电磁感应、自感
1、理解电磁感应现象的原理，在电学问题中熟练运用左、右手定则判断方向 2、理解磁通量和产生感应电流的条件 3、会利用右手定则判断感应电流的方向
4、理解楞次定律的内容，会用楞次定律判断感应电流的方向，体会物理规律的作用 5、掌握两个计算感应电动势的公式 6、了解自感、涡流的原因
自感现象
1、自感现象
（1）当闭合回路的导体中的电流发生变化时，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化。这种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。
通电自感和断电自感
LA1A2SLRLALBR1
S （2）实质：由于回路中流过导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象。
（3）电流变化特点：由于感应电流总是阻碍线圈中自身电流的增大或减小，故其本身的电流的增大或减小总表现为一种“延缓”效应。即电流变化的同时产生影响导体中电流变化的因素，此瞬时电流不会发生突变，而是较慢地达到那种变化。
2、自感系数
（1）不同的线圈在电流变化快慢相同的情况下，产生的自感电动势不同；在电学中，用自感系数来描述线圈的这种特性。用符号“L”表示。
（2）决定因素：线圈的横截面积越大、线圈越长、单位长度上的线圈匝数越多，自感系数越大；有铁芯比无铁芯时自感系数要大得多。
（3）单位：享利，简称“享”，符号“H”。常用的有毫享（mH）和微享（μH）。1H＝103mH＝106μH （4）物理意义：表征线圈产生自感电动势本领的大小。数值上等于通过线圈的电流在1s内改变1A时产生的自感电动势的大小。
3、自感现象的应用和防止
（1）应用：如日光灯电路中的镇流器，无线电设备中和电容器一起组成的振荡电路等。利用自感现象，可以适当地增大自感系数。
（2）危害及防止：在自感系数很大而电流又很强的电路中，切断电路的瞬时，会因产生很高的自感电动势而出现电弧，从而危及工作人员和设备的安全，此时可用特制的安全开关。制作精密电阻时，采用双线绕法，防止自感现象的发生、减小因自感而造成的误差。也可以通过阻断形成自感所必需的通路或设法减小自感系数来减少自感的危害。
（二）日光灯原理
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启动器灯管镇流器~220v
1、启动器：基本结构如图所示，它是利用氖管内的氖气放电产生辉光的热效应和双金属片的热学特征，起着自动把电路接通或断开的作用，相当于一个自动开关。
2、镇流器：镇流器是一个带铁芯的线圈，自感系数很大。在日光灯点燃时，利用自感现象，产生瞬时高压加在灯管两端，促使灯管里的低压汞蒸气放电，形成闭合电路；在日光灯正常工作时，利用自感现象，起着降压限流的作用。
3、日光灯的工作原理：电路结构如图所示，当开关接通时，由于灯管里气体受激发导电时需要比220V高得多的电压，此时灯管并没有通电；电压加在启动器两端，当启动器两触片间的电压增加到某一数值时，启动器里的氖气放电而发出辉光，产生的热量使启动器里U形动触片膨胀张开，跟静触片接触而把电路导通，于是镇流器的线圈和日光灯的灯丝就有电流通过，电路导通后，启动器中两触片间的电压为零，启动器里的氖气停止放电，不产生辉光，U形动触片冷却缩回，电路自动断开。
电路断开的瞬间，由于镇流器中的电流急剧减小，会产生很大的自感电动势，其方向与原先电流方向相同，即与原先加在灯管两端的电压方向相同。这个电动势与原电压加在一起形成了一个瞬时高压，加在灯管两端，使灯管中的气体开始放电导通，气体放电时产生的紫外线打到涂有荧光粉的管壁上，发出柔和的白光。
当日光灯正常工作时，灯管的电阻变得很小，只允许通过不大的电流。日光灯使用的是交变电流，其大小和方向都在不断变化。镇流器中的线圈会产生一个自感电动势，阻碍电流的变化。这时，镇流器起着降压限流的作用
类型题： 自感现象的应用 【例题1】如图（下左）所示，电阻R1=3Ω，R2=6Ω，线圈的直流电阻不计，电源电动势E=5V，内阻r=1Ω。开始时，开关S闭合，则（ ）
A、断开S前，电容器所带电荷量为零 B、断开S前，电容器两端的电压为10/3V C、断开S的瞬间，电容器a板带上正电 D、断开S的瞬间，电容器b板带上正电
ALE
BS 【例题2】如图（上右）所示，电路中A、B是规格相同的灯泡，L是电阻可忽略不计的电感线圈，那么（ ） A、合上S，A、B一起亮，然后A变暗后熄灭 B、合上S，B先亮，A逐渐变亮，最后A、B一样亮 C、断开S，A立即熄灭，B由亮变暗后熄灭 D、断开S，B立即熄灭，A闪亮一下后熄灭
【例题3】在生产实际中，有些高压直流电路中含有自感系数很大的线圈，当电路中的开关S由闭合到断开时，线圈会产生很高的自感电动势，使开关S处产生电弧，危及操作人员的人身安全。 为了避免电弧的产生，可在线圈处并联一个元件，在如图所示的方案中可行的是（ ）
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LLDLLD?C?高压直流S??高压直流S??高压直流S??高压直流S A、 B、 C、 D、
【例题4】在研究自感现象的实验中，用两个完全相同的灯泡a、b分别与自感系数很大的自感线圈L和定值电阻R组成如图（下左）所示的电路（自感线圈的直流电阻与定值电阻R的阻值相等），闭合开关S达到稳定后两灯均可以正常发光。 关于这个实验下面的说法中正确的是（ ）
A、闭合开关的瞬间，通过a灯和b灯的电流相等 B、闭合开关后，a灯先亮，b灯后亮 C、闭合开关，待电路稳定后断开开关，a、b两灯过一会同时熄灭 D、闭合开关，待电路稳定后断开开关，b灯先熄灭，a灯后熄灭
abLKRL1L2abc
【例题5】如图（上右）所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计。开关K从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有（ ）
A、a先变亮，然后逐渐变暗 B、b先变亮，然后逐渐变暗 C、c先变亮，然后逐渐变暗 D、b、c都逐渐变暗
【例题6】如图（下左）所示，当开关S接通后，通过线圈L的电流方向是__________，（填“从a到b”或“从b到a”，下同），通过灯泡LA的电流方向是__________；开关S断开的瞬间，通过线圈L的电流方向是___________，通过灯泡LA的电流方向是___________。
aLbRLASLBERLS 【例题7】如图（上右）所示，是用于观察自感现象的电路，设线圈的自感系数较大，线圈的直流电阻RL
与小灯泡的电阻R满足R L＜R。则在开关S由闭合到断开瞬间，可以观察到（ ）
A、灯泡立即熄灭 B、灯泡逐渐熄灭，不会闪烁
C、灯泡有明显的闪烁现象 D、灯泡会逐渐熄灭，但不一定有闪烁现象 类型题： 日光灯原理 【例题8】如图所示为日光灯示教电路，L为镇流器，S为启动器，下列操作中，观察到的正确现象是（ ） A、接通K1，K2接a，K3断开，灯管正常发光
B、灯管正常发光时，将K2由a迅速接到b，灯管将不再正常发光
C、断开K1、K3，令K2接b，待灯管冷却后再接通K1，可看到S闪光，灯管不能正常发光 D、取下S，令K2接a，再接通K1、K3，接通几秒后迅速断开K3，灯管可能正常发光
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K3S灯管aLDK2bK1 类型题： 电磁感应结合闭合电路的欧姆定律 【例题9】如图所示，直角三角形导线框abc固定在匀强磁场中，ab是一段长为l、电阻为R的均匀导线，ac和bc的电阻可不计，ac长度为为
ll。磁场的磁感应强度为B，方向垂直于纸面向里。现有一段长度为、电阻22R的均匀导体杆MN架在导线框上，开始时紧靠ac，然后沿ab方向以恒定速度v向b端滑动。滑动中始终与2lac平行并与导线框保持良好接触。当MN滑过的距离为时，导线ac中的电流是多大？方向如何？
3aMbcNB
【例题10】如图（a）所示的螺线管的匝数n=1500，横截面积S=20cm2，电阻r=1.5Ω，与螺线管串联的外电阻R1=1.0Ω，R2=3.5Ω。若穿过螺线管的磁场的磁感应强度按图（b）所示的规律变化，计算R1上消耗的电功率。
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类型题： 电磁感应与电路中电量的计算 【例题11】如图所示，平行导轨P、Q相距为d，两端分别接有阻值为R的电阻和电容为C的电容器；磁感应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，方向如图；直导线aO的一端与导轨Q在O点相连，aO长为2d，开始aO与平行导轨垂直，当它以角速度ω顺时针方向转过600时，上端与导轨P分离（aO绕O转动时，保持与导轨P有良好接触），不考虑导轨P、Q与直导线aO的电阻。试分析计算：整个过程中有多少电荷量通过电阻R ？ a?PRCO
Q
【例题12】如图所示，空间存在垂直于纸面的均匀磁场，在半径为a的圆形区域内、外，磁场方向相反，磁感应强度的大小均为B。一半径为b，电阻为R的圆形导线环放置在纸面内，其圆心与圆形区域的中心重合。在内、外磁场同时由B均匀地减小到零的过程中，通过导线截面的电量Q=_________。
类型题： 电磁感应与电路中的动力学问题 ba【例题13】如图甲所示，两根足够长的直金属导轨MN、PQ平行放置在倾角为?的绝缘斜面上，两导轨间距为L。M、P两点间接有阻值为R的电阻，一根质量为m的均匀直金属杆ab放在两导轨上，并与导轨垂直，整套装置处于磁感应强度为B的匀强磁场中，磁场方向垂直斜面向下。导轨和金属杆的电阻可忽略，让ab杆沿导轨由静止开始下滑，导轨和金属杆接触良好，不计它们之间的摩擦。
（1）由b向a方向看到的装置如图乙所示，请在此图中画出ab杆下滑过程中某时刻的受力示意图； （2）在加速下滑过程中，当ab杆的速度大小为v时，求此时ab杆中的电流及其加速度的大小； （3）求在下滑过程中，ab杆可能达到的速度最大值。
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