高三物理第一轮复习-9-3电磁感应中的电路问题自感与涡流学案-新人教版

PAGE4-第三课时电磁感应中的电路问题自感与涡流【教学要求】1．了解自感现象和涡流现象及在生活和生产中的应用；2．掌握解决电磁感应中的电路问题的方法。【知识再现】一、电磁感应中的电路问题：1、在电磁感应现象中，切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势，该导体或回路就相当于电源，将它们接上电阻等用电器，便可对用电器供电，在回路中形成电流；将它们接上电容器，便可使电容器充电，因此电磁感应问题又往往跟电路问题联系在一起。2、解决这类问题，不仅要考虑电磁感应中的有关规律，如右手定则、楞次定律和法拉第电磁感应定律等，还要应用电路的有关规律，如欧姆定律、串联、并联电路电路的性质等。二、自感现象1、自感现象——由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫做自感现象。2、自感电动势——在自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势。3、自感现象的应用：日光灯电路、LC振荡电路等。4、自感现象的危害与防止：在切断自感系数很大、而电流又很强的电路瞬间形成电弧，必须采用特制的安全开关；精密线绕电阻为了消除使用过程中电流变化引起的自感现象，采用双线绕法。三、涡流涡流是电磁感应现象的一种，导体在磁场中运动或处于迅速变化的磁场中时，导体内部就出现像水中旋涡的感应电流，所以叫涡流。重点突破重点突破知识点一自感现象自感现象作为一种特殊的电磁感应现象，是由于流过导体自身的电流的变化而引起的，由楞次定律知，产生的感应电动势（自感电动势）又必将阻碍着电流的这一变化，正是由于这种阻碍，使得自感现象具备一个重要的特征：自感现象中引起自感电动势产生的电流变化，一般只能是逐渐变化而不可能发生突变。【应用1】在如图中所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可忽略，下列说法中正确的是

（

)A、合上开关K接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮B、合上开关K接通电路时，A1和A2始终一样亮C、断开开关K切断电路时，A1和A2都要经过一会儿才熄灭D、断开开关K切断电路时，A2立即熄灭，A1过一会儿才熄灭导示：选择AC。S闭合接通电路时，A2支路中的电流立即达到最大，由于线圈的自感作用，A1支路电流增加的慢，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。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。要判断灯泡的发光情况，必须分析在两种情形下流经两灯泡的电流特点，而分析电流特点，首先必须抓住本题的关键所在，线圈L在K接通和断开时所起的作用，即接通K时，线圈L要“阻碍”它所在支路电流的增大，当断开K时，自感电动势充当电源“补偿”支路中电源的减小，再就是要明确开关K通断时整个电路的结构，这样即可分析出正确结果。【应用2】如图所示的电路中，S闭合时流过电感线圈的电流是2A，流过灯泡的电流是1A，将S突然断开，则S断开前后，能正确反映流过灯泡的电流I随时间t变化关系的是下图中的（）导示：将S突然断开时，在线圈中要产生自感电动势，方向与原来电流方向相同，这时流过灯泡的电流方向与原来电流方向相反，大小2A逐渐减小。故选择D。知识点二涡流【应用3】如图为自动售货机投币系统。它可以自动识别硬币，试根据示意图探究其工作原理。导示：当硬币投入自动售货机的投币口时，硬币被挡住，暂时停止在A处，以便让机器测出电阻。如果电阻值在机器内计算机芯片所认可的范围内，支持物A下降，硬币沿斜面滚下。当硬币通过两块磁铁时，硬币内产生了涡流，从而受到安培力的作用，导致速度减小。当硬币通过磁铁后，传感器测出它的速度，并且与存储在计算机中的标准值比较。如果速度适当，开关B就打开，硬币被接受；否则开关C打开，硬币进入拒绝通道。方法探究方法探究类型一电磁感应中的电路问题解决电磁感应中的电路问题，必须按题意画出等效电路图，将感应电动势等效于电源电动势，产生感应电动势的导体的电阻等效于内电阻，求电动势要用电磁感应定律，其余问题A．MN中电流先减小后增大B．MN两端电压先减小后增大C．作用在MN上的拉力先减小后增大D．矩形线框中消耗的电功率先减小后增大4、(盐城市2007/2008学年度高三年级第一次调研考试)两金属棒和三根电阻丝如图连接,虚线框内存在均匀变化的匀强磁场，三根电阻丝的电阻大小之比R1:R2:R3=1：2：3，金属棒电阻不计。当S1、S2闭合，S3断开时，闭合的回路中感应电流为I，当S2、S3闭合，S1断开时，闭合的回路中感应电流为5I，当S1、S3闭合，S2断开时，闭合的回路中感应电流是（）A．0B．3IC．6ID．7I4、（江苏省2008年高考物理全真模拟卷）光滑水平导轨宽L＝lm，电阻不计，左端接有“6V6W”的小灯．导轨上垂直放有一质量m2＝0．5kg、电阻r＝2欧的直导体棒，导体棒中间用细绳通过定滑轮吊一质量为M＝1kg的钩码，钩码距地面高h＝2m，如图所示．整个导轨处于竖直方向的匀强磁场中，磁感应强度为B＝2T．释放钩码，在钩码落地前的瞬间，小灯刚好正常发光。（不计滑轮的摩擦，取g＝10m／s2）。求：（1）钩码落地前的瞬间，导体棒的