2013届高考物理第一轮考点总复习课件59

电磁感应4自感、涡流、电磁感应的图象第十章一、自感现象1.自感现象：由于发生变化而引起的电磁感应现象.自感现象是电磁感应的特例.2.自感电动势：自感现象中产生的感应电动势称为自感电动势.自感电动势大小与电流变化率成正比，与自感系数L成正比.导体本身的电流It3.自感系数L的大小由线圈自身结构特征决定：线圈越，单位长度上的匝数越，横截面积越，它的自感系数越，加入铁芯后，会使线圈的自感系数.自感系数的单位为.长多大增加亨利(H)大4.自感电动势的方向：自感电动势总是.即：若电路中电流增加，则自感电动势与原电流方向；若电路中电流减小，则自感电动势与原电流方向.5.自感电动势的作用：..阻碍导体中原来电流的变化相反相同总是阻碍导体中原电流的变化二、自感现象的应用——日光灯1.启动器：利用氖管的辉光放电，起自动把电路接通和断开的作用.2.镇流器：在日光灯点燃时，利用自感现象，产生瞬时，在日光灯正常发光时，利用自感现象，起作用.高压降压限流三、涡流当线圈中的电流发生变化时，这个线圈附近的导体中就会产生感应电流.这种电流看起来很像水的旋涡，所以叫做涡流，如图10-4-1所示.1.应用：电磁炉（特点是节能、环保，效率高）.2.防止：变压器用硅钢片涂绝缘漆叠合而成.图10-4-1四、电磁感应中的图象问题电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感应电动势E和感应电流I随时间t变化的图象，即B－t图象、Φ-t图象、E-t图象和I-t图象.对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图象，即E-x图象和I-x图象.这些图象问题大体上可分为两类：1.由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象.2.由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量.自感现象分析如图10-4-2所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略不计，图10-4-2下列说法中正确的是()A.合上开关S接通电路时，A2先亮A1后亮，最后一样亮B.合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮C.断开开关S切断电路时，A2立即熄灭，A1过一会才熄灭D.断开开关S切断电路时，A1立即熄灭，A2过一会才熄灭S闭合接通电路时，A2支路中的电流立即达到最大，A2先亮；由于线圈的自感作用，A1支路电流增加得慢，A1后亮.A1中的电流稳定后，线圈的阻碍作用消失，A1与A2并联，亮度一样，故A正确，B不正确.S断开时，L和A1、A2组成串联的闭合回路，A1和A2亮度一样，由于L中产生自感电动势阻碍L中原电流的消失，使A1和A2过一会才熄灭，故C、D选项错误.所以答案为A.图1043变式训练1：(2010北京卷)在如图1043所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R.闭合开关S后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I.然后，断开S.若t′时刻再闭合S，则在t′前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图像是()解析：电路图如图所示，t′时刻闭合S，则由于线圈L的自感作用，通过电灯L1的电流i1从零逐渐增加，直到达稳定值I，故灯L1的电流变化为B图像所示；而灯L2所在支路没有上述现象，S一闭合，电流i2就为稳定值I.故图像C、D均错．答案：B电磁感应中的图象问题(“B变化”类型)一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场中,磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里,如图10-4-4(甲)所示,磁感应强度B随t的变化规律如图10-4-4(乙)所示.以I表示线圈中的感应电流,以图(甲)中线圈上箭头所示方向的电流为正,图10-4-4则以下的I-t图象中正确的是()由图象可知，在0到1秒的时间内，磁感应强度均匀增大，那么感应电流的方向为逆时针方向，与图示电流方向相反，为负值，排除B、C选项.根据法拉第电磁感应定律，其大小E=为一定值，在2到3秒和4到5秒内，磁感应强度不变，磁通量不变，无感应电流产生，D错误，所以A选项正确.··,·BSEBSIttRtR解图象问题的选择题，一般用“排除法”，比如先分析第一段时间内磁感应强度B的变化，从而得出感应电流I的变化规律，把不符合这个规律的选项排除掉，然后再分析第二段时间，同样排除不符合规律的选项，以此类推，直到找到正确答案.线圈不动，“B变化”这一类型题目，关键看磁感应强度B随时间变化，如果某段时间内斜率一定，则这段时间内产生的感应电流恒定，用楞次定律判断感应电流的方向.点评变式训练2：矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图10-4-5乙所示.图10-4-5若规定顺时针方向为感应电流I的正方向，下列各图中正确的是()D电磁感应中的图象问题(“切割”类型)(2011·海南卷)如图10­4­6，EOF和E′O′F′为空间一匀强磁场的边界，其中EO∥E′O′，FO∥F′O′，且EO⊥OF；OO′为∠EOF的角平分线，OO′间的距离为l；磁场方向垂直于纸面向里．一边长为l的正方形导线框沿OO′方向匀速通过磁场，t＝0时刻恰好位于图示位置．规定导线框中感应电流沿逆时针方向时为正，则感应电流i与时间t的关系图线可能正确的是()从图示位置到左边框运动至O′点，感应电流均匀增大为正；左边框再运动至OO′中点过程，感应电流为正不变；左边框由OO′中点再运动至O过程感应电流先减小后改变方向增大；以后右边框再运动至OO′中点过程，感应电流为负不变；右边框再运动至O过程感应电流减小至0，图B正确．磁场不变，线圈“切割”这一类型题目，关键看某个过程(比如入磁场、出磁场)中感应电流的大小和方向：不论磁场边界如何复杂，线圈形状如何多变，关键是找到这一过程中线圈在磁场里的有效切割长度，根据E＝BLv分析感应电动势、感应电流的大小；方向由右手定则或楞次定律判定．点评变式训练3：如图10-4-7所示，直角三角形导线框abc以大小为v的速度匀速通过有清晰边界的匀强磁场区域（匀强磁场区域的宽度大于导线框的边长），图10-4-7则此过程中导线框中感应电流随时间变化的规律为()解析：入磁场和出磁场的过程中切割磁感线的有效长度都是逐渐减小，所以感应电流都减小；两过程的感应电流方向相反，B正确．答案：B