣亮，B錯(cuò)誤；CD．?dāng)嚅_開關(guān)時(shí)，存在斷電自感，電感線圈相當(dāng)于電源，且以斷電之前的電流流過回路，因?yàn)閿嚯娭埃瑑芍返碾娏饕粯哟螅瑒t若斷開開關(guān)，A1、A2同時(shí)逐漸變暗，故C錯(cuò)誤，D正確?？键c(diǎn)02自感電動(dòng)勢引起的電流變化的判斷【方法總結(jié)】如圖所示電路中，當(dāng)開關(guān)斷開后，燈泡是否會(huì)閃亮一下？閃亮一下的條件是什么？設(shè)開關(guān)閉合時(shí)，電源路端電壓為，線圈的電阻為，燈泡的電阻為，則通過線圈的電流為，通過燈泡的電流為。當(dāng)開關(guān)斷開后，線圈和燈泡組成的回路中的電流從開始減弱。若，有，在斷開開關(guān)的瞬間，通過燈泡的電流會(huì)瞬間增大，燈泡會(huì)閃亮一下。若，有，斷開開關(guān)后，通過燈泡的電流減小，燈泡不會(huì)閃亮一下。如圖用電流傳感器收集開關(guān)斷開前后通過燈泡A、線圈L的電流IA、IL隨時(shí)間變化的數(shù)據(jù)：（1）若RL=RA相等，請(qǐng)定性作出電腦上顯示的IA、IL時(shí)間變化圖像？（2）若RL遠(yuǎn)小于RA，請(qǐng)定性作出電腦上顯示的IA、IL時(shí)間變化圖像？例6.如圖，平行導(dǎo)軌左端接有電阻和線圈，導(dǎo)體棒MN與導(dǎo)軌垂直，其右側(cè)存在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場，MN保持向右做勻速運(yùn)動(dòng)，且與導(dǎo)軌接觸良好，則MN中電流隨時(shí)間變化的圖像可能正確的是（）（A）（B） （C） （D）【答案】A【詳解】因?yàn)閷?dǎo)體棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢恒定，所以線圈中的自感電動(dòng)勢逐漸減小，根據(jù)E=LΔI例7.圖甲所示電路，開關(guān)閉合。流過電感線圈的電流為，流過燈泡的電流為，且。在時(shí)刻將斷開，流過燈泡的電流隨時(shí)間變化的圖象可能是圖乙中的（）【答案】D【解析】自感現(xiàn)象中的電流問題，既要考慮到電流的大小，又要考慮到電流的方向。斷電自感現(xiàn)象中流過電感線圈的電流是瞬時(shí)不變的，這里的“不變”包括電流的大小和方向。由圖甲所示知，在閉合的時(shí)候，流過燈泡、線圈的電流方向都是自左向右的。在斷開的瞬間，流過的電流大小仍為，方向仍是從左向右的，它與燈泡構(gòu)成串聯(lián)回路，故流過燈泡的電流大小變成，方向變成從右向左，與原來方向相反?！驓w納總結(jié)通電自感和斷電自感的比較通電自感斷電自感電路圖器材要求A1、A2同規(guī)格，R＝RL，L較大L很大(有鐵芯)現(xiàn)象在S閉合瞬間，A2立即亮起來，A1燈逐漸變亮，最終一樣亮在開關(guān)S斷開時(shí)，A燈漸漸熄滅原因由于開關(guān)閉合時(shí)，流過電感線圈的電流迅速增大，使線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，阻礙了電流的增大，使流過A1燈的電流比流過A2燈的電流增加得慢斷開開關(guān)S時(shí)，流過線圈L的電流減小，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，阻礙了電流的減小，使電流繼續(xù)存在一段時(shí)間，在S斷開后，通過L的電流反向通過燈A，A燈不會(huì)立即熄滅，若RL＜RA，原來的IL＞IA，則A燈熄前要閃亮一下，若RL≥RA，原來的電流IL≤IA，則A燈逐漸熄滅，不再閃亮一下能量轉(zhuǎn)化電能轉(zhuǎn)化為磁場能磁場能轉(zhuǎn)化為電能◎鞏固練習(xí)1.關(guān)于自感現(xiàn)象，正確的說法是（）A．感應(yīng)電流不一定和原電流方向相反B．線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢較大的其自感系數(shù)一定較大C．對(duì)于同一線圈，當(dāng)電流變化較快時(shí)，線圈中的自感系數(shù)也較大D．對(duì)于同一線圈，當(dāng)電流變化越大時(shí)，線圈中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢也較大【答案】A【詳解】原電流減弱時(shí)，感應(yīng)電流和原電流同向，A正確。E自=L自感系數(shù)L是線圈自身屬性，與外部因素電流的變化無關(guān)（類似金屬的電阻特性），C錯(cuò)誤；電流變化較大即變化量，不一定較快即變化率不一定大，D錯(cuò)誤。2.電磁阻尼現(xiàn)象演示裝置如圖所示，鋼鋸條上端固定在支架上，下端固定有強(qiáng)磁鐵，將磁鐵推開一個(gè)角度釋放，它會(huì)在豎直面內(nèi)擺動(dòng)較長時(shí)間；若在其正下方固定一鋼塊（不與磁鐵接觸），則擺動(dòng)快速停止。下列說法正確的是（

）（A）如果將磁鐵的磁極調(diào)換，重復(fù)實(shí)驗(yàn)將不能觀察到電磁阻尼現(xiàn)象（B）磁鐵下擺和上擺過程中磁鐵和鋼鋸條組成的系統(tǒng)機(jī)械能均減少（C）磁鐵在擺動(dòng)過程中與鋼塊沒有相互作用力（D）若用銅塊替代鋼塊，重復(fù)試驗(yàn)將不能觀察到電磁阻尼現(xiàn)象【答案】B【詳解】A．如果將磁鐵的磁極調(diào)換，仍然會(huì)發(fā)生電磁阻尼現(xiàn)象，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．鋼塊里出現(xiàn)渦流，從而產(chǎn)生內(nèi)能，系統(tǒng)機(jī)械能均減少，原因是在此過程中，故選項(xiàng)B正確；C．根據(jù)楞次定律的“來拒去留”，磁鐵在擺動(dòng)過程中與鋼塊間存在相互作用力，C錯(cuò)誤;D．用銅塊替代鋼塊，重復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，在銅塊中仍會(huì)產(chǎn)生渦流，仍能觀察到電磁阻尼現(xiàn)象，D錯(cuò)誤。3.安檢門是一個(gè)用于安全檢查的“門”，“門框”內(nèi)有線圈，線圈中通有變化的電流，如果金屬物品通過安檢門，金屬中會(huì)被感應(yīng)出渦流，渦流的磁場又反過來影響線圈中的電流，從而引起報(bào)警。關(guān)于安檢門的以下說法錯(cuò)誤的是（）（A）安檢門不能檢查出毒販攜帶的毒品（B）安檢門能檢查出旅客攜帶的金屬水果刀（C）安檢門工作時(shí)，既利用了電磁感應(yīng)的原理，又利用了電流的磁效應(yīng)（D）如果“門框”的線圈中通上恒定電流，安檢門能正常工作【答案】D【詳解】安檢門利用渦流探測人身上攜帶的金屬物品原理是：線圈中交變電流產(chǎn)生交變的磁場，會(huì)在金屬物品產(chǎn)生交變的感應(yīng)電流，而金屬物品中感應(yīng)電流產(chǎn)生的交變磁場會(huì)在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，引起線圈中交變電流發(fā)生變化，從而被探測到．AB．安檢門不能檢查出毒販攜帶的毒品，能檢查出金屬物品攜帶者，故AB正確；C．安檢門工作時(shí)，主要利用了電磁感應(yīng)原理，也采用電流的磁效應(yīng)，故C正確；D．如果“門框”的線圈中通上恒定電流，不能產(chǎn)生電磁感應(yīng)，不能正常工作，故D錯(cuò)誤。4.制造電阻箱時(shí)，要用雙線繞法，如圖所示。當(dāng)電流變化時(shí)雙線繞組（）（A）回路中一定有自感電動(dòng)勢產(chǎn)生 （B）回路中一定沒有自感電動(dòng)勢產(chǎn)生（C）螺旋管內(nèi)磁場發(fā)生變化 （D）穿過螺旋管的磁通量發(fā)生變化【答案】B【詳解】此線圈是雙線繞法，電流等大反向，所以其產(chǎn)生磁場方向相反、強(qiáng)度相同，相互抵消，故通過線圈的磁通量始終為0，故不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，故ACD錯(cuò)誤B正確。5.下列關(guān)于教材中四幅插圖的說法，不正確的是（）（A）圖甲中，搖動(dòng)手柄使得蹄形磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，則鋁框會(huì)同向轉(zhuǎn)動(dòng)，且比磁鐵轉(zhuǎn)的慢（B）圖乙是真空冶煉爐，當(dāng)爐外線圈通入高頻交流電時(shí)，線圈中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，從而冶煉金屬（C）圖丙中，當(dāng)人對(duì)著話筒講話時(shí)線圈中會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)弱變化的電流，這利用了電磁感應(yīng)原理（D）圖丁是毫安表的表頭，運(yùn)輸時(shí)要把正、負(fù)接線柱用導(dǎo)線連在一起，這是為了保護(hù)電表指針，利用了電磁阻尼原理【答案】B【詳解】A．由電磁驅(qū)動(dòng)原理，圖甲中，鋁框會(huì)同向轉(zhuǎn)動(dòng)，但比磁鐵轉(zhuǎn)的慢，即同向異步，A正確；B．圖乙是真空冶煉爐，高頻交流電產(chǎn)生渦流，金屬塊（不是線圈）中產(chǎn)生大量熱量，B錯(cuò)誤；C．圖丙中當(dāng)人講話時(shí)線圈在磁場中受迫振動(dòng)，產(chǎn)生變化的電流，利用了電磁感應(yīng)原理，C正確；D．圖丁是毫安表的表頭，運(yùn)輸時(shí)要把正、負(fù)接線柱用導(dǎo)線連在一起，利用了電磁阻尼原理，D正確。6.關(guān)于渦流，下列說法中錯(cuò)誤是（）（A）真空冶煉爐是利用通電導(dǎo)線的發(fā)熱來熔化金屬的裝置（B）家用電磁爐鍋體中的渦流是由交變磁場產(chǎn)生的（C）阻尼擺擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運(yùn)動(dòng)（D）變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成能減小渦流【答案】A【詳解】A．真空冶煉爐是用渦流來熔化金屬對(duì)其進(jìn)行冶煉的，爐內(nèi)放入被冶煉的金屬，線圈內(nèi)通入高頻交變電流，這時(shí)被冶煉的金屬中產(chǎn)生渦流就能被熔化，故A錯(cuò)誤；B．電磁爐利用高頻電流在電磁爐內(nèi)部線圈中產(chǎn)生磁場，當(dāng)含鐵質(zhì)鍋具放置爐面時(shí)，鐵磁性鍋體被磁化，鍋具即切割交變磁感線而在鍋具底部產(chǎn)生交變的渦流，恒定磁場不會(huì)產(chǎn)生渦流，故B正確；C．根據(jù)楞次定律，阻尼擺擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的渦流總是阻礙其運(yùn)動(dòng)，當(dāng)金屬板從磁場中穿過時(shí)，金屬板板內(nèi)感應(yīng)出的渦流會(huì)對(duì)金屬板的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生阻礙作用，故C正確；D．變壓器的鐵芯用相互絕緣的硅鋼片疊成的鐵芯來代替整塊的鐵芯，以減小渦流，故D正確。7．微波爐中放一個(gè)雞蛋，先被加熱的是（）．A．爐內(nèi)空氣B．蛋殼C．蛋黃D．同時(shí)被加熱【答案】C【解析】微波爐就是用電子元件激發(fā)出頻率相當(dāng)高的交替電磁場，相當(dāng)于微波，處于電磁場中的導(dǎo)體（蛋黃）產(chǎn)生渦流，電磁能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，所以蛋黃先熱。8.（多選）如圖所示的（）、（）兩個(gè)電路中，電阻和自感線圈的電阻值都小，且小于燈泡的電阻，接通開關(guān)，使電路達(dá)到穩(wěn)定，燈泡發(fā)光，則（）A．在電路（）中，斷開后，將逐漸變暗B．在電路（）中，斷開后，將先變得更亮，然后逐漸變暗C．在電路（）中，斷開后，將逐漸變暗D．在電路（）中，斷開后，將先變得更亮，然后逐漸變暗【答案】AD【解析】在電路斷開時(shí)，電感線圈的自感電動(dòng)勢阻礙原電流的減小，此時(shí)電感線圈在電路中相當(dāng)于一個(gè)電源，表現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是自感電動(dòng)勢所對(duì)應(yīng)的電流方向與原電流方向一致；二是在斷電瞬間，自感電動(dòng)勢所對(duì)應(yīng)的電流大小與原電流的大小相等，以后以此電流開始緩慢減小到零。（）圖中，燈與電感線圈在同一個(gè)支路中，流過的電流相同，當(dāng)斷開開關(guān)時(shí)，燈將逐漸變暗；（）圖中，斷開時(shí)，中的電流立即為零，但由于自感，電感線圈中將維持本身的電流不變，且，所以燈亮一下才逐漸熄滅，綜上所述選A、D。9.圖為一演示實(shí)驗(yàn)電路圖，圖中是一帶鐵心的線圈，是一燈泡，電鍵處于閉合狀態(tài)，電路是接通的．現(xiàn)將電鍵打開，則在電路切斷的瞬間，通過燈泡的電流方向是從_______端到________端．這個(gè)實(shí)驗(yàn)是用來演示_________現(xiàn)象的．【答案】，，自感【解析】K接通狀態(tài)，線圈中電流方向從b向a，斷開瞬間由于自感阻礙電流減小，仍然有該方向電流，而L和A組成回路，所以A中電流從a向b。10.變壓器的鐵芯是利用薄硅鋼片疊壓而成，而不采用一塊整硅鋼，這是為了（）A．增大渦流，提高變壓器的效率B．減小渦流，提高變壓器的效率C．增大渦流，減小鐵芯的發(fā)熱量D．減小渦流，減小鐵芯的發(fā)熱量【答案】BD【解析】本題考查渦流的基本特點(diǎn)。渦流的主要效應(yīng)之一就是發(fā)熱，而變壓器的鐵芯發(fā)熱，是我們不希望出現(xiàn)的。所以不采用整塊硅鋼，而采用薄硅鋼片疊壓在一起，目的應(yīng)該是減小渦流，減小鐵芯的發(fā)熱量，進(jìn)而提高變壓器的效率。11.如圖所示，燈、完全相同，帶鐵芯的線圈的電阻可忽略。則（）A．閉合的瞬間，、同時(shí)發(fā)光，接著變暗，更亮，最后熄滅B．閉合瞬間，不亮，立即亮C．閉合瞬間，、都不立即亮D．穩(wěn)定后再斷開的瞬間，熄滅，比（原先亮度）更亮【答案】A【解析】本題考查通電自感現(xiàn)象的分析，關(guān)鍵要知道純電感線圈在電流穩(wěn)定時(shí)相當(dāng)于一根短路導(dǎo)線。接通的瞬間，支路中電流從無到有發(fā)生變化，因此，中產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢阻礙電流增加。由于有鐵芯，自感系數(shù)較大，對(duì)電流的阻礙作用也就很強(qiáng)，所以接通的瞬間中的電流非常小，即干路中的電流幾乎全部流過。所以、會(huì)同時(shí)亮。又由于三中電流很快穩(wěn)定，感應(yīng)電動(dòng)勢很快消失，的阻值因?yàn)楹苄?，所以?duì)LA起到“短路”作用，因此，便熄滅。這里電路的總電阻比剛接通時(shí)小，由恒定電流知識(shí)可知，會(huì)比以前更亮。12.如圖所示，為自感系數(shù)較大的線圈，電路穩(wěn)定后小燈泡正常發(fā)光，當(dāng)斷開開關(guān)的瞬間會(huì)有（）A．燈立即熄滅 B．燈慢慢熄滅C．燈突然閃亮一下再慢慢熄滅D．燈突然閃亮一下再突然熄滅【答案】A【解析】本題考查對(duì)自感電動(dòng)勢的正確理解，關(guān)鍵是看到斷開開關(guān)，電路斷路，線圈中雖然產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，但不能形成感應(yīng)電流，故燈立即熄滅，故選A。【總結(jié)升華】該題易和自感現(xiàn)象演示實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象（燈閃亮一下再熄滅）相混淆，錯(cuò)選成C。自感現(xiàn)象中要形成感應(yīng)電流，電路必須是通路。13.（多選）圖所示電路，線圈電阻不計(jì)，則（）A．閉合瞬間，板帶正電，板帶負(fù)電B．保持閉合，板帶正電，板帶負(fù)電C．?dāng)嚅_瞬間，板帶正電，板帶負(fù)電D．由于線圈電阻不計(jì)，電容器被短路，上述三種情況電容器兩板都不帶電【答案】AC【解析】A、S閉合瞬間，線圈對(duì)電流的阻礙，電源給電容器充電，且A與電源的正極相連，故A板帶正電，B板帶負(fù)電，故A正確;B、S保持閉合，由于線圈L的電阻不計(jì)，電容器被短路，故電容器不帶電，故B錯(cuò)誤;C、S斷開瞬間，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，方向與原電流方向相同，故B帶正電，A帶負(fù)電，故C正確，D、根據(jù)ABC可知，D錯(cuò)誤;14.在如圖所示的四個(gè)日光燈的接線圖中，為啟動(dòng)器，為開關(guān)，為鎮(zhèn)流器。能使日光燈正常發(fā)光的是（）【答案】AC【解析】日光燈工作時(shí)，電流通過鎮(zhèn)流器，燈絲和啟動(dòng)器構(gòu)成回路，使啟動(dòng)器發(fā)出輝光，相當(dāng)于啟動(dòng)器短路接通，同時(shí)電流加熱燈絲，燈絲發(fā)射電子，鎮(zhèn)流器起控制電流的作用，之后啟動(dòng)器斷開瞬間，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生很大的自感電動(dòng)勢，出現(xiàn)一個(gè)高電壓加在燈管兩端，燈管中的氣體放電、發(fā)光，此時(shí)啟動(dòng)器已無作用。所以啟動(dòng)器可用手動(dòng)的開關(guān)來代替（實(shí)際操作時(shí)，因啟動(dòng)器丟失或損壞時(shí)，可手持帶絕緣皮的導(dǎo)線短接啟動(dòng)后再斷開）。另外，D圖的錯(cuò)誤是燈管的燈絲短路?！究偨Y(jié)升華】日光燈電路是自感現(xiàn)象在實(shí)際中的主要應(yīng)用，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢的電路原件是鎮(zhèn)流器。15.在如圖所示的電路中，兩個(gè)相同的小燈泡和分別串聯(lián)一個(gè)帶鐵芯的電感線圈和一個(gè)滑動(dòng)變阻器。閉合開關(guān)后，調(diào)整，使和發(fā)光的亮度一樣，此時(shí)流過兩個(gè)燈泡的電流均為。然后，斷開。若時(shí)刻再閉合，則在前后的一小段時(shí)間內(nèi)，正確反映流過的電流、流過的電流隨時(shí)間變化的圖像是（）【答案】B【解析】閉合開關(guān)S后,調(diào)整R，使兩個(gè)燈泡L1、L2發(fā)光的亮度一樣，說明RL=R。閉合S，流過電感線圈L和燈泡L，的電流迅速增大，使電感線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，阻礙了流過L的電流增大，直至到達(dá)電流I，故A錯(cuò)誤，B正確；而對(duì)于燈泡L2的電流i2立即達(dá)到最大，故CD錯(cuò)誤。16.（多選）下列磁場垂直加在金屬圓盤上能產(chǎn)生渦流的是（）【答案】BCD【解析】變化的磁場都能產(chǎn)生渦旋電場，從而在金屬圓盤中產(chǎn)生渦流。17.（多選）如圖所示是一種延時(shí)開關(guān)，當(dāng)S1閉合時(shí)，電磁鐵F將銜鐵D吸下，C線路接通。當(dāng)S1斷開時(shí)，由于電磁感應(yīng)作用，D將延遲一段時(shí)間才被釋放。對(duì)于這個(gè)延時(shí)開關(guān)的工作情況，下列說法中正確的是（）A．由于線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時(shí)釋放的作用B．由于線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時(shí)釋放的作用C．如果斷開線圈的電鍵，無延時(shí)作用D．如果斷開線圈的電鍵，延時(shí)將變長【答案】BC【解析】AB、當(dāng)S1斷開時(shí)，導(dǎo)致由于線圈B中的磁通量變小，從而出現(xiàn)感應(yīng)電流，致使F中仍有磁性，出現(xiàn)延遲一段時(shí)間才被釋放，所以由于B線圈的電磁感應(yīng)作用，才產(chǎn)生延時(shí)釋放D的作用，故A錯(cuò)誤、B正確;CD、若斷開B線圈的開關(guān)S，當(dāng)S斷開，F(xiàn)中立即沒有磁性，所以沒有延時(shí)功能，故C正確，D錯(cuò)誤。18.在制作精密電阻時(shí)，為了消除使用過程中由于電流變化而引起的自感現(xiàn)象，采用雙線并繞的方法，如圖所示。其原理是（）A．當(dāng)電路中的電流變化時(shí)，兩股導(dǎo)線產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢相互抵消B．當(dāng)電路中的電流變化時(shí)，兩股導(dǎo)線產(chǎn)生的感應(yīng)電流相互抵消C．當(dāng)電路中的電流變化時(shí)，兩股導(dǎo)線中原電流的磁通量相互抵消D．以上說法都不對(duì)【答案】C【解析】由于采用雙線并繞的方法，當(dāng)電流通過時(shí)，兩股導(dǎo)線中的電流方向是相反的，不管電流怎樣變化，任何時(shí)刻兩股電流總是等大反向的，所產(chǎn)生的磁通量也是等大反向的，故總磁通量等于零，在該線圈中不會(huì)產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，因此消除了自感，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤，只有C正確。19.在無線電儀器中，常需要在距離較近處安裝兩個(gè)線圈，并要求當(dāng)一個(gè)線圈中有電流變化時(shí)，對(duì)另一個(gè)線圈中的電流的影響盡量小。則圖中兩個(gè)線圈的相對(duì)安裝位置最符合該要求的是（）【答案】D【解析】應(yīng)采用D所示的安裝位置才符合要求。因?yàn)橥娋€圈的磁場分布與條形磁鐵的類似，采用D所示的安裝位置時(shí)，變化的磁場穿過另一線圈的磁通量最小，故D正確。20.如圖是用于觀察自感現(xiàn)象的電路圖，設(shè)線圈的自感系數(shù)較大，線圈的直流電阻RL與燈泡的電阻R滿足RL?R，則在開關(guān)S由閉合到斷開的瞬間，可以觀察到（）A．燈泡立即熄滅B．燈泡逐漸熄滅C．燈泡有明顯的閃亮現(xiàn)象D．只有在RL?R時(shí)，才會(huì)看到燈泡有明顯的閃亮現(xiàn)象【答案】C【解析】S閉合電路穩(wěn)定時(shí)，由于RL?R，那么IL?IR，S斷開的瞬時(shí)，流過線圈的電流屯要減小，在L上產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢要阻礙電流的減小，通過燈原來的電流IR隨著開關(guān)斷開變?yōu)榱?，而燈與線圈形成閉合回路，流過線圈的電流IL通過燈泡，由于IL?IR，因此燈開始有明顯的閃亮，C正確。A、B錯(cuò)誤。若RL?R，則IL?IR，這樣不會(huì)有明顯的閃亮，D錯(cuò)誤。21.（多選）下列器具的工作原理與渦流有關(guān)的是（）A．家用電磁爐B．家用微波爐C．變壓器的鐵芯用多塊相互絕緣硅鋼片粘在一起D．風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)扇葉與空氣摩擦發(fā)熱【答案】AC【解析】電磁爐是利用高頻磁場產(chǎn)生渦流來加熱食物的，故A選項(xiàng)正確。變壓器的鐵芯不用一塊鋼，是為了防止渦流損耗電能并燒毀變壓器，多塊硅鋼片彼此絕緣，有效地減小了渦流，C選項(xiàng)正確。22．下列關(guān)于渦流的說法中正確的是（）A．渦流跟平時(shí)常見的感應(yīng)電流一樣，都是因?yàn)榇┻^導(dǎo)體的磁通量變化而產(chǎn)生的B．渦流不是感應(yīng)電流，而是一種有別于感應(yīng)電流的特殊電流C．渦流有熱效應(yīng)，但沒有磁效應(yīng)D．在硅鋼中不能產(chǎn)生渦流【答案】A【解析】渦流是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，它是感應(yīng)電流，既有熱效應(yīng)，也有磁效應(yīng)。硅鋼片中能產(chǎn)生渦流，但電流較小，故選A。23．如圖所示的電路，L為自感線圈，R是一燈泡，當(dāng)S閉合的瞬間，通過燈泡的電流方向是________。當(dāng)S斷開的瞬間，通過燈泡的電流方向是________。【答案】A→R→BB→R→A【解析】通電時(shí)電流從電源正極通過電燈，流向負(fù)極。斷電時(shí)由于L的自感電流維持原來方向，所以從B向A流過電燈。24．如圖所示的電路，開關(guān)原先閉合，電路處于穩(wěn)定狀態(tài)，在某一時(shí)刻突然斷開開關(guān)S，則通過電阻R1中的電流I1隨時(shí)間變化的圖線可能是下圖中的（）

【答案】D【解析】開關(guān)S原來閉合時(shí),電路處于穩(wěn)定狀態(tài),流過R1的電流方向向左，大小為I1.與R1并聯(lián)的R2和線圈L在一條支路,電流I的方向也是向左，當(dāng)某一時(shí)刻開關(guān)S突然斷開時(shí),L中向左的電流要減小,由于自感現(xiàn)象,線圈L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，在回路“LR1AR2;”中形成感應(yīng)電流,電流通過R.的方向與原來相反,變?yōu)橄蛴?，并從I1開始逐漸減小到零，故D