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问题
如果一个线圈中电流发生变化,则线圈中电流产生的磁场也相应变化,那么这个磁场穿过线圈自身的磁通量也就发生改变,是不是在线圈自身回路中也要产生感应电动势和感应电流呢?
通电自感现象
§1-6
自感
电键闭合瞬间
电路中I↑
线圈上B↑
线圈中Φ↑
E感(反向)
→
→
↑
阻碍
←
产生
D2逐渐亮起来
←
↓
原因
断电自感现象
电键断开瞬间,D逐渐熄灭,甚至会闪亮后熄灭
电路中I↓
线圈上B↓
线圈中Φ↓
E感(同向)
→
↓
↑
阻碍
←
产生
若断电前线圈电流大于灯的电流,则灯会闪亮
原因
→
←
自感现象
由于导体线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象
自感电动势的作用是阻碍导体中电流的变化
电流产生的磁场
穿过线圈的磁通量
磁通量的变化率
自感电动势的大小
自感电动势的大小跟电流的变化率成正比
自感系数
在电流变化率相同的条件下,不同的线圈,自感电动势不同
长短
匝数
铁芯
线圈特性
自感系数
L
SI单位:H
横截面积
说明:
自感电动势的作用是阻碍自身电流的变化
断电时,在线圈和其它元件构成的闭合回路中,电流逐渐减小.回路中电流最大值为电路稳定时线圈上的电流.
对线圈而言,通电瞬间相当于一个极大的电阻;断电瞬间相当于一个电源;电路稳定时,线圈等效于一个直流电阻或一段导线
日光灯镇流器
电磁振荡电路
大型电动机断电时产生电弧现象
危害
利用
漏电保护器
高电压启动
低电压工作
~220V
镇流器
启动器
灯管
镇流器的作用:点燃时产生瞬间高压;
正常工作时降压限流
启动器:为镇流器产生瞬时高压而服务
切割
相对运动
磁场变化
线圈转动
穿过电路的磁通量变化
ε感
→
闭合
I感
瞬时
平均
方向
感应电流磁场总是阻碍引起感应电流的原磁场磁通量的变化
自感
断电现象
通电现象
现象
条件
规律
大小
电磁感应
典型模型
切割
单杆、双杆
线圈(转动)
分析要点
受力分析
过程状态分析
电路分析
典型问题
求电动势ε、电流I
求焦耳热Q
楞次定律应用
求电量q
综合应用
注意区别平均值和瞬时值
只能用平均电流计算
多考虑功能关系、能量转化与守恒
“阻碍”、右手定则
电路、力学、能量、图像
能量的转化
1.如图3所示,电路中电源的内阻不能忽略,R的阻值和L的自感系数都很大,A、B为两个完全相同的灯泡,当S闭合时,下列说法正确的是( )
A.A比B先亮,然后A灭
B.B比A先亮,然后B逐渐变暗
C.A、B一起亮,然后A灭
D.A、B一起亮,然后B灭
解析 本题考查通电自感现象的分析,关键是要知道纯电感线圈在电路稳定前后的作用:S闭合时,由于与A灯串联的线圈L的自感系数很大,故在线圈上产生很大的自感电动势,阻碍电流的增大,所以B比A先亮,故A、C、D错;稳定后,由于与B灯连接的电阻很大,流过B灯支路的电流很小,所以B灯逐渐变暗,故B正确.
答案 B
2.如图4(a)、(b)所示的电路中,电阻R和自感线圈L的电阻值都很小,且小于灯泡A的电阻,闭合开关S,使电路达到稳定,灯泡A发光,则( )
A.在电路(a)中,断开S,A将渐渐变暗
B.在电路(a)中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗
C.在电路(b)中,断开S,A将渐渐变暗
D.在电路(b)中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗
解析 在电路(a)中,灯A和线圈L串联,它们的电流相同,断开S时,线圈上产生自感电动势,阻碍原电流的减小,流过灯A的电流逐渐减小,从而灯A只能渐渐变暗.
在电路(b)中,电阻R和灯A串联,灯A的电阻大于线圈L的电阻,电流则小于线圈L中的电流,断开S时,电源不再给灯泡供电,而线圈产生自感电动势阻碍电流的减小,通过R、A形成回路,灯A中电流突然变大,灯A将先变得更亮,然后渐渐变暗,故A、D正确.
答案 AD