高中物理电磁感应必考知识点总结与经典习题讲解与练习题.pdf

《高中物理电磁感应必考知识点总结与经典习题讲解与练习题.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理电磁感应必考知识点总结与经典习题讲解与练习题.pdf（73页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第 一 章 电 磁 感 应 学 问 点 总 结 一、电 磁 感 应 现 象 1、电 磁 感 应 现 象 及 感 应 电 流.(1)利 用 磁 场 产 生 电 流 的 现 象，叫 做 电 磁 感 应 现 象。(2)由 电 磁 感 应 现 象 产 生 的 电 流，叫 做 感 应 电 流。二、产 生 感 应 电 流 的 条 件 1、产 生 感 应 电 流 的 条 件：闭 合 电 路 中 磁 通 量 发 生 变 更。2、产 生 感 应 电 流 的 方 法.(1)磁 铁 运 动。(2)闭 合 电 路 一 局 部 运 动。(3)磁 场 强 度 B 变 更 或 有 效 面 积 S 变 更。注：第(1)(2)

2、种 方 法 产 生 的 电 流 叫“动 生 电 流”，第(3)种 方 法 产 生 的 电 流 叫“感 生 电 流 不 管 是 动 生 电 流 还 是 感 生 电 流，我 们 都 统 称 为“感 应 电 流 3、对“磁 通 量 变 更”需 留 意 的 两 点.(1)磁 通 量 有 正 负 之 分，求 磁 通 量 时 要 按 代 数 和(标 量 计 算 法 则)的 方 法 求 总 的 磁 通 量(穿 过 平 面 的 磁 感 线 的 净 条 数)。(2)“运 动 不 肯 定 切 割，切 割 不 肯 定 生 电”。导 体 切 割 磁 感 线，不 是 在 导 体 中 产 生 感 应 电 流 的 充 要

3、条 件，归 根 结 底 还 要 看 穿 过 闭 合 电 路 的 磁 通 量 是 否 发 生 变 更。4、分 析 是 否 产 生 感 应 电 流 的 思 路 方 法.(1)推 断 是 否 产 生 感 应 电 流，关 键 是 抓 住 两 个 条 件：回 路 是 闭 合 导 体 回 路。穿 过 闭 合 回 路 的 磁 通 量 发 生 变 更。留 意：第 点 强 调 的 是 磁 通 量“变 更”，假 如 穿 过 闭 合 导 体 回 路 的 磁 通 量 很 大 但 不变 更，那 么 不 管 低 通 量 有 多 大，也 不 会 产 生 感 应 电 流。(2)分 析 磁 通 量 是 否 变 更 时，既 要

4、弄 清 晰 磁 场 的 磁 感 线 分 布，又 要 留 意 引 起 磁 通 量 变 更 的 三 种 状 况：穿 过 闭 合 回 路 的 磁 场 的 磁 感 应 强 度 B 发 生 变 更。闭 合 回 路 的 面 积 S 发 生 变 更。磁 感 应 强 度 B 和 面 积 S 的 夹 角 发 生 变 更。三、感 应 电 流 的 方 向 1、楞 次 定 律.(1)内 容：感 应 电 流 具 有 这 样 的 方 向，即 感 应 电 流 的 磁 场 总 是 要 阻 碍 引 起 感 座 电 流 的 磁 通 量 的 变 更。但 凡 由 磁 通 量 的 增 加 引 起 的 感 应 电 流，它 所 激 发 的

5、 磁 场 阻 碍 原 来 磁 通 量 的 增 加。但 凡 由 磁 通 量 的 削 减 引 起 的 感 应 电 流，它 所 激 发 的 磁 场 阻 碍 原 来 磁 通 量 的 削 减。(2)楞 次 定 律 的 因 果 关 系：闭 合 导 体 电 路 中 磁 通 量 的 变 更 是 产 生 感 应 电 流 的 缘 由，而 感 应 电 流 的 磁 场 的 出 现 是 感 应 电 流 存 在 的 结 果，简 要 地 说，只 有 当 闭 合 电 路 中 的 磁 通 量 发 生 变 更 时，才 会 有 感 应 电 流 的 磁 场 出 现。(3)“阻 碍”的 含 义.“阻 碍”可 能 是“抗 拒”，也 可

6、能 是“补 偿”.当 引 起 感 应 电 流 的 磁 通 量(原 磁 通 量)增 加 时，感 应 电 流 的 磁 场 就 及 原 磁 场 的 方 向 相 反，感 应 电 流 的 磁 场“抗 拒”原 磁 通 量 的 增 加；当 原 磁 通 量 削 减 时，感 应 电 流 的 磁 场 就 及 原 磁 场 的 方 向 一 样，感 应 电 流 的 磁 场“补 偿”原磁 通 量 的 削 减。(“增 反 减 同”)“阻 碍”不 等 于“阻 挡”，而 是“延 缓”.感 应 电 流 的 磁 场 不 能 阻 挡 原 磁 通 量 的 变 更，只 是 延 缓 了 原 磁 通 量 的 变 更。当 由 于 原 磁 通

7、量 的 增 加 引 起 感 应 电 流 时，感 应 电 流 的 磁 场 方 向 及 原 磁 场 方 向 相 反，其 作 用 仅 仅 使 原 磁 通 量 的 增 加 变 慢 了，但 磁 通 量 仍 在 增 加，不 影 响 磁 通 量 最 终 的 增 加 量；当 由 于 原 磁 通 量 的 削 减 而 引 起 感 应 电 流 时，感 应 电 流 的 磁 场 方 向 及 原 磁 场 方 向 一 样，其 作 用 仅 仅 使 原 磁 通 量 的 削 减 变 慢 了，但 磁 通 量 仍 在 削 减，不 影 响 磁 通 量 最 终 的 削 减 量。即 感 应 电 流 的 磁 场 延 缓 了 原 磁 通 量

8、的 变 更，而 不 能 使 原 磁 通 量 停 顿 变 更，该 变 更 多 少 磁 通 量 最 终 还 是 变 更 多 少 磁 通 量。“阻 碍”不 意 味 着“相 反”.在 理 解 楞 次 定 律 时，不 能 把“阻 碍”作 用 认 为 感 应 电 流 产 生 磁 场 的 方 向 及 原 磁 场 的 方 向 相 反。事 实 上，它 们 可 能 同 向，也 可 能 反 向。(“增 反 减 同”)(4)“阻 碍”的 作 用.楞 次 定 律 中 的“阻 碍”作 用，正 是 能 的 转 化 和 守 恒 定 律 的 反 映，在 客 服 这 种 阻 碍 的 过 程 中，其 他 形 式 的 能 转 化 成

9、 电 能。(5)“阻 碍”的 形 式.感 应 电 流 的 效 果 总 是 要 抗 拒(或 阻 碍)引 起 感 应 电 流 的 缘 由(1)就 磁 通 量 而 言，感 应 电 流 的 磁 场 总 是 阻 碍 原 磁 场 磁 通 量 的 变 更(“增 反 减 同”)(2)就 电 流 而 言，感 应 电 流 的 磁 场 阻 碍 原 电 流 的 变 更，即 原 电 流 增 大 时，感 应 电 流 磁 场 方 向 及 原 电 流 磁 场 方 向 相 反；原 电 流 减 小 时，感 应 电 流 磁 场 方 向 及 原 电 流 磁 场 方 向 一 样.(“增 反 减 同”)(3)就 相 对 运 动 而 言，

10、由 于 相 对 运 动 导 致 的 电 磁 感 应 现 象，感 应电 流 的 效 果 阻 碍 相 对 运 动.(“来 拒 去 留”)(4)就 闭 合 电 路 的 面 积 而 言，电 磁 感 应 应 致 使 回 路 面 积 有 变 更 趋 势 时，则 面 积 收 缩 或 扩 张 是 为 了 阻 碍 回 路 磁 通 量 的 变 更.(”增 缩 减 扩”)(6)适 用 范 围：一 切 电 磁 感 应 现 象.(7)探 讨 对 象：整 个 回 路.(8)运 用 楞 次 定 律 的 步 骤：明 确(引 起 感 应 电 流 的)原 磁 场 的 方 向.明 确 穿 过 闭 合 电 路 的 磁 通 量(指 合

11、 磁 通 量)是 增 加 还 是 削 减.依 据 楞 次 定 律 确 定 感 应 电 流 的 磁 场 方 向.利 用 安 培 定 则 确 定 感 应 电 流 的 方 向.2、右 手 定 则.(1)内 容：伸 开 右 手，让 拇 指 跟 其 余 四 个 手 指 垂 直，并 且 都 跟 手 掌 在 一 个 平 面 内，让 磁 感 线 垂 直(或 倾 斜)从 手 心 进 入，拇 指 指 向 导 体 运 动 的 方 向，其 余 四 指 所 指 的 方 向 就 是 感 应 电 流 的 方 向。(2)作 用：推 断 感 应 电 流 的 方 向 及 磁 感 线 方 向、导 体 运 动 方 向 间 的 关 系

12、。(3)适 用 范 围：导 体 切 割 磁 感 线。(4)探 讨 对 象：回 路 中 的 一 局 部 导 体。(5)右 手 定 则 及 楞 次 定 律 的 联 络 和 区 分.联 络：右 手 定 则 可 以 看 作 是 楞 次 定 律 在 导 体 运 动 状 况 下 的 特 别 运 用，用 右 手 定 则 和 楞 次 定 律 推 断 感 应 电 流 的 方 向，结 果 是 一 样 的。区 分：右 手 定 则 只 适 用 于 导 体 切 割 磁 感 线 的 状 况(产 生 的 是“动 生 电 流”)，不 合 适 导 体 不 运 动，磁 场 或 者 面 积 变 更 的 状 况，即 当 产 生“感

13、生 电 流 时,不 能 用 右 手 定 则 进 展 推 断 感 应 电 流 的 方 向。也 就 是 说，楞 次 定 律 的 适 用 范 围 更 广，但 是 在 导 体 切 割 磁 感 线 的 状 况 下 用 右 手 定 则 更 简 洁 推 断。3、“三 定 则”.比 拟 工 程 右 手 定 则 左 手 定 则 安 培 定 则 根 本 现 象 局 部 导 体 切 割 磁 感 线 磁 场 对 运 动 电 荷、电 流 的 作 用 力 运 动 电 荷、电 流 产 生 磁 场 作 用 推 断 磁 场 A 速 度 以 感 应 电 流/方 向 关 系 推 断 磁 场 B、电 流 入 磁 场 力 尸 方 向

14、电 流 及 其 产 生 的 磁 场 间 的 方 向 关 系 图 例（因）（果）击 B-（因 岑）BV F（果）*i*（因*、（果）X XX）因 果 关 系 因 动 而 电 因 电 而 动 电 流 T 1 磁 场 应 用 实 例 发 电 机 电 动 机 电 磁 铁【小 技 巧】：左 手 定 则 和 右 手 定 则 很 简 洁 混 淆，为 了 便 于 区 分，把 两 个 定 则 简 洁 地 总 结 为“通 电 受 力 用 左 手，运 动 生 电 用 右 手 力 的 最 终 一 笔 方 向 向 左，用 左 手；“电 的 最 终 一 笔“L”方 向 向 右，用 右 手。四、法 拉 第 电 磁 感 应

15、定 律.1、法 拉 第 电 磁 感 应 定 律.（1）内 容：电 路 中 感 应 电 动 势 的 大 小，跟 穿 过 这 一 电 路 的 磁 通 量 变 更 率 成 正 比。（2）公 式：石=孚（单 匝 线 圈）或 E=（刀 匝 线 圈）.t AZ对 表 达 式 的 理 解：辰 些=E=%丝。对 于 公 式 后=人 丝，女 为 比 例 常 数，当 E、a t t N均 取 国 际 单 位 时，k=l,所 以 有 七=竺。若 线 圈 有 刀 匝，且 穿 过 每 匝 线 圈 的 加 磁 通 量 变 更 率 一 样，则 相 当 于 刀 个 一 样 的 电 动 势 些 串 联，所 以 整 个 线 圈

16、中 电 t动 势 为 E=n弛（本 式 是 确 定 感 应 电 动 势 的 普 遍 规 律，适 用 于 全 部 电 路，此 AZ时 电 路 不 肯 定 闭 合）.在 E=等 中（这 里 的 中 取 肯 定 值,所 以 此 公 式 只 计 算 感 应 电 动 势 E 的 大 小，石 的 方 向 依 据 楞 次 定 律 或 右 手 定 则 推 断），石 的 大 小 是 由 匝 数 和 磁 通 量 的 变 更 率（即 磁 通 量 变 更 的 快 慢）确 定 的，及 中 或 中 之 间 无 大 小 上 的 必 定 联 络（类 比 学 习：关 系 类 似 于 a、，和 A v的 关 系）。当 较 长 时

17、,E=等 求 出 的 是 平 均 感 应 电 动 势；当 趋 于 零 时,E=R求 出 的 是 瞬 时 感 应 电 动 势。2、历 雄。的 推 导 过 程.如 图 所 示 闭 合 线 圈 一 局 部 导 体 a b 处 于 匀 强 磁 场 中，磁 感 应 强 度 是 B,a b 以 速 度。匀 速 切 割 磁 感 线，求 产 生 的 感 应 电 动 势？推 导：回 路 在 时 间 t 内 增 大 的 面 积 为：S=Lb b（必 力 穿 过 回 路 的 磁 通 量 的 变 更 为：=B S=BLv 产 生 的 感 应 电 动 势 为：（-是 相 对 于 磁 场 的 速 度）.若 导 体 斜 切

18、 磁 感 线（即 导 线 运 动 方 向 及 导 线 本 身 垂 直,但 跟 磁 感 强 度 方 向 有 夹 角），如 图 所 示，则 感 应 电 动 势 为E=BLvsin0(斜 切 状 况 也 可 理 解 成 将 B 分 解 成 平 行 于 了 和 垂 直 于 v两 个 重 量)3、比 瓦。的 四 个 特 性.(1)互 相 垂 直 性.公 式 石=跳 了 是 在 肯 定 得 条 件 下 得 出 的，除 了 磁 场 是 匀 强 磁 场 外，还 须 要 B、L.。三 者 互 相 垂 直，实 际 问 题 中 当 它 们 不 互 相 垂 直 时，应 取 垂 直 的 重 量 进 展 计 算。若 B、

19、L.v 三 个 物 理 量 中 有 其 中 的 两 个 物 理 量 方 向 互 相 平 行，感 应 电 动 势 为 零。(2)上 的 有 效 性.公 式 炉 跳-是 磁 感 应 强 度 右 的 方 向 及 直 导 线 上 和 运 动 方 向。两 两 垂 直 的 情 形 下，导 体 棒 中 产 生 的 感 应 电 动 势。/是 直 导 线 的 有 效 长 度，即 导 线 两 端 点 在 外 B 所 确“X X定 平 面 的 垂 线 方 向 上 的 长 度。事 实 上 这 特 性 质 x x k x是“互 相 垂 直 线”的 一 个 延 长，在 此 是 分 解 L,事 实 上,x x我 们 也 X

20、 X X X X 可 以 分 解。或 者 B，让 B、上、V三 者 互 相 垂 直,只 有 这 样 才 能 干 脆 应 用 公 式 E=BLv。E=B Z(vsiii3 或 E=Bv(Zsin3 E=B 27?v有 效 长 度 直 导 线(或 弯 曲 导 线)在 垂 直 速 度 方 向 上 的 投 影 长 度.(3)瞬 时 对 应 性.对 于 E=BLv,若 v为 瞬 时 速 度，则 后 为 瞬 时 感 应 电 动 势；若 是 平 均 速 度,则 后 为 平 均 感 应 电 动 势。(4)u的 相 对 性.公 式 E=W。中 的 了 指 导 体 相 对 磁 场 的 速 度，并 不 是 对 地

21、的 速 度。只 有 在 磁 场 静 止，导 体 棒 运 动 的 状 况 下，导 体 相 对 磁 场 的 速 度 才 跟 导 体 相 对 地 的 速 度 相 等。4、公 式 E=丝 和 岳 BLvs由 6 的 区 分 和 联 络.t（1）两 公 式 比 拟.=n-tE=BLvsin6区 别 探 讨 对 象 整 个 闭 合 电 路 回 路 中 做 切 割 磁 感 线 运 动 的 那 局 部 导 体 适 用 范 围 各 种 电 磁 感 应 现 象 只 适 用 于 导 体 切 割 磁 感 线 运 动 的 状 况 计 算 结 果 一 般 状 况 下，求 得 的 是 寸 内 的 平 均 感 应 电 动 势

22、 一 般 状 况 下，求 得 的 是 某 一 时 刻 的 瞬 时 感 应 电 动 势 适 用 情 形 常 用 于 磁 感 应 强 度 B 变 更 所 产 生 的 电 磁 感 应 现 象（磁 场 变 更 型）常 用 于 导 体 切 割 磁 感 线 所 产 生 的 电 磁 感 应 现 象（切 割 型）联 络 力 8 是 由 E=詈 在 肯 定 条 件 下 推 导 出 来 的,该 公 式 可 看 作 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 的 一 个 推 论 或 者 特 别 应 用。（2）两 个 公 式 的 选 用.求 解 导 体 做 切 割 磁 感 线 运 动 产 生 感 应 电 动 势 的 问 题

23、时，两 个 公 式 都 可 以 用。求 解 某 一 过 程（或 某 一 段 时 间）内 的 感 应 电 动 势、平 均 电 流、通 过 导 体 横 截 面 的 电 荷 量（由 七 等 问 题，应 选 用 E=孚.求 解 某 一 位 置（或 某 一 时 刻）的 感 应 电 动 势，计 算 瞬 时 电 流、电 功 率 和 某 段 时 间 内 的 电 功、电 热 等 问 题，应 选 用 5、感 应 电 动 势 的 两 种 求 解 方 法.(1)用 公 式 E=笆 求 解.tE=些 是 普 遍 适 用 的 公 式，当 中 仅 由 磁 场 的 变 更 引 起 时，该 式 可 表 示 为 E=n S;若

24、磁 感 应 强 度 B 不 变，中 仅 由 回 路 在 垂 直 于 磁 场 方 向 上 得 面 积 tS 的 变 更 引 起 时，则 可 表 示 为 公 式 七=竺 3,留 意 此 时 S 并 非 线 圈 的 面 积，t而 是 线 圈 内 部 磁 场 的 面 积。(2)用 公 式 出 8 求 解.若 导 体 平 动 垂 直 切 割 磁 感 线，则 比 跳 此 时 只 适 用 于 B、L、。三 者 互 相 垂 直 的 状 况。若 导 体 平 动 但 不 垂 直 切 割 磁 感 线，E=BLvsinQ(此 点 参 考 P4“石=跳。的 推 导 过 程”)。6、反 电 动 势.电 源 通 电 后，电

25、 流 从 导 体 棒 的 a 端 流 向 b 端，用 左 手 定 则 可 判 断 a b棒 受 到 的 安 培 力 程 度 向 右，则 a b 棒 由 静 止 向 右 加 速 运 动，而 a b棒 向 右 运 动 后，会 切 割 磁 感 线，从 而 产 生 感 应 电 动 势(如 图)，此 感 应 电 动 势 的 阻 碍 电 路 中 原 来 的 电 流，即 感 应 电 动 势 的 方 向 跟 外 加 电 压 的 方 向 相 反，这 个 感 应 电 动 势 称 为“反 电 动 势”。五、电 磁 感 应 规 律 的 应 用.1、法 拉 第 电 机.(1)电 机 模 型.(2)原 理：应 用 导 体

26、 棒 在 磁 场 中 切 割 磁 感 线 而 产 生 感 应 电 动 势。.铜 盘 可 以 看 作 由 多 数 根 长 度 等 于 铜 盘 半 径 的 导 体 棒 组 成，导 体 棒 在 转 动 过 程 中 要 切 割 磁 感 线。大 小：E=；Ble(其 中 为 棒 的 长 度，s 为 角 速 度)对 此 公 式 的 推 导 有 两 种 理 解 方 式:E=BLvL A E=n-t棒 上 各 点 速 度 不 同，其 平 均 速 度 为 棒 上 中 点 的 速 度：v=r-co=L-co o利 用 E=B L v 知,棒 上 的 感 应 电 动 势 大 小 为：_ 1 1E=BLV=B L-L

27、 C D=-B I3 C D2 2假 如 经 过 时 间，则 棒 扫 过 的 面 积 为 2万 2磁 通 量 的 变 更 量 为：=B 辽 2=，日 加 2乃 2由 七=孚 知，棒 上 得 感 应 电 动 势 大 At小 为 1,A厂 小 BIJ 0)A/1E 2 1BL co&t Ar 2_ 1建 议 选 用 后 跳 了 协 作 平 均 速 度 口=5.0=3 小 0 来 推 导，此 种 推 导 方 式 便 利 于 理 解 和 记 忆。方 向：在 内 电 路 中，感 应 电 动 势 的 方 向 是 由 电 源 的 负 极 指 向 电 源 的 正 极，跟 内 电 路 的 电 流 方 向 一 样

28、。产 生 感 应 电 动 势 的 那 局 部 电 路 就 是 电 源，用 右 壬 定 则 或 楞 次 定 律 所 推 断 出 的 感 应 电 动 势 的 方 向，就 是 电 源 内 部 的 电 流 方 向,所 以 此 电 流 方 向 就 是 感 应 电 动 势 的 方 向。推 断 出 感 应 电 动 势 方 向 后，进 而 可 推 断 电 路 中 各 点 电 势 的 凹 凸。2、电 磁 感 应 中 的 电 路 问 题.(1)解 决 及 电 路 相 联 络 的 电 磁 感 应 问 题 的 根 本 步 骤 和 方 法：明 确 哪 局 部 导 体 或 电 路 产 生 感 应 电 动 势，该 导 体

29、或 电 路 就 是 电 源，其 他 局 部 是 外 电 路。用 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 确 定 感 应 电 动 势 的 大 小，用 楞 次 定 律 确 定 感 应 电 动 势 的方 向。画 出 等 效 电 路 图。分 清 内 外 电 路，画 出 等 效 电 路 图 是 解 决 此 类 问 题 的 关 键。运 用 闭 合 电 路 欧 姆 定 律、串 并 联 电 路 特 点、电 功 率、电 热 等 公 式 联 立 求 解。【例 1】用 电 阻 为 18Q的 匀 称 导 线 弯 成 图 中 直 径 D=0.80m的 封 闭 金 属 圆 环，环 上 4 5 弧 所 对 圆 心 角 为 60

30、。将 圆 环 垂 直 于 磁 感 线 方 向 固 定 在 磁 感 应 强 度 分 0.50T的 匀 强 磁 场 中，磁 场 方 向 垂 直 于 纸 面 对 里。一 根 每 米 电 阻 为 1.25。的 直 导 线 P 0,沿 圆 环 平 面 对 左 以 3 c m i s 的 速 度 匀 速 滑 行(速 度 方 向 及 P 0 垂 直),滑 行 中 直 导 线 及 圆 环 严 密 接 触(忽 视 接 触 处 电 阻)，当 它 通 过 环 上 位 置 时，求：(1)直 导 线 力 石 段 产 生 的 感 应 电 动 势，并 指 明 该 段 直 导 线 中 电 流 的 方 向.(2)此 时 圆 环

31、 上 发 热 损 耗 的 电 功 率.解：(1)设 直 导 线 段 的 长 度 为 1,直 段 产 生 的 感 应 电 动 势 为 上,依 据 几 何 关 系 则 直 导 线 力 B 段 产 生 的 感 应 电 动 导 线 A B知 势 为 E=B lv=0.5 x 0.4 x 3V=0.6V运 用 右 手 定 则 可 断 定，直 导 线 段 中 感 应 电 流 的 方 向 由 力 向 8,B 端 电 势 高 于 A 端。(2)此 时 圆 环 上 劣 弧 4 5 的 电 阻 为 R g=x l 8 O=3。优 弧 4 c B 的 电 阻 为 R g=3%?%18Q=15C则 R A B及 R

32、ACB并 联 后 的 总 电 阻 为 y 衿 衿=聋。=25。S B+CB J+力 B 段 直 导 线 电 阻 为 电 源，内 电 阻 为 r=1.25x0.40Q=0.50Q则 此 时 圆 环 上 发 热 损 耗 的 电 功 率 3、电 磁 感 应 中 的 能 量 转 换.【具 体 见 专 题 三】在 电 磁 感 应 现 象 中，磁 场 能 可 以 转 化 为 电 能。若 电 路 是 纯 电 阻 电 路，转 化 过 来的 电 能 将 全 部 转 化 为 电 阻 的 内 能。在 电 磁 感 应 现 象 中，通 过 克 制 安 培 力 做 功，把 机 械 能 或 其 他 形 式 的 能 转 化

33、为 电 能。克 制 安 培 力 做 多 少 功，就 产 生 多 少 电 能。若 电 路 是 纯 电 阻 电 路，转 化 过 来 的 电 能 也 将 全 部 转 化 为 电 阻 的 内 能。所 以，电 磁 感 应 现 象 符 合 能 量 守 恒 定 律。4、电 磁 感 应 中 的 电 容 问 题.【具 体 见 专 题 四】在 电 路 中 含 有 电 容 器 的 状 况 下，导 体 切 割 磁 感 线 产 生 感 应 电 动 势，使 电 容 器 充 电 或 放 电。因 此，搞 清 电 容 器 两 极 板 间 的 电 压 和 极 板 上 电 荷 量 的 多 少、正 负 和 如 何 变 更 是 解 题

34、 的 关 键。六、自 感 现 象 和 其 应 用.1、自 感 现 象.(1)自 感 现 象 及 自 感 电 动 势 的 定 义：当 导 体 中 的 电 流 发 生 变 更 时，导 体 本 身 就 产 生 感 应 电 动 势，这 个 电 动 势 总 是 阻 碍 导 体 中 原 来 电 流 的 变 更。这 种 由 于 导 体 本 身 的 电 流 发 生 变 更 而 产 生 的 电 磁 感 应 现 象，叫 做 自 感 现 象。这 种 现 象 中 产 生 的 感 应 电 动 势，叫 做 自 感 电 动 势。(2)自 感 现 象 的 原 理：当 导 体 线 圈 中 的 电 流 发 生 变 更 时，电 流

35、 产 生 的 磁 场 也 随 之 发 生 变 更。由 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 可 知，线 圈 自 身 会 产 生 阻 碍 自 身 电 流 变 更 的 自 感 电 动 势。(3)自 感 电 动 势 的 两 个 特 点：特 点 一：自 感 电 动 势 的 作 用.自 感 电 动 势 阻 碍 自 身 电 流 的 变 更，但 是 不 能 阻 挡，且 自 感 电 动 势 阻 碍 自 身 电 流 变 更 的 结 果，会 对 其 他 电 路 元 件 的 电 流 产 生 影 响。特 点 二：自 感 电 动 势 的 大 小.跟 穿 过 线 圈 的 磁 通 量 变 更 的 快 慢 有 关，还 跟 线

36、圈 本 身 的 特 性 有 关，可 用 公 式 E=L字 表 示，其 中 上 为 自 感 系 数。（4）自 感 现 象 的 三 个 状 态 志 向 线 圈（电 阻 为 零 的 线 圈）：线 圈 通 电 瞬 间 状 态 一 通 过 线 圈 的 电 流 由 无 变 有。线 圈 通 电 稳 定 状 态 通 过 线 圈 的 电 流 无 变 更。线 圈 断 电 瞬 间 状 态 通 过 线 圈 的 电 流 由 有 变 无。（5）自 感 现 象 的 三 个 要 点：要 点 一：自 感 线 圈 产 生 感 应 电 动 势 的 缘 由。是 通 过 线 圈 本 身 的 电 流 变 更 引 起 穿 过 自 身 的

37、磁 通 量 变 更。要 点 二：自 感 电 流 的 方 向。自 感 电 流 总 是 阻 碍 线 圈 中 原 电 流 的 变 更，当 自 感 电 流 是 由 原 电 流 的 增 加 引 起 时（如 通 电 瞬 间），自 感 电 流 的 方 向 及 原 电 流 方 向 相 反；当 自 感 电 流 时 由 原 电 流 的 削 减 引 起 时（如 断 电 瞬 间），自 感 电 流 的 方 向 及 原 电 流 方 向 一 样。要 点 三：对 自 感 系 数 的 理 解。自 感 系 数 上 的 单 位 是 亨 特（H）,常 用 的 较 小 单 位 还 有 毫 亨（m H）和 微 亨（H）。自 感 系 数

38、上 的 大 小 是 由 线 圈 本 身 的 特 性 确 定 的：线 圈 越 粗、越 长、匝 数 越 密，它 的 自 感 系 数 就 越 大。此 外，有 铁 芯 的 线 圈 的 自 感 系 数 比 没 有 铁 芯 的 大 得 多。（6）通 电 自 感 和 断 电 自 感 的 比 拟 电 路 现 象 自 感 电 动 势 的 作 用(7)断 电 自 感 中 的“闪”及“不 闪”问 题 辨 析.通 电 自 感 rrJL_-U_接 通 电 源 的 瞬 间，灯 泡 U 立 刻 变 亮，而 灯 泡 心 是 渐 渐 变 亮.R i 心 阻 碍 电 流 的 增 加 1 _ _ _ 11 S&续 表 电 路 现

39、象 自 感 电 动 势 的 作 用 断 电 自 感 Li断 开 开 关 的 瞬 间，灯 泡 渐 渐 变 暗,有 时 灯 泡 会 闪 亮 一 下，然 后 渐 渐 阻 碍 电 流 的 减 小 一 9_ 1L _ r-1S R变 暗.关 于“断 电 自 感 中 小 灯 泡 在 熄 灭 之 前 是 否 要 闪 亮 一 下”这 个 问 题，很 多 同 学 简 洁 混 淆 不 清，下 面 就 此 问 题 探 讨 分 析。如 图 所 示，电 路 闭 合 处 于 稳 定 状 态 时，线 圈 上 和 灯 L并 联，其 电 流 分 别 为 4 和 方 向 都 是 从 右 到 左。在 断 开 开 关 长 瞬 间，灯

40、 L 中 原 来 的 从 右 到 左 的 电 流 4 马 上 消 逝，而 由 于 线 圈 电 流 4 由 于 自 感 不 能 突 变，故 在 开 关 长 断 开 的 瞬 间 Rl通 过 线 圈 上 的 电 流 应 及 断 开 前 那 瞬 间 的 数 值 一 样，都 是 为 4,方 向 还 是 从 右 到 左，由 于 线 圈 的 自 感 只 是“阻 碍”4 的 变 小，不 是 阻 挡 心 变 小，所 以&维 持 了 一 瞬 间 后 开 场 渐 渐 减 小，由 于 线 圈和 灯 构 成 闭 合 回 路，所 以 在 这 段 时 间 内 灯 L 中 有 自 左 向 右 的 电 流 通 过。假 如 原

41、来 心 A,则 在 灯 L 熄 灭 之 前 要 闪 亮 一 下；假 如 原 来 为&/1,则 在 灯 L熄 灭 之 前 不 会 闪 亮 一 下。原 来 的 A 和 心 哪 一 个 大，要 由 线 圈 上 的 直 流 电 阻 尺 和 灯 L 的 电 阻 R 的 大 小 来 确 定(分 流 原 理)。假 如 尺 R,则 6&/i；假 如 尺 R,则 右.结 论:在 断 电 自 感 现 象 中，灯 泡 L 要 闪 亮 一 下 再 熄 灭 必 需 满 意 线 圈 上 的 直 流 电 阻 7?小 于 灯 L 的 电 阻 R o2、把 我 三 个 学 问 点 速 解 自 感 问 题.(1)自 感 电 动

42、势 总 是 阻 碍 导 体 中 原 来 电 流 的 变 更。当 原 来 电 流 增 大 时，自 感 电 动 势 及 原 来 电 流 方 向 相 反；当 原 来 电 流 减 小 时，自 感 电 动 势 的 方 向 及 原 来 电 流 方 向 一 样。(2)“阻 碍”不 是“阻 挡”。“阻 碍”电 流 变 更 本 质 是 使 电 流 不 发 生“突 变”，使 其 变 更 过 程 有 所 延 慢。(3)当 电 流 接 通 瞬 间，自 感 线 圈 相 当 于 断 路；当 电 路 稳 定，自 感 线 圈 相 当 于 定 值 电 阻，假 如 线 圈 没 有 电 阻，则 自 感 线 圈 相 当 于 导 线(

43、短 路)；当 电 路 断 开 瞬 间，自 感 线 圈 相 当 于 电 源。3、日 光 灯 工 作 原 理.(1)日 光 灯 的 构 造 日 光 灯 的 构 造 如 图 所 示，主 要 由 灯 光、镇 流 器、启 动 器(也 称“启 辉 器”，俗 称“跳 泡”)等 组 成。(2)日 光 灯 的 启 动 启 动 器 起 到 一 个 开 关 作 用.当 开 关 闭 合 时，电 源 把 电 压 加 在 启 动 器 的 两 极 之 间，使 敏 气 放 点 而 发 生 辉光，辉 光 产 生 的 热 量 使 U 形 动 触 片 膨 胀 伸 长（热 胀 冷 缩），从 而 接 通 电 路，于 是 镇 流 器 的

44、 线 圈 和 灯 管 的 灯 丝 中 就 有 电 流 通 过；电 路 接 通 后 启 动 器 中 的 敏 气 停 顿 放 电（缘 由 是 敏 气 放 电 是 由 于 氮 管 两 端 加 有 高 电 压，而 电 路 接 通 之 后 整 个 启 动 器 的 电 阻 特 别 小，依 据 分 压 原 理 可 知，接 在 筑 管 两 端 的 电 压 很 小，缺 乏 够 激 发 氮 管 放 电），U 形 动 触 片 冷 却 收 缩，两 个 触 片 分 别，电 路 自 动 断 开，流 过 镇 流 器 的 电 流 快 速 削 减，会 产 生 很 高 的 自 感 电 动 势,方 向 及 原 来 电 压 方 向

45、一 样，形 成 瞬 时 高 压 加 在 灯 管 两 端，使 灯 管 中 的 气 体（氨 和 微 量 水 银 蒸 气）开 场 发 出 紫 外 线，灯 管 管 壁 上 的 荧 光 粉 受 到 紫 外 线 的 照 耀 发 出 可 见 光。（3）镇 流 器 的 作 用：启 动 时 供 应 瞬 时 高 压 日 光 灯 启 动 电 压 在 500V（及 功 率 有 关）以 上。正 常 工 作 时 降 压 限 流 限 流：由 于 日 光 灯 运 用 的 是 沟 通 电 源，电 流 的 大 小 和 方 向 做 周 期 性 变 更。当 沟 通 电 增 大 时，镇 流 器 上 的 自 感 电 动 势 阻 碍 原

46、电 流 增 大，自 感 电 动 势 及 原 电 压 反 向；当 沟 通 电 减 小 时，镇 流 器 上 的 自 感 电 动 势 阻 碍 原 电 流 的 减 小，自 感 电 动 势 及 原 电 压 同 向。可 见 镇 流 器 的 自 感 电 动 势 总 是 阻 碍 电 流 的 变 更，所 以 镇 流 器 就 起 到 了 限 流 的 作 用。降 压：由 于 电 感 镇 流 器 本 身 是 一 个 线 圈，有 电 阻。日 光 灯 正 常 工 作 后，镇 流 器 及 灯 管 串 联，起 到 分 压 的 作 用，所 以 事 实 上 日 光 灯 正 常 工 作 时 加 在 灯 管 两 端 的 电 压 会

47、受 到 镇 流 器 的 降 压 作 用 而 降 到 120V（及 功 率 有 关）以 下。(4)日 光 灯 优 点:比 白 炽 灯 省 电。发 光 效 率 是 白 炽 灯 的 56倍。日 光 灯 的 发 光 颜 色 比 白 炽 灯 更 接 近 日 光，光 色 好，且 发 光 柔 软。白 炽 灯：寿 命 短，一 般 白 炽 灯 的 寿 命 只 有 10003000小 时 之 间。电 阻 丝 双 线 绕 法 日 光 灯 寿 命 较 长，一 般 有 效 寿 命 是 30006000小 时。4、自 感 现 象 的 防 止 电 阻 丝 双 线 绕 法.电 阻 丝 的 双 线 绕 法，可 以 使 自 感

48、现 象 的 影 响 减 弱 到 最 小 程 度。七、涡 流 现 象 和 其 应 用.涡 流 现 象：涡 流 现 象 的 规 律：导 体 的 外 周 长 越 长,交 变 磁 场 的 频 率 越 高，涡 流 就 越 大。定 义 在 整 块 导 体 内 部 发 生 电 磁 感 应 而 产 生 感 应 电 流 的 现 象.特 点 电 流 在 金 属 块 内 自 成 闭 合 回 路，整 块 金 属 的 电 阻 很 小，涡 流 往 往 很 强.应 用(1)涡 流 热 效 应 的 应 用：如 电 磁 灶(即 电 磁 炉)、高 频 感 应 炉 等.(2)涡 流 磁 效 应 的 应 用：如 涡 流 制 动、涡

49、流 金 属 探 测 器、安 检 门 等.防 止 电 动 机、变 压 器 等 设 备 中 应 防 止 铁 芯 中 涡 流 过 大 而 导 致 奢 侈 能 量，损 坏 电 器。(1)途 径 一：增 大 铁 芯 材 料 的 电 阻 率.(2)途 径 二：用 互 相 绝 缘 的 硅 钢 片 叠 成 的 铁 芯 代 替 整 个 硅 钢 铁 芯，增 大 回 路 电 阻，减 弱 涡 流.专 题 一：电 磁 感 应 图 像 问 题电 磁 感 应 中 常 常 涉 和 磁 感 应 强 度、磁 通 量、感 应 电 动 势、感 应 电 流 等 随 时 间（或 位 移）变 更 的 图 像，解 答 的 根 本 方 法 是

50、：依 据 题 述 的 电 磁 感 应 物 理 过 程 或 磁 通 量（磁 感 应 强 度）的 变 更 状 况，运 用 法 拉 第 电 磁 感 应 定 律 和 楞 次 定 律（或 右 手 定 则）推 断 出 感 应 电 动 势 和 感 应 电 流 随 时 间 或 位 移 的 变 更 状 况 得 出 图 像。高 考 关 于 电 磁 感 应 及 图 象 的 试 题 难 度 中 等 偏 难，图 象 问 题 是 高 考 热 点。【学 问 要 点】电 磁 感 应 中 常 涉 和 磁 感 应 强 度 B、磁 通 量 中、感 应 电 动 势 上 和 感 应 电 流/等 随 时 间 变 更 的 图 线，即 图