第9章第2节 法拉第电磁感应定律 自感(3)

2020-02-22 14:36

电自感两种。

②电感线圈对变化的电流只是起到一种“阻碍电流变化”的作用,最终还是要达到“该达到的状态”,只是使该过程的时间“拉长”,通过做题要反复的理解这一点。

[例题4]如图10-2-11所示,a、b灯分别标有“36V 40W”和“36V 25W”,闭合电键,调节R,使a、b都正常发光。这时断开电键后重做实验:电键闭合后看到的现象是什么?稳定后那只灯较亮?再断开电键,又将看到什么现象?

a b 10-2-11 R 解析:重新闭合瞬间,由于电感线圈对电流增大的阻碍作用,a将慢慢亮起来,而b立即变亮。这时L的作用相当于一个大电阻;稳定后两灯都正常发光,a的额定功率大,所以较亮。这时L的作用相当于一只普通的电阻(就是该线圈的内阻);断开瞬间,由于电感线圈对电流减小的阻碍作用,通过a的电流将逐渐减小,a渐渐变暗到熄灭,而abRL组成同一个闭合回路,所以b灯也将逐渐变暗到熄灭,而且开始还会闪亮一下(因为原来有Ia>Ib),并且通过b的电流方向与原来的电流方向相反。这时L的作用相当于一个电源。(若将a灯的额定功率小于b灯,则断开电键后b灯不会出现“闪亮”现象。)

【变式训练4】如图10-2-12所示,A、B是两个完全相同的白炽灯泡,L时是直流电阻不计的电感线圈,如果断开开关s1,而闭合开关s2,A、B两灯都能同样发光。最初开关s1是闭合的,而s2是断开的,则可能出现的情况是

10-2-12

A.刚闭合s2时,A灯立即发光,而B灯则延迟一段时间才发光 B.刚闭合s2时,电感线圈L中的电流为零

C.闭合s2以后,A灯立即发光并最终达到稳定,B灯则由亮变暗直到熄灭

D.闭合s2一段时间后,再断开s2时,A灯立即熄灭,而B灯是亮一下再熄灭

解析:在闭合开关s2的瞬间,A、B两灯虽然都立即发光,但由于电感线圈L对交变电流的阻碍作用,开始时电感线圈L中的电流几乎为零,此时B灯是最亮的。随着电路中

的电流趋于稳定,电感线圈L对电流的阻碍作用越来越小,通过B灯的电流随之越来越小,其亮度逐渐变暗,最终的结果是电感线圈L将B灯短路,即B灯熄灭,与此同时,电路中的电流达到稳定,A灯的亮度也同时达到了稳定。所以选项B、C均正确。闭合s2一段时间后,再断开s2时,回路中通过A灯的电流立即变为零,所以A灯立即熄灭,而由于这时B灯和电感线圈L由组成一个新的闭合电路,电感线圈L这时所起的作用是阻碍本身电流的减小,使得这个新的闭合电路中的电流只能从原来线圈L中的电流逐渐变小,不会立即消失,所以 B灯会亮一下再熄灭,选项D也是正确的。

故,本题的答案为BCD。

四、考能训练

A 基础达标

1. (2009山东临沂高三质量检测)物理实验中,常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量.如10-2-13图所示,将探测线圈与冲击电流计G串联后测定磁场的磁感应强度.已知线圈的匝数为n,面积为S,线圈与冲击电流计组成的回路总电阻为R.将线圈放在被测匀强磁场中,开始时线圈平面与磁场垂直,现把探测线圈翻转180°,测出通过线圈的电荷量为q.由上述数据可得出被测磁场的磁感应强度为( )

A.qR/S B.qR/nS C.qR/2nS D.qR/2S

2.(08·全国Ⅱ·21)如图10-2-14,一个边长为l的正方形虚线框内有垂直于纸面向里的匀强磁场; 一个边长也为l的正方形导线框所在平面与磁场方向垂直; 虚线框对角线ab与导线框的一条边垂直,ba的延长线平分导线框.在t=0时, 使导线框从图示位置开始以恒定速度沿ab方向移动,直到整个导线框离开磁场区

域.以i表示导线框中感应电流的强度,取逆时针方向为正.下列表示i-t关系的图示10-2-15中,可能正确的是( )

b 10-2-14 a 10-2-13

10-2-15

3.两根平行的长直金属导轨,其电阻不计,导线ab、cd跨在导轨上且与导

10-2-16

轨接触良好,如图所示,ab的电阻大于cd的电阻,当d在外力F1,(大小)的作用下,匀速向右运动时,ab在外力F2(大小)作用下保持静止,那么在不计摩擦力的情况下(Uab、Ucd是导线与导轨接触处的电势差)( ) A.F1>F2,Uab>Ucd B.F1<F2,Uab=Ucd C.F1=F2,Uab>Ucd D.F1=F2, Uab=Ucd

4.如图10-2-17所示,线圈由A位置开始下落,若它在磁场中受到的磁场力总小于重力,则在A、B、C、D四个位置(B、D位置恰好线圈有一半在磁场中)时加速度的关系为( )

A、aA>aB>aC>aD B、aA=aC>aB>aD C、aA=aC>aD>aB D、aA=aC>aB=aD

5.如图10-2-18所示,金属三角形导轨COD上放有一根金属棒MN.拉动MN,使它以速度v向右匀速运动,如果导轨和金属棒都是粗细相同的均匀导体,电阻率都相同,那么在MN运动的过程中,闭合回路的?( )

①感应电动势保持不变? ②感应电流保持不变? ③感应电动势逐渐增大? ④感应电流逐渐增大? 以上判断正确的是? A.①② B.③④ C.②③ D.①④?

6.如图10-2-19所示,U形线框abcd处于匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向内.长度为L的直导线MN中间串有一个电压表跨接在ab与cd上且与ab垂直,它们之间的接触是完全光滑的.R为电阻,C为电容器.现令MN以速度v向右

10-2-19

10-2-18 10-2-17

匀速运动,用U表示电压表的读数,q表示电容器所带电量,C表示电容器电容,F表示对MN的拉力.设电压表体积很小,其中线圈切割磁感线对MN间的电压的影响可以忽略不计.则( )

A.U=BLv0 F=v0B2L2/R? B.U=BLv0 F=0? C.U=0 F=0?

D.U=q/C F=v0B2L2/R?

7.图10-2-20中PQRS是一个正方形的闭合导线框,MN为一个匀强磁场的边界,磁场方向垂直于纸面向里,如果线框以恒定的速度沿着PQ方向向右运动,速度方向与MN边界成45°角,在线框进入磁场的过程中?

A.当Q点经过边界MN时,线框的磁通量为零,感应电流最

10-2-20

大?

B.当S点经过边界MN时,线框的磁通量最大,感应电流最大?

C.P点经过边界MN时跟F点经过边界MN时相比较,线框的磁通量小,感应电流大 D.P点经过边界MN时跟F点经过边界MN时相比较,线框的磁通量小,感应电流也小

8.如图10-2-21所示,AB是两个同心圆,半径之比RA∶RB=2∶1,AB是由相同材料,粗细一样的导体做成的,小圆B外无磁场,B内磁场的变化如图所示,求AB中电流大小之比(不计两圆中电流形成磁场的相互作用). 10-2-21


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