9-3电磁感应中的电路问题自感与涡流考点+重点+方法

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1、第三课时电磁感应中的电路问题自感与涡流考点剖析【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

2、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

3、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

4、的电流立即达到最大，由于线圈的自感作用，-5-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

5、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

6、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。-5-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，其余问题为电路分析及闭合电路欧姆定律的应用。解此类问题的基本思路是：①明确哪一部分电路产生感应电动势，则这部分电路就是等效电源。②正确分析电路的结构，画出等效电路图。③结合有关的电

7、路规律建立方程求解。【例1】（2007年高考天津理综卷24．）两根光滑的长直金属导轨MN、M′N′平行置于同一水平面内，导轨间距为l，电阻不计，M、M′处接有如图所示的电路。电路中各电阻的阻值均为R，电容器的电容为C。长度也为l、阻值同为R的金属棒ab垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B、方向竖直向下的匀强磁场中。ab在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab运动距离为s的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q。求：（1）ab运动速度v的大小；（2）电容器所带的电荷量q。导示：（1）设ab上产生