第三章 六
(时间：45分钟)
知识点一 自感现象的理解
1．关于线圈中自感电动势的大小，下列说法中正确的是( )
A．电感一定时，电流变化越大，电动势越大
B．电感一定时，电流变化越快，电动势越大
C．通过线圈的电流为零的瞬间，电动势为零
D．通过线圈的电流为最大值的瞬间，电动势最大
【答案】B
【解析】在电感一定的情况下电流变化越快即变化率越大，电动势越大，A项错，B项对；电流为零的瞬间电流的变化率不一定为零，电流的值最大时电流的变化率不一定最大，所以C、D项错．
2．如图3－6－7所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度．两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速度释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面．下面对于两管的描述可能正确的是( )
图3－6－7
A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的
B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的
C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的
D．A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的
【答案】AD
【解析】磁性小球穿过金属圆管过程中，将圆管看作由许多金属圆环组成，小球的磁场使每个圆环中产生感应电流，电流阻碍磁性小球的下落，小球向下运动的加速度小于重力加速度；小球在塑料、胶木等非金属材料圆管中不会产生感应电流，小球仍然做自由落体运动，穿过塑料、胶木圆管的时间比穿过金属圆管的时间少．
3．(2015年广东学业水平考试)爱迪生发明的白炽灯，主要应用了( )
A．电流的热效应 B．电流的磁效应
C．电磁感应现象 D．自感现象
【答案】A
【解析】白炽灯运用了电流的热效应．
知识点二 电感在电路中的作用
4．如图3－6－8所示，开关S闭合且电路达到稳定时，小灯泡能正常发光，则( )
图3－6－8
A．当S闭合瞬间，小灯泡将慢慢变亮
B．当S闭合瞬间，小灯泡立即变亮
C．当S断开瞬间，小灯泡慢慢熄灭
D．当S断开瞬间，小灯泡先闪亮一下，再慢慢熄灭
【答案】A
【解析】当S闭合瞬间，通过L的电流增大，自感电动势的方向与原电流方向相反，阻碍电流的增大，故A慢慢变亮；当S断开瞬间，A将立即熄灭，因为S断开，再无电流回路．
5．如图3－6－9所示，灯LA、LB完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略．则( )
图3－6－9
A．S闭合的瞬间，LA、LB同时发光，接着LA变暗，LB更亮，最后LA熄灭
B．S闭合瞬间，LA不亮，LB立即亮
C．S闭合瞬间，LA、LB都不立即亮
D．稳定后再断开S的瞬间，LB熄灭，LA比LB(断开S前)更亮
【答案】A
【解析】S接通的瞬间，L支路中电流从无到有发生变化，因此，L中产生的自感电动势阻碍电流增加．由于有铁芯，自感系数较大，对电流的阻碍作用也就很强，所以S接通的瞬间L中的电流非常小，即干路中的电流几乎全部流过LA.所以LA、LB会同时亮．又由于L中电流很快稳定，感应电动势很快消失，因为L的阻值很小，所以对LA起到“短路”作用，因此，LA最后熄灭，这时电路的总电阻比刚接通时小，LB会比以前更亮，A正确；B、C错误；稳定后断开S瞬间，LB熄灭，LA与LB熄灭前一样亮，D错．
6．如图3－6－10所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路解体时应( )
图3－6－10
A．先断开S1 B．先断开S2
C．先拆除电流表 D．先拆除电阻R
【答案】B
【解析】S1断开瞬间，L中产生很大的自感电动势，若此时S2闭合，则可能将电压表烧坏，故应先断开S2.
知识点三 自感现象的应用及防止
7．关于电磁炉，下列说法正确的是( )
A．电磁炉也利用了电磁感应原理
B．电磁炉可以用陶瓷锅做饭
C．电磁炉是利用涡流的典型例子
D．电磁炉工作时，锅与炉体是相互绝缘的
【答案】ACD
【解析】电磁炉的工作原理是电磁感应产生的涡流的热效应，A对；电磁炉的锅应是金属材料，最好是铁锅．当铁锅与炉体绝缘时，铁锅内的涡流产生大量的热量，从而加热食物，B错，C、D对．
8．日光灯电路主要由镇流器、启动器和灯管组成，在日光灯正常工作的情况下( )
A．灯管点燃发光后，启动器中两个触片是分离的
B．灯管点燃发光后，镇流器起降压镇流作用
C．镇流器起整流作用
D．镇流器给日光灯的开始点燃提供瞬间高压
【答案】ABD
【解析】日光灯在点燃时需要一个瞬时高压，在启动器的U形触片冷却收缩分离，使电路突然中断的瞬间，因镇流器的自感作用产生很高的自感电动势加在灯丝两端，使灯管中水银蒸汽导通，日光灯点燃，当日光灯正常发光时，启动器中触片是断开的，由于交流电不断通过镇流器的线圈，线圈中产生的自感电动势总是阻碍其电流的变化，这时镇流器的作用是降压、限流，以保证日光灯正常工作．
9．如图3－6－11所示是冶炼金属的高频感应炉的示意图．冶炼炉内装入被冶炼的金属，线圈通入高频交变电流，这时被冶炼的金属就能被熔化．这种冶炼方法速度快，温度容易控制，并能避免有害杂质混入被冶炼的金属中，因此适于冶炼特种金属，该炉的加热原理是( )
图3－6－11
A．利用线圈中电流产生的焦耳热
B．利用红外线
C．利用交变电流的交变磁场在炉内金属中产生的涡流
D．利用交变电流的交变磁场所激发的电磁波
【答案】C
【解析】利用交变电流产生的交变磁场在引起炉内金属截面的磁通量变化时，使金属中产生感应电流，因整块金属的电阻相当小，所以感应电流很强，它在金属内自成回路流动时，形成漩涡状的电流，即涡流，涡流产生大量的焦耳热使炉内温度升高，金属熔化，故选C；当然线圈中也因有交变电流会产生一定的焦耳热，但它是相当少的，根本不可能使炉内温度高到使金属熔化的程度，故A不可能．
10．如图3－6－12所示的电路中，开关S是闭合的，流过电感线圈的电流为i1，通过灯泡的电流为i2，且i2图3－6－12
【答案】D
【解析】设在t1时刻之前，通过灯泡的电流i2的方向为正，当断开S时，i2瞬间消失，而此时线圈L产生的感应电流沿顺时针，大小为i1，流过灯泡时与i2方向相反，又i1>i2，故选D图．
课件33张PPT。六 自感现象 涡流1．知道什么是自感现象，什么是自感电动势．
2．知道什么是电感器以及影响自感系数大小的因素．
3．了解自感现象的应用与危害．
4．知道什么是涡流，了解涡流的应用与危害．一、自感现象
1．当线圈中的电流发生变化时，电流的磁场随之变化，从而引起穿过线圈的________的变化，这会使线圈中产生感应电动势．这种由于自身电流变化而在导体内产生的电动势叫________________．这种现象叫__________．
2．自感电动势总是________电流的变化．磁通量自感电动势自感现象阻碍二、电感器
1．线路中的线圈叫做电感器，电感器的性能用________表示，简称________．
2．电感器的自感系数与__________、______、有无铁芯有关．
3．交流通过电感器时，产生的自感电动势总是________电流的变化，即电感器对交流有________作用．
4．老式的日光灯镇流器就是一个自感系数很大的电感器，在电子镇流器中也要用到________．自感系数自感线圈匝数大小阻碍阻碍电感器
5．由于自感现象，在电流很强或高压电路中，切断电源时开关两端会产生________，造成对人员、设备的损伤．应采用安全开关，防止电弧产生．
温馨提示 理想电感器对直流无阻碍，对交流有阻碍．电弧 三、涡流及其应用
1．穿过导体的________变化时，会在导体内部形成涡旋状的______________，叫做涡流．
2．电磁炉是利用涡流的________给物体加热的新型炉灶．__________________也是利用涡流工作的．
3．很多涡流是有害的，主要是产生________，浪费电能．变压器的铁芯采用电阻很大的硅钢片，且硅钢片彼此绝缘，就是为了减小变压器工作时铁芯中的涡流．磁通量感应电流热效应金属探测器热量(2)装置要求及作用：A1、A2规格相同，R的作用是使灯泡A1、A2亮度相同，R1的作用是使灯泡A1、A2均正常发光．
(3)实验现象：S合上时，A2立即正常发光，A1逐渐亮起来，稳定后两灯亮度相同．
(4)现象分析：在接通的瞬间，电路的电流增大，A2立刻亮起来；穿过线圈L的磁通量增加，线圈中产生感应电动势，这个感应电动势阻碍线圈中电流的增大，不能使电流立即达到最大值，所以A1只能逐渐亮起来．(2)装置要求：线圈L的电阻较小，目的是使接通电路的灯泡正常发光时，通过线圈的电流IL大于通过灯泡的电流IA，即IL>IA.
(3)实验现象：断开S时，发现灯泡A先闪亮一下，过一会儿才熄灭．
(4)现象分析：电路断开的瞬间，通电线圈的电流突然减小，穿过线圈的磁通量也很快地减少，线圈中产生了感应电动势，此感应电动势阻碍线圈L电流的减小．由于S断开后，L、A形成闭合回路，L中的电流从IL逐渐减小，流过A的电流突然变为IL，然后再从IL逐渐减小到零，所以A先闪亮一下，再逐渐熄灭．二、自感系数
(1)自感系数简称自感或电感，不同的线圈，在电流变化相同的条件下，产生的自感电动势不同，电学中用自感系数来表示线圈的这种特性．
(2)线圈的长度越长，线圈的面积越大，单位长度上匝数越多，线圈的自感系数越大，线圈中有铁芯比无铁芯时自感系数大．三、涡流的利用及防止
1．涡流的利用
(1)涡流的热效应．可以利用涡流来加热，例如电磁炉和高频感应炉．
(2)涡流的阻尼作用(称为电磁阻尼)，例如在一些电学测量仪表中，利用电磁阻尼的仪表指针迅速地停在它所测出的刻度上，以及高速机车制动的涡流闸等．
(3)涡流探测，如探雷器等．
2．涡流的防止
要减小涡流，可采用的方法是把整块铁芯改成薄片叠压的铁芯，增大回路电阻．例如电动机和变压器的铁芯都不是整块金属．自感现象对电路的影响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、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、A2都过一会才熄灭
解析 闭合开关时，由于自感电动势的作用，A1电路中的电流只能逐渐增大到与A2中的电流相同，故选项A正确，选项B错误；开关由闭合到断开，L相当于电源，A1、A2、L组成闭合回路，电流由支路A1中的电流逐渐减小，故选项C错误，选项D正确．
答案 AD
借题发挥 分析自感现象要抓住两点：
(1)明确线圈对哪部分电路起作用．
(2)明确线圈的作用：总是阻碍电路中电流的变化．电流增加，线圈的自感阻碍它的增加，电流减小，线圈的自感又阻碍它的减小．1．如图3－6－4所示，L为一纯电感线圈(直流电阻不计)，A为一灯泡，下列说法正确的是( )
A．开关S接通的瞬间，无电流通过灯泡
B．开关S接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡C．开关S断开的瞬间，无电流通过灯泡
D．开关S接通的瞬间及接通后电路稳定时，灯泡中均有从a到b的电流，而在开关断开瞬间灯泡中则有从b到a的电流
【答案】B
【解析】开关S接通的瞬间，灯泡中的电流从a到b；S接通的瞬间，线圈由于自感作用，通过它的电流逐渐增大．开关S接通后，电路稳定时，纯电感线圈对电流无阻碍作用，将灯泡短路，灯泡中无电流通过．开关S断开的瞬间，由于线圈的自感作用，线圈中原有向右的电流将逐渐减小，该电流通过灯泡形成回路，故灯泡中有从b到a的瞬间电流．自感现象的理解和应用解析 在自感一定的情况下，电流变化越快，自感电动势越大，与电流的大小、电流变化的大小没有必然的关系，A、B项错；线圈的自感系数是由线圈本身的性质决定的，与线圈的大小、形状、匝数、有无铁芯等有关，而与线圈的电流的变化率无关，C项错．
答案 D2．关于线圈的自感系数大小的下列说法中，正确的是( )
A．通过线圈的电流越大，自感系数也越大
B．线圈中的电流变化越快，自感系数也越大
C．插有铁芯时线圈的自感系数会变大
D．线圈的自感系数与电流的大小、电流变化的快慢、是否有铁芯等都无关
【答案】C
【解析】自感系数是由电感器本身的因素决定的，包括线圈的大小、单位长度上的匝数，而且有铁芯时比无铁芯时自感系数要大．1．如图3－6－5所示，电路甲、乙中电阻R和自感线圈L的电阻都很小．接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则( )自感现象对电路的影响
A．在电路甲中，断开S，A将渐渐变暗
B．在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗
C．在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗
D．在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗
【答案】AD【解析】甲图中，灯A与线圈L在同一支路，通过的电流相同；断开开关S时，A、L、R组成回路，由于自感作用，L中电流逐渐减小，灯不会闪亮一下，灯A将逐渐变暗，故A正确．乙图中，电路稳定时，通过上支路的电流IL>IA(因L的电阻很小)；断开开关S时，由于L的自感作用，回路中电流在IL的基础上减小，电流反向通过A的瞬间，A中电流变大，然后渐渐变小，所以灯A要闪亮一下，然后渐渐变暗，故D正确．2．变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成，而不采用一块整硅钢，这是为了( )
A．增大涡流，提高变压器的效率
B．减小涡流，提高变压器的效率
C．增大涡流，减小铁芯的发热量
D．减小涡流，减小铁芯的发热量
【答案】BD自感现象的理解和应用
【解析】涡流的主要效应之一就是发热，而变压器的铁芯发热，是我们不希望出现的．所以不采用整块硅钢，而采用薄硅钢片叠压在一起，目的应该是减小涡流，减小铁芯的发热量，进而提高变压器的效率．3．如图3－6－6所示，是高频焊接原理示意图，线圈中通以高频交流电时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流通过焊缝时产生大量热量，将金属熔化，把工件焊接在一起，而工件其他部分发热很少，以下说法中正确的是( )A．交流电的频率越高，焊缝处的温度升高得越快
B．交流电的频率越低，焊缝处的温度升高得越快
C．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小
D．工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大
【答案】AD
【解析】线圈中通以高频变化的电流时，待焊接的金属工件中就产生感应电流，感应电流的大小与感应电动势有关，电流变化的频率越高，电流变化得越快，感应电动势就越大，A选项正确；工件上焊缝处的电阻大，电流产生的热量就多，D选项正确．
