高三物理第一輪復(fù)習(xí)-9-3電磁感應(yīng)中的電路問題自感與渦流學(xué)案-新人教版

PAGE4-第三課時電磁感應(yīng)中的電路問題自感與渦流【教學(xué)要求】1．了解自感現(xiàn)象和渦流現(xiàn)象及在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用；2．掌握解決電磁感應(yīng)中的電路問題的方法?！局R再現(xiàn)】一、電磁感應(yīng)中的電路問題：1、在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，切割磁感線的導(dǎo)體或磁通量發(fā)生變化的回路將產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，該導(dǎo)體或回路就相當(dāng)于電源，將它們接上電阻等用電器，便可對用電器供電，在回路中形成電流；將它們接上電容器，便可使電容器充電，因此電磁感應(yīng)問題又往往跟電路問題聯(lián)系在一起。2、解決這類問題，不僅要考慮電磁感應(yīng)中的有關(guān)規(guī)律，如右手定則、楞次定律和法拉第電磁感應(yīng)定律等，還要應(yīng)用電路的有關(guān)規(guī)律，如歐姆定律、串聯(lián)、并聯(lián)電路電路的性質(zhì)等。二、自感現(xiàn)象1、自感現(xiàn)象——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。2、自感電動勢——在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢叫做自感電動勢。3、自感現(xiàn)象的應(yīng)用：日光燈電路、LC振蕩電路等。4、自感現(xiàn)象的危害與防止：在切斷自感系數(shù)很大、而電流又很強的電路瞬間形成電弧，必須采用特制的安全開關(guān)；精密線繞電阻為了消除使用過程中電流變化引起的自感現(xiàn)象，采用雙線繞法。三、渦流渦流是電磁感應(yīng)現(xiàn)象的一種，導(dǎo)體在磁場中運動或處于迅速變化的磁場中時，導(dǎo)體內(nèi)部就出現(xiàn)像水中旋渦的感應(yīng)電流，所以叫渦流。重點突破重點突破知識點一自感現(xiàn)象自感現(xiàn)象作為一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，是由于流過導(dǎo)體自身的電流的變化而引起的，由楞次定律知，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢（自感電動勢）又必將阻礙著電流的這一變化，正是由于這種阻礙，使得自感現(xiàn)象具備一個重要的特征：自感現(xiàn)象中引起自感電動勢產(chǎn)生的電流變化，一般只能是逐漸變化而不可能發(fā)生突變?！緫?yīng)用1】在如圖中所示的電路中，A1和A2是完全相同的燈泡，線圈L的電阻可忽略，下列說法中正確的是

（

)A、合上開關(guān)K接通電路時，A2先亮，A1后亮，最后一樣亮B、合上開關(guān)K接通電路時，A1和A2始終一樣亮C、斷開開關(guān)K切斷電路時，A1和A2都要經(jīng)過一會兒才熄滅D、斷開開關(guān)K切斷電路時，A2立即熄滅，A1過一會兒才熄滅導(dǎo)示：選擇AC。S閉合接通電路時，A2支路中的電流立即達(dá)到最大，由于線圈的自感作用，A1支路電流增加的慢，A1后亮A1中的電流穩(wěn)定后，線圈的阻礙作用消失，A1與A2并聯(lián)，亮度一樣。S斷開時，L和A1、A2組成串聯(lián)的閉合回路，A1和A2亮度一樣，由于L中產(chǎn)生自感電動勢阻礙L中原電流的消失，使A1和A2過一會才熄滅。要判斷燈泡的發(fā)光情況，必須分析在兩種情形下流經(jīng)兩燈泡的電流特點，而分析電流特點，首先必須抓住本題的關(guān)鍵所在，線圈L在K接通和斷開時所起的作用，即接通K時，線圈L要“阻礙”它所在支路電流的增大，當(dāng)斷開K時，自感電動勢充當(dāng)電源“補償”支路中電源的減小，再就是要明確開關(guān)K通斷時整個電路的結(jié)構(gòu)，這樣即可分析出正確結(jié)果?！緫?yīng)用2】如圖所示的電路中，S閉合時流過電感線圈的電流是2A，流過燈泡的電流是1A，將S突然斷開，則S斷開前后，能正確反映流過燈泡的電流I隨時間t變化關(guān)系的是下圖中的（）導(dǎo)示：將S突然斷開時，在線圈中要產(chǎn)生自感電動勢，方向與原來電流方向相同，這時流過燈泡的電流方向與原來電流方向相反，大小2A逐漸減小。故選擇D。知識點二渦流【應(yīng)用3】如圖為自動售貨機投幣系統(tǒng)。它可以自動識別硬幣，試根據(jù)示意圖探究其工作原理。導(dǎo)示：當(dāng)硬幣投入自動售貨機的投幣口時，硬幣被擋住，暫時停止在A處，以便讓機器測出電阻。如果電阻值在機器內(nèi)計算機芯片所認(rèn)可的范圍內(nèi)，支持物A下降，硬幣沿斜面滾下。當(dāng)硬幣通過兩塊磁鐵時，硬幣內(nèi)產(chǎn)生了渦流，從而受到安培力的作用，導(dǎo)致速度減小。當(dāng)硬幣通過磁鐵后，傳感器測出它的速度，并且與存儲在計算機中的標(biāo)準(zhǔn)值比較。如果速度適當(dāng)，開關(guān)B就打開，硬幣被接受；否則開關(guān)C打開，硬幣進(jìn)入拒絕通道。方法探究方法探究類型一電磁感應(yīng)中的電路問題解決電磁感應(yīng)中的電路問題，必須按題意畫出等效電路圖，將感應(yīng)電動勢等效于電源電動勢，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的導(dǎo)體的電阻等效于內(nèi)電阻，求電動勢要用電磁感應(yīng)定律，其余問題A．MN中電流先減小后增大B．MN兩端電壓先減小后增大C．作用在MN上的拉力先減小后增大D．矩形線框中消耗的電功率先減小后增大4、(鹽城市2007/2008學(xué)年度高三年級第一次調(diào)研考試)兩金屬棒和三根電阻絲如圖連接,虛線框內(nèi)存在均勻變化的勻強磁場，三根電阻絲的電阻大小之比R1:R2:R3=1：2：3，金屬棒電阻不計。當(dāng)S1、S2閉合，S3斷開時，閉合的回路中感應(yīng)電流為I，當(dāng)S2、S3閉合，S1斷開時，閉合的回路中感應(yīng)電流為5I，當(dāng)S1、S3閉合，S2斷開時，閉合的回路中感應(yīng)電流是（）A．0B．3IC．6ID．7I4、（江蘇省2008年高考物理全真模擬卷）光滑水平導(dǎo)軌寬L＝lm，電阻不計，左端接有“6V6W”的小燈．導(dǎo)軌上垂直放有一質(zhì)量m2＝0．5kg、電阻r＝2歐的直導(dǎo)體棒，導(dǎo)體棒中間用細(xì)繩通過定滑輪吊一質(zhì)量為M＝1kg的鉤碼，鉤碼距地面高h(yuǎn)＝2m，如圖所示．整個導(dǎo)軌處于豎直方向的勻強磁場中，磁感應(yīng)強度為B＝2T．釋放鉤碼，在鉤碼落地前的瞬間，小燈剛好正常發(fā)光。（不計滑輪的摩擦，取g＝10m／s2）。求：（1）鉤碼落地前的瞬間，導(dǎo)體棒的