高中物理知識全解 2.6 磁場中的電源及性質(zhì)

1、高中物理知識全解 2.6 磁場中的電源及性質(zhì)一：楞次定律楞次定律：感應電流具有這樣的方向，即感應電流的磁場總要阻礙引起感應電流的磁通量的變化。技巧理解：閉合回路（例：線圈）總是為了保持原來的磁通量而努力。1、楞次定律主要用于判斷感應電動勢（或感應電流）的方向，同時也可以大致判定安培力的方向。2、楞次定律實際上是能量守恒定律的一種表現(xiàn)，其過程是電場能與磁場能的相互轉(zhuǎn)化過程。例：如右圖所示，當通電螺線管中的電流增大時，則線圈A受向外擴張的力，從左往右看，線圈A中產(chǎn)生順時針的電流。當通電螺線管中的電流減小時，則線圈A受向里收縮的力，從左往右看，線圈A中產(chǎn)生逆時針的電流。提示：通電螺線管內(nèi)部磁感線從右

2、向左，外部磁感線從左向右，且內(nèi)部磁感線多于外部磁感線，所以電流變化時對于線圈A而言內(nèi)部磁感線的變化量大于外部磁感線的變化量?！纠}】如下圖所示，是一個可繞垂直于紙面的軸O轉(zhuǎn)動的閉合矩形導線框，E是電源，當滑動變阻器R的滑片P自左向右滑行時，線框?qū)?（ ）A、保持靜止不動。 B、沿逆時針方向轉(zhuǎn)動。C、沿順時針方向轉(zhuǎn)動。 D、發(fā)生轉(zhuǎn)動，但電源極性不明，無法確定轉(zhuǎn)動方向。 答案：C【例題】兩個閉合的金屬環(huán)，穿在一根光滑的絕緣桿上，如下圖所示，當條形磁鐵的S極自右向左插向圓環(huán)時，環(huán)的運動情況是 （ ）A、兩環(huán)同時向左移動，間距增大。 B、兩環(huán)同時向左移動，間距變小。C、兩環(huán)同時向右移動，間距變小。 D

3、、兩環(huán)同時向左移動，間距不變。解析：由楞次定律與同向電流相互吸引，異向電流相互排斥綜合求解可得B正確。答案：B【例題】某磁場磁感線如下圖所示，有銅線圈自圖示A位置落至B位置，在下落過程中，自上向下看，線圈中的感應電流的方向是 （ ）A、始終是順時針 B、始終是逆時針C、先是順時針，再是逆時針 D、先是逆時針，再是順時針【例題】如下圖所示，A、B為大小、形狀均相同且內(nèi)壁光滑，但用不同材料制成的圓管，豎直固定在相同高度。兩個相同的磁性小球，同時從A、B管上端的管口無初速釋放，穿過A管的小球比穿過B管的小球先落到地面。下面對于兩管的描述中可能正確的是（ ）A. A管是用塑料制成的，B管是用銅制成的B

4、. A管是用鋁制成的，B管是用膠木制成的C. A管是用膠木制成的，B管是用塑料制成的D. A管是用膠木制成的，B管是用鋁制成的【例題】如下圖所示，磁場垂直于紙面，磁感應強度在豎直方向均勻分布，水平方向非均勻分布。一銅制圓環(huán)用絲線懸掛于O點，將圓環(huán)拉至位置后無初速釋放，在圓環(huán)從擺向的過程中（ ）(A)感應電流方向先逆時針后順時針再逆時針 (B)感應電流方向一直是逆時針(C)安培力方向始終與速度方向相反(D)安培力方向始終沿水平方向解析：由楞次定律可知A對，B錯。由圓的對稱性可知D對，C錯。答案：AD領悟：圓環(huán)在豎直方向上平動沒有安培力產(chǎn)生，圓環(huán)在水平方向上平動有阻礙其運動的安培力產(chǎn)生（沿水平方向

5、），也可以理解得到安培力方向始終沿水平方向。二：電磁感應現(xiàn)象的兩類情況感生電場與感生電動勢如下圖所示，穿過閉合回路的磁場增強，在回路中產(chǎn)生感應電流或者說產(chǎn)生了電動勢。是什么力充當非靜電力使得自由電荷發(fā)生定向運動呢？英國物理學家麥克斯韋認為，磁場變化時在空間激發(fā)出一種電場，這種電場對自由電荷產(chǎn)生了力的作用，使自由電荷運動起來，形成了電流或者說產(chǎn)生了電動勢。這種由于磁場的變化而激發(fā)的電場叫感生電場（這種電場與靜電場不同，它不是由電荷產(chǎn)生的）。感生電場對自由電荷的作用力充當了非靜電力。由感生電場產(chǎn)生的感應電動勢，叫做感生電動勢。洛倫茲力與動生電動勢一段導體切割磁感線運動時相當于一個電源，這時非靜電力

6、與洛倫茲力有關，如下圖所示，導體中的自由電荷（假設為正電荷）具有水平向右的速度，由左手定則可判斷導體中的自由電荷（假設為正電荷）受到沿棒向上的“洛倫茲力”作用，使電荷運動起來，形成了電流或者說產(chǎn)生了電動勢，所以“洛倫茲力”充當了非靜電力。由于導體運動而產(chǎn)生的電動勢叫動生電動勢。 拓展：動生電動勢的產(chǎn)生實質(zhì)是洛倫茲力的一個分力充當了非靜電力。如右圖所示，假設導體中的自由電荷為正電荷，則洛倫茲力的一個分力充當電源的非靜電力對導體中的自由電荷做正功，洛倫茲力的另一個分力阻礙導體棒的運動對導體棒做負功，可以證明這兩個分力所做功的代數(shù)和為零，結(jié)果仍然是洛倫茲力不做功。其中對導體棒做負功，導體棒的動能減小

7、；對導體中的自由電荷做正功（即克服電場力做功），自由電荷的電勢能增大，轉(zhuǎn)化為電能。因此從總體上看，洛倫茲力不做功，但卻有轉(zhuǎn)化能量的作用即將導體棒的動能轉(zhuǎn)化為電路中的電能?！纠}】試證明上圖中洛倫茲力的一個分力對導體中的自由電荷做的正功與洛倫茲力的另一個分力對導體棒做的負功大小相等。電荷做的正功大小相等即洛倫茲力不做功。三：磁通量的變化產(chǎn)生感應電動勢電磁感應現(xiàn)象：閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線的運動時，導體中就會產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應現(xiàn)象。本質(zhì)是閉合電路中磁通量的變化而產(chǎn)生感應電流。法拉第電磁感應定律：閉合電路中感應電動勢的大小，跟穿過這一電路的磁通量的變化率成正比。1、為線圈

8、匝數(shù)。2、單位：伏特（V）。3、方向：由楞次定律判定。注意：由楞次定律理解并判定感應電動勢的方向（或感應電流的方向）?！纠}】如下圖為一種早期發(fā)電機原理示意圖，該發(fā)電機由固定的圓形線圈和一對用鐵芯連接的圓柱形磁鐵構(gòu)成，兩磁極相對于線圈平面對稱在磁極繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動過程中，磁極中心在線圈平面上的投影沿圓弧運動(O是線圈中心)，則 ( ) A從X到O，電流由E經(jīng)流向F，先增大再減小B從X到O，電流由F經(jīng)流向E，先減小再增大C從O到Y(jié)，電流由F經(jīng)流向E，先減小再增大D從O到Y(jié)，電流由E經(jīng)流向F，先增大再減小【例題】如下圖所示，半圓形光滑軌道豎直放置，不均勻的磁場水平方向并垂直于軌道平面向外，O平面為磁

9、場區(qū)域的上邊界?，F(xiàn)有一個金屬環(huán)初始位置在磁場區(qū)域上方由靜止沿軌道釋放，忽略空氣阻力，則（ ）A金屬環(huán)做等幅振動。B金屬環(huán)做減幅振動。C金屬環(huán)做增幅振動。D無法確定。答案：B領悟：上題中若將水平方向垂直于軌道平面向外的不均勻磁場改為水平方向垂直于軌道平面向外的勻強磁場，則金屬環(huán)會先做減幅振動，后來將在勻強磁場區(qū)域內(nèi)做等幅振動。注意：理解線圈匝數(shù)n的有關串聯(lián)或并聯(lián)問題的正確取值。（主要應用于變壓器的有關線圈匝數(shù)的取值問題）例：如右圖所示為變壓器的原、副線圈，則：1、若連接，以和為輸出端，則輸出電壓為2、若連接，以和為輸出端，則輸出電壓為同理：若連接，以和為輸出端，則輸出電壓為【例題】一個次級有兩個

10、不同副線圈的理想變壓器，如下圖甲所示。如果將兩盞標有“6V、0.9W”的燈泡和一盞標有“3V、0.9W”的燈泡全部接入變壓器的次級，且均能夠正常發(fā)光，如下圖乙所示。已知U1=220V，匝數(shù)如下圖所示（其中n1=1100,n2=10, n3=35）。請在次級畫出如何連接電路的示意圖。四、導體棒切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢注意：多匝線圈切割磁感線，多根導體棒切割磁感線的有關多個磁場電源的串聯(lián)和并聯(lián)問題?！纠}】如右圖所示，勻強磁場的磁感應強度為B，方向豎直向下，在磁場中有一個邊長為L的正方形剛性金屬框，ab邊的質(zhì)量為m，電阻為R，其它三邊的質(zhì)量均不計，電阻均為Rcd邊上裝有固定的水平軸，將金屬框自水平

11、位置由靜止釋放，第一次轉(zhuǎn)到豎直位置時，ab邊的速度為v，不計一切摩擦，重力加速度為g，則在這個過程中，下列說法正確的是 ( ) A通過ab邊的電流方向為ab Bab邊經(jīng)過最低點時的速度vCa、b兩點間的電壓逐漸變大 D金屬框中產(chǎn)生的焦耳熱為mgLmv2能量轉(zhuǎn)化和守恒定律可知，金屬框中產(chǎn)生的焦耳熱應等于此過程中機械能的損失，故選項D正確答案：D領悟：若其它三邊的電阻不計，則a、b兩點間的電壓始終為零?！纠}】矩形線圈abcd，長ab20 cm，寬bc10 cm，匝數(shù)n200，線圈回路總電阻R5 .整個線圈平面內(nèi)均有垂直于線圈平面的勻強磁場穿過若勻強磁場的磁感應強度B隨時間t的變化規(guī)律如下圖所示，

12、則 ( )A線圈回路中感應電動勢隨時間均勻變化B線圈回路中產(chǎn)生的感應電流為0.4 AC當t0.3 s時，線圈的ab邊所受的安培力大小為0.016 ND在1 min內(nèi)線圈回路產(chǎn)生的焦耳熱為48 J【例題】鐵路運輸?shù)淖詣涌刂圃硎牵簩⒛軌虍a(chǎn)生勻強磁場的磁鐵安裝在火車首節(jié)車廂的下面，如下圖甲(俯視圖)所示，當它經(jīng)過安放在兩鐵軌之間的矩形線圈時，線圈會產(chǎn)生一個電信號傳輸給控制中心已知矩形線圈的長為L1，寬為L2，匝數(shù)為n.若安裝在火車首節(jié)車廂下面的磁鐵產(chǎn)生的勻強磁場的寬度大于L2，當火車通過安放在兩鐵軌之間的矩形線圈時，控制中心接收到線圈兩端的電壓信號u隨時間t變化的關系如下圖乙所示不計線圈電阻，據(jù)此

13、計算：（1）火車的加速度。（2）火車在t1t2時間內(nèi)的平均速度和安裝在火車首節(jié)車廂下面的磁鐵產(chǎn)生的勻強磁場的寬度?！纠}】磁流體發(fā)電是一種新型發(fā)電方式，圖1和圖2是其工作原理示意圖。圖1中的長方體是發(fā)電導管，其中空部分的長、高、寬分別為，前后兩個側(cè)面是絕緣體，上下兩個側(cè)面是電阻可略的導體電極，這兩個電極與負載電阻相連。整個發(fā)電導管處于圖2中磁場線圈產(chǎn)生的勻強磁場里，磁感應強度為B，方向如圖所示。發(fā)電導管內(nèi)有電阻率為的高溫、高速電離氣體沿導管向右流動，并通過專用管道導出。由于運動的電離氣體受到磁場作用，產(chǎn)生了電動勢。發(fā)電導管內(nèi)電離氣體流速隨磁場有無而不同。設發(fā)電導管內(nèi)電離氣體流速處處相同，且不存

14、在磁場時電離氣體流速為，電離氣體所受摩擦阻力總與流速成正比，發(fā)電導管兩端的電離氣體壓強差維持恒定，求：（1）不存在磁場時電離氣體所受的摩擦阻力F多大（2）磁流體發(fā)電機的電動勢E的大小（3）磁流體發(fā)電機發(fā)電導管的輸入功率P解：（1）不存在磁場時，由力的平衡得 領悟：上題中由能量守恒定律得： ，質(zhì)量分別為m1=300g和m2=500g的兩金屬棒L1、L2平行的擱在光滑導軌上，現(xiàn)固定棒L1，用水平向右的恒力F=0.8N拉L2，使L2由靜止開始做加速運動，試求:(1)當電壓表的讀數(shù)為U=0.2V時，棒L2的加速度多大。(2)棒L2能達到的最大速度。(3)若在棒L2達到最大速度時撤去外力F，并同時釋放棒

15、L1，求棒L2達到穩(wěn)定時的速度大小。(4)若固定棒L1，當棒L2的速度為，且離開棒L1的距離為S時，撤去恒力F，為保持棒L2做勻速運動，可以采用將B從原值(B0=0.2T)逐漸減小的方法，則磁感應強度B應怎樣隨時間變化(寫出B與時間t的關系式)。正確理解【例題】如右圖所示，一勻強磁場B垂直于紙面向里，有一長為L的導體棒OA在垂直于磁場方向的豎直平面內(nèi)繞O點以角速度順時針轉(zhuǎn)動，求導體棒OA產(chǎn)生的感應電動勢大??？解：正確理解Lsin下圖中彎曲導線的有效長度Lsin等于彎曲導線在垂直磁場平面內(nèi)沿速度方向的投影長度，相應的電流方向沿由始端流向末端.例：如下圖所示，兩導軌間存在垂直于紙面向里的勻強磁場，

16、導體棒與導軌間的夾角為，若導體棒無限長且沿圖示方向以速度做勻速直線運動，則：【例題】如下圖所示，半徑為r的半圓形金屬導線(CD為直徑)處于磁感應強度為B的勻強磁場中，磁場方向垂直于線圈平面，有關導線中產(chǎn)生的感應電動勢的大小的說法正確的是 ( )A導線從圖示位置開始繞CD以角速度勻速轉(zhuǎn)動時er2Bsin tB導線在紙面內(nèi)沿與CD成45°角以速度v斜向下勻速運動時ErBvC導線不動，勻強磁場以速度v水平向左勻速運動時E0D導線在紙面內(nèi)以速度v水平向右運動，同時勻強磁場以速度v沿CD方向向上勻速運動時E2Brv領悟：上題中導線在紙面內(nèi)以速度v水平向右運動，同時勻強磁場以速度v水平向左運時，

17、則E4Brv注意：導體切割磁感線的感應電動勢方向既和速度方向有關，還和磁場方向B有關?！纠}】如下圖所示，一個邊長為、電阻為的等邊三角形線框，在外力作用下，以速度v勻速穿過寬均為方向相反如下圖所示.線框運動方向與底邊平行且與磁場邊緣垂直.取逆時針方向的電流為正。若從圖示位置開始，線框中產(chǎn)生的感應電流與沿運動方向的位移之間的函數(shù)圖象，下面四個圖中正確的是 （ ）磁通量的變化產(chǎn)生感應電動勢和導體棒切割磁感線產(chǎn)生感應電動勢兩者間的區(qū)別及運用。磁場中的電源包含感生電動勢和動生電動勢，磁場的變化產(chǎn)生感生電場進而形成感生電動勢，導體棒切割磁感線產(chǎn)生動生電動勢，因此，在分析有關物理問題時，我們應該從實質(zhì)上分

18、析問題即分析電路中是否有感生電動勢和動生電動勢產(chǎn)生，而對于磁通量的變化產(chǎn)生感應電動勢（用于計算平均感應電動勢）可用來協(xié)助求解。【例題】如下圖所示，勻強磁場B垂直于紙面向里，有一矩形導體線框在垂直于磁場方向的豎直平面內(nèi)以水平向右的速度做勻速直線運動，試分析矩形導體線框是否有感應電流產(chǎn)生？領悟：上題中磁通量的變化為零，故線框的平均感應電動勢為零。拓展：上題中若分別從邊和邊向磁場外引出兩根導線構(gòu)成新的閉合回路，則所構(gòu)成的新的閉合回路中將會有感應電流產(chǎn)生，其中和為兩電源并聯(lián)充當新的閉合回路的總電源。【例題】如下圖所示，勻強磁場B垂直于紙面向里，有一矩形導體線框在垂直于磁場方向的豎直平面內(nèi)以水平向右的速

19、度做勻速直線運動，若突然磁感應強度均勻增大，試分析矩形導體線框是否有感應電流產(chǎn)生？領悟：上題中磁通量的變化不為零，故線框的平均感應電動勢不為零?！纠}】如右圖所示，圓形鋁環(huán)平面始終保持水平，在水平向外輻射的磁場中下落（向紙里下落），試分析鋁環(huán)中是否有感應電流產(chǎn)生？ 【例題】閉合銅環(huán)與閉合金屬框相接觸放在勻強磁場中，如下圖所示，當銅環(huán)向右移動時(金屬框不動)，下列說法中正確的是（ ）A銅環(huán)內(nèi)沒有感應電流產(chǎn)生，因為磁通量沒有發(fā)生變化B金屬框內(nèi)沒有感應電流產(chǎn)生，因為磁通量沒有發(fā)生變化C金屬框ab邊中有感應電流，因為回路abfgea中磁通量增加了D銅環(huán)的半圓egf中有感應電流，因為回路egfcde中的

20、磁通量減少【例題】北半球地磁場的豎直分量向下如下圖所示，在北京某中學實驗室的水平桌面上，放置邊長為L的正方形閉合導體線圈abcd，線圈的ab邊沿南北方向，ad邊沿東西方向下列說法中正確的是( )A若使線圈向東平動，則a點的電勢比b點的電勢低 B若使線圈向北平動，則a點的電勢比b點的電勢低C若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，則線圈中感應電流方向為abcdaD若以ab為軸將線圈向上翻轉(zhuǎn)，則線圈中感應電流方向為adcba【例題】如下圖所示，水平地面上方有正交的勻強電場和勻強磁場，電場豎直向下，磁場垂直紙面向外半圓形鋁框從直徑處于水平位置時，沿豎直平面由靜止開始下落不計阻力，a、b兩端落到地面的次序是 (

21、)Aa先于b Bb先于aCa、b同時落地 D無法判定解析：雖然只有感應電動勢沒有安培力但正電荷向a端運動、負電荷向b端運動，a端受電場力向下，b端受電場力向上，a先落地答案：A注意：首先要分清楚電路中什么東西充當電源，其次要注意電路中電源外部電流由正極流向負極（即由高電勢流向低電勢），電源內(nèi)部電流由負極流向正極（即由低電勢流向高電勢）?！纠}】一直升飛機停在南半球的地磁極上空。該處地磁場的方向豎直向上，磁感應強度為B，直升飛機螺旋槳葉片的長度為，螺旋槳轉(zhuǎn)動的頻率為，順著地磁場的方向看螺旋槳，螺旋槳按順時針方向轉(zhuǎn)動。螺旋槳葉片的近軸端為，遠軸端為b，如下圖所示。如果忽略到轉(zhuǎn)軸中心線的距離，用E表

22、示每個葉片中的感應電動勢，則（ ）A. ，且點電勢低于b點電勢B. ，且點電勢低于b點電勢C. ，旦點電勢高于b點電勢D. ，且點電勢高于b點電勢【例題】如右圖甲所示，垂直紙面向里的勻強磁場的區(qū)域?qū)挾葹?，磁感應強度的大小為B。一邊長為、電阻為4R的正方形均勻?qū)Ь€框ABCD從圖示位置開始沿水平向右方向以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，在下圖中線框A、B兩端電壓UAB與線框移動距離的關系圖象正確的是（）【例題】如圖（甲）所示，兩光滑導軌都由水平、傾斜兩部分圓滑對接而成，相互平行放置，兩導軌相距Llm ，傾斜導軌與水平面成30°角，傾斜導軌的下面部分處在一垂直斜面的勻強磁場區(qū)I中，I區(qū)中磁場的磁

23、感應強度B1隨時間變化的規(guī)律如圖（乙）所示，圖中t1、t2未知。水平導軌足夠長，其左端接有理想電流表A和定值電阻R3，水平導軌處在一豎直向上的勻強磁場區(qū)中，區(qū)中的磁場恒定不變，磁感應強度大小為B21T ，在t0時刻，從斜軌上磁場I 區(qū)外某處垂直于導軌水平釋放一金屬棒ab，棒的質(zhì)量m ，電阻r2，棒下滑時與導軌保持良好接觸，棒由斜軌滑向水平軌時無機械能損失，導軌的電阻不計。若棒在斜面上向下滑動的整個過程中，靈敏電流計G的示數(shù)大小保持不變，t2時刻進入水平軌道，立刻對棒施一平行于框架平面沿水平方向且與桿垂直的外力。（g取10m/s2）求：（l）ab 棒進入磁場區(qū)I 時的速度v； （2）磁場區(qū)I在沿

24、斜軌方向上的寬度d；（3）棒從開始運動到剛好進入水平軌道這段時間內(nèi)ab棒上產(chǎn)生的熱量；（4）若棒在t2時刻進入水平導軌后，電流計G的電流大小I隨時間t變化的關系如圖（丙）所示（I0未知），已知t2到t3的時間為0.5s，t3到t4的時間為1s，請在圖（?。┲凶鞒鰐2到t4時間內(nèi)外力大小F隨時間t變化的函數(shù)圖像。的與時間的關系式，代入上面的式子可以得到，畫在坐標系里。五、法拉第圓盤發(fā)電機*法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象之后不久，他又利用電磁感應發(fā)明了世界上第一臺發(fā)電機法拉第圓盤發(fā)電機。這臺發(fā)電機構(gòu)造跟現(xiàn)代的發(fā)電機不同，在磁場中轉(zhuǎn)動的不是線圈，而是一個紫銅做的圓盤。圓心處固定一個搖柄，圓盤的邊緣和圓心處

25、各與一個黃銅電刷緊貼，用導線把電刷與電流表連接起來；紫銅圓盤放置在蹄形磁鐵產(chǎn)生的磁場中。當法拉第轉(zhuǎn)動搖柄，使紫銅圓盤旋轉(zhuǎn)起來時，電流表的指針偏向一邊，這說明電路中產(chǎn)生了持續(xù)的電流。法拉第圓盤發(fā)電機是怎樣產(chǎn)生電流的呢？我們可以把圓盤看作是由無數(shù)根長度等于半徑的紫銅輻條組成的，在轉(zhuǎn)動圓盤時，每根輻條都做切割磁感線的運動。輻條和外電路中的電流表恰好構(gòu)成閉合電路，電路中便有電流產(chǎn)生了。隨著圓盤的不斷旋轉(zhuǎn)，總有某根輻條到達切割磁感線的位置，因此外電路中便有了持續(xù)不斷的電流。如上圖二所示，O為電源的正極，A為電源的負極，且O點的電勢高于A點的電勢。拓展：若圓盤不動，垂直于圓盤施加一變化的磁場，同理我們可以

26、把圓盤看做是由無數(shù)根長度等于半徑的紫銅輻條組成的，這樣紫銅輻條與外電路就構(gòu)成了無數(shù)個閉合回路。由于磁場是變化的，所以這些閉合回路中的磁通量發(fā)生了改變，因此電路中也會有感應電流產(chǎn)生?！纠}】如右圖所示是世界上早期制作的發(fā)電機及電動機的實驗裝置，A盤和B盤分別是兩個可繞固定轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的銅盤，實驗時用導線將A盤的中心和B盤的邊緣連接起來，用另一根導線將B盤的中心和A盤的邊緣連接起來當A盤在外力作用下轉(zhuǎn)動起來時，B盤也會轉(zhuǎn)動則下列說法中正確的是( )A不斷轉(zhuǎn)動A盤使得銅盤沿徑向排列的無數(shù)根銅條做切割磁感線運動，產(chǎn)生感應電動勢并獲得持續(xù)電流B不斷轉(zhuǎn)動A盤使得銅盤盤面上無數(shù)個同心圓環(huán)中的磁通量發(fā)生變化，產(chǎn)生

27、感應電動勢并獲得持續(xù)電流C俯視當A盤順時針轉(zhuǎn)動時，B盤逆時針轉(zhuǎn)動，A盤中心的電勢比盤邊緣高D俯視當A盤順時針轉(zhuǎn)動時，B盤也順時針轉(zhuǎn)動，A盤中心的電勢比盤邊緣低六、自感電動勢自感現(xiàn)象：當線圈中的電流發(fā)生變化時，它所激發(fā)的磁場穿過該線圈自身的磁通量也隨之變化，從而在該線圈自身產(chǎn)生感應電動勢的現(xiàn)象，稱為自感現(xiàn)象，這樣產(chǎn)生的感應電動勢，稱之為自感電動勢?！纠}】制作精密電阻時，為了消除在使用中由于電流變化而引起的自感現(xiàn)象，用電阻絲繞制電阻時采用如圖所示的雙線繞法，其原理是 （ ）A.電路中電流變化時，兩根線中產(chǎn)生的自感電動勢互相抵消。B.電路中電流變化時，兩根線中產(chǎn)生的自感電流相互抵消。C.電路中電流

28、變化時，兩根線中電流產(chǎn)生的磁場相互抵消，合磁場穿過線圈的磁通量為零。D.以上說法均不正確。答案：C【例題】如下圖所示是測定自感系數(shù)很大的線圈L的直流電阻的電路，L兩端并聯(lián)一只電壓表,用來測量自感線圈的直流電壓，在測量完畢后,將電路解體時應 （ ）A、先斷開S1 B、先斷開S2C、先拆除電流表 D、先拆除電阻R解析：因為線圈L的自感系數(shù)很大，所以在斷開的瞬間，L中會產(chǎn)生很大的自感電動勢，若此時是閉合的，則可能將電壓表燒壞，故應該先斷，答案：B電感線圈注意：電感線圈的電流不能突變。1、恒定直流電中的電感線圈規(guī)律總結(jié)：自感電動勢僅僅是減緩了原電流的變化，不會阻止原電流的變化或逆轉(zhuǎn)原電流的變化，原電流

29、最終還是要增加到穩(wěn)定值或減小到零。在開關接通的瞬間電感線圈相當于斷路，然后逐漸增加到穩(wěn)定值；在開關斷開的瞬間電路中的電流為原值，然后逐漸減小到零?！纠}】如右圖所示，L是自感系數(shù)很大的線圈，但其自身的電阻幾乎為零。A和B是兩個相同的小燈泡。（1）當開關S由斷開變?yōu)殚]合時，A、B兩個燈泡的亮度將如何變化。（2）當開關S由閉合變?yōu)閿嚅_時，A、B兩個燈泡的亮度又將如何變化。【例題】如下圖所示，L是自感系數(shù)很大的線圈，但其自身的電阻幾乎為零。燈泡的電阻為，定值電阻的阻值為，則當開關S由閉合變?yōu)閿嚅_時，燈泡的亮度將如何變化？2、非恒定直流電中的電感線圈：電感線圈將總是阻礙電路中電流的變化。3、交變電流中

30、的電感線圈：電感線圈將總是阻礙電路中電流的變化總結(jié)：電感線圈的性質(zhì)：“通直流，阻交流”、“通低頻，阻高頻”。應用：日光燈的工作原理*1、日光燈的構(gòu)造日光燈電路由燈管、鎮(zhèn)流器、啟輝器以及電容器等部件組成，各部件的結(jié)構(gòu)和工作原理如下。I、燈管日光燈管是一根玻璃管，內(nèi)壁涂有一層熒光粉（鎢酸鎂、鎢酸鈣、硅酸鋅等），不同的熒光粉可發(fā)出不同顏色的光。燈管內(nèi)充有稀薄的惰性氣體（如氬氣）和水銀蒸氣，燈管兩端有由鎢制成的燈絲，燈絲涂有受熱后易于發(fā)射電子的氧化物。II、鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器是與日光燈管相串聯(lián)的一個元件，實際上是繞在硅鋼片鐵心上的電感線圈，其感抗值很大。鎮(zhèn)流器的作用是：限制燈管的電流；產(chǎn)生足夠的自感電動勢，

31、使燈管容易放電起燃。鎮(zhèn)流器一般有兩個出頭，但有些鎮(zhèn)流器為了在電壓不足時容易起燃，就多繞了一個線圈，因此也有四個出頭的鎮(zhèn)流器。III、啟輝器啟輝器是一個小型的輝光管，在小玻璃管內(nèi)充有氖氣，并裝有兩個電極。其中一個電極是用線膨脹系數(shù)不同的兩種金屬組成（通常稱雙金屬片），冷態(tài)時兩電極分離，受熱時雙金屬片會因受熱而變彎曲，使兩電極自動閉合。2、日光燈的啟輝過程當開關接通的時候，電源電壓立即通過燈管燈絲加到啟輝器的兩極。220伏的電壓立即使啟輝器內(nèi)的惰性氣體電離，產(chǎn)生輝光放電。 這個過程的熱量使雙金屬片受熱膨脹，因為動靜觸片的膨脹系數(shù)不同，U形動觸片膨脹伸長，與靜觸片接觸而接通電路。電流從電源一端流向鎮(zhèn)

32、流器燈絲啟輝器燈絲電源的另一端構(gòu)成通路。這時，由于啟輝器兩極閉合，兩極間電壓為零，啟動器中的氖氣停止導電，輝光放電消失，導致管內(nèi)溫度下降，U形動觸片冷卻收縮，兩觸片分離，電路自動斷開。在兩極斷開的瞬間，電路電流突然切斷，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生很大的自感電動勢，與電源電壓疊加后作用于燈管兩端。燈絲受熱時發(fā)射出大量電子，在燈管兩端高電壓作用下，以極大的速度由低電勢端向高電勢端運動。在加速運動的過程中，碰撞管內(nèi)氬氣分子，使之迅速電離。氬氣電離生熱，熱量使水銀產(chǎn)生蒸氣，隨之水銀蒸氣也被電離，并發(fā)出強烈的不可見的紫外線，紫外線激發(fā)燈管內(nèi)壁的熒光粉后發(fā)出可見光。正常工作時，燈管兩端的電壓較低（40瓦燈管的兩端電壓約為

33、110伏，20瓦的燈管的兩端電壓約為60伏），此電壓不足以使啟輝器再次產(chǎn)生輝光放電。因此，啟輝器僅在啟輝過程中起作用，一旦啟輝完成，便處于斷開狀態(tài)?？偨Y(jié)：I、日光燈啟動時要瞬時高壓，而正常工作時需低壓。II、鎮(zhèn)流器在啟動時提供瞬時電壓，正常工作時相當于電阻起降壓限流的作用。III、啟輝過程實質(zhì)是接通與再斷開的過程，故可人為地采用多種方法來替代這一啟輝過程。IV、啟輝器的啟輝過程利用了溫度傳感器的雙金屬片原理。V、白熾燈是純電阻，而日光燈是非純電阻。七：反電動勢 電動機轉(zhuǎn)動時，線圈中也會產(chǎn)生感應電動勢，這一感應電動勢總是消弱電源電動勢的作用，我們把這一電動勢叫反電動勢。它的作用是阻礙線圈的轉(zhuǎn)動。八：互感電動勢兩個靠的比較近的線圈之間并沒有相連，但一個線圈中的電流變化時，所產(chǎn)生的變化磁場會在另一個線圈中產(chǎn)生感應電動勢，這種現(xiàn)象叫互感現(xiàn)象，這種感應電動勢叫互感電動勢?！纠}】如下