高中物理自感与电磁感应的图象问题
专题51 电磁感应图象问题-高三物理高考
（2020·云南省高三二模）如图甲所示，一个边长为 a，不变形的正方形线圈固定在纸面内，线圈每单位 长度的电阻为 r，它的一半处在磁场中，磁场的方向与线圈平面垂直，磁感应强度的大小 B 随时间 t 变化 的关系如图乙所示。则 0~t2 时间间隔内（ ）
A．在 t1 时刻，线圈中感应电流的方向发生改变 B．在 t1 时刻，线圈所受安培力的方向发生变化
1．（2019·江苏省南京师范大学附属中学高三 5 月模拟）如图所示，一等腰三角形闭合金属框架置于与匀强 磁场方向垂直的平面内，其底边与磁场右边界平行，在把框架从磁场中水平向右匀速拉出磁场的过程 中，下列关于拉力 F 随框架顶点离开磁场右边界距离 x 变化的图象中，正确的是
A．
B．
C．
D．
【答案】D
D．图
D
是穿过线圈的磁通量
随时间变化的图像，由
E
n
t
可知，穿过线圈的磁通量的变化快慢表
示感应电动的大小，那么图 D 所围面积不表示穿过线圈的磁通量变化的快慢，D 错误。
故选 C。
2．如图甲所示，光滑平行金属导轨 MN、PQ 所在平面与水平面成θ角，M、P 两端接一电阻为 R 的定值电
阻，电阻为 r 的金属棒 ab 垂直导轨放置，其他部分电阻不计。整个装置处在磁感应强度大小为 B、方向
应电流方向为逆时针方向，为负值。 I Bv (2L x) ，故选 C。 R
1．（2019·云南师大附中高三月考）（多选）如图所示，固定于光滑水平面上的两根平行金属导轨 MN、PQ 左端接有电阻 R，一质量为 m、电阻不计的导体棒跨接在导轨上，形成闭合回路，该空间有竖直向上的 匀强磁场。现让 ab 以初速度 v0 开始沿导轨向右运动，不计摩擦及导轨电阻，下列关于导体的速度随时 间 t 及位移 x 变化的图象可能正确的是
高中物理自感与电磁感应的图象问题
高中物理自感与电磁感应的图象问题1、自感现象（1）实验电路图1为通电自感实验，图2为断电自感实验。
说明：图1中调节R后使两灯泡亮度相同。
在图2中流过线圈l的电流大于流过灯泡L的电流，即。
（2）实验现象在图1中，闭合开关S，灯泡立刻正常发光，而跟线圈L串联的灯泡却是逐渐亮起来。
在图1中，断开开关S，灯泡L并非立即熄灭，而是过一会才逐渐熄灭。
（3）实验分析①现象分析：上述两种实验电路中有一个共同点，那就是闭合开关或断开开关时，流过线圈的电流都发生了变化。
概念：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。
说明：自感现象是一种特殊的电磁感应现象。
在断电自感实验中，S断开前后，流过灯泡L的电流方向相反。
②本质分析：由法拉第电磁感应定律知道，穿过线路的磁通量发生变化时，线路中就产生感应电动势。
在自感现象中，由于流过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化而产生自感电动势。
注意：在图1中，通电时产生的自感电动势阻碍线圈的电流增加，故逐渐亮起来；在图2中断电时产生的电动势阻碍线圈的电流减小，当S断开后，灯泡L和线圈l组成了新的闭合电路，自感电动势所提供的电流方向和线圈中原来的电流方向相同，但流过L的电流方向却和原来相反。
小结：自感电动势的作用：总是阻碍导体中原电流的变化，即总是起着推迟电流变化的作用。
2、自感电动势与自感系数（1）自感电动势在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。
其作用是阻碍导体本身电流的变化。
表达式：。
即自感电动势与电流的变化率成正比。
其中L为自感系数。
（2）自感电动势的方向自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化，当原来电流增大时，自感电动势与原来电流方向相反；当原来电流在减小时，自感电动势与原来电流方向相同。
（3）自感系数L①自感系数简称自感或电感，不同的线圈，在电流变化相同的条件下，产生的自感电动势不同，电学中用自感系数来表示线圈的这种特性。
②线圈的长度越长，线圈的面积越大，单位长度上匝数越多，线圈的自感系数越大。
自感现象 图象问题
如图所示，S为起动器，L为镇流器，其中日 光灯的接线线路图正确的是（ ）
电磁感应中的图象问题
电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量Φ、感 应电动势ε和感应电流I随时间t变化的图象，有时还 会涉及到感应电动势ε和感应电流I随线圈位移x变化 的图象。
这些图象问题大致可分为两类: (1)由给定的电磁 感应过程选出或画出正确的图象；(2)由给定的有关 图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量。
自感系数由线圈本身的特性决定。线圈越粗、 越长，单位长度上的匝数越多，自感系数就越大， 有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。
⑸日光灯电路： 起动器的作用是自动把电路接通和断开， 镇流器的作用 提供高压 和 降压限流。
如图所示，D1和D2是两个相同的灯泡，L是一个 自感系数相当大的线圈，其电阻与R相同，下列说法
自感现象 ห้องสมุดไป่ตู้象问题
一、自感现象及自感电动势
⑴自感现象：由于通过导体本身的电流发生变化
产生的电磁感应现象。 自感现象的两个实验：通电自感
断电自感实验
⑵自感电动势的大小：跟电流的变化率成正比
E L I t
⑶自感电动势的作用：
总是阻碍导体中原电流的变化。但不会阻止原 电流的变化，即电流仍会变化。 ⑷自感系数：
正确的是
（
）
A．线圈L中的电流变化越快，则其自感系数越
大，自感电动势也越大
B．电键S闭合时D1先达最亮，断开时后暗 C．电键S闭合时D2先达最亮，断开时后暗 D．从S闭合到断开，D1和D2始终一样亮
如图所示，（a）、（b）中，R和自感线圈L
的电阻都很小，接通K，使电路达到稳定，灯泡S
发光。下列说法正确的是
一闭合线圈固定在垂直于纸面的匀强磁场中, 设向里为磁感强度B的正方向，线圈中的箭头为 电流I的正方向．如图1所示．已知线圈中感应电 流I随时间变化的图像如图所示，则磁感强度B随 时间变化的图像可能是图2中的
电磁感应图像问题
1．一矩形线圈位于一随时间t变化的匀强磁场内，磁场方向垂 直线圈所在的平面（纸面）向里，如图1所示。磁感应强度B随 t的变化规律如图2所示。以l表示线圈中的感应电流，以图1中线 圈上箭头所示的电流方向为正，则图3中正确的是：
B/T
B 图1
I
o 1 23
I o 1 23
o1
t
45 6
A
234
图2
I
o1
边缘垂直，取逆时针方向的电流为正方向，在穿过磁场
的过程中，线框中产生的感应电流随时间变化的图象是
图2中的 I/A
0.1
I/A
t 0.05
t
0 0.5 1 1.5
0 0.5 1 1.5
-0.05
-0.05
A
B
图1
I/A
I/A
0.05
t 0.05
t
0 0.5 1 1.5
0 0.5 1 1.5 -0.05
垂直纸面向。一边长为20cm的正方形导线框位于纸面
内，以垂直于磁场边界的恒定速度v=20cm/s通过磁场
区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边
界平行。 (以逆时针方向为电流的正方向)取它刚进入磁
场的时刻t=0，在图2所示的图线中，正确反映感应电流
随时间变化规i 律的是
i
v
o 1 23 4 5
40cm i
o 12 34 5
t/s
t/s
o 1234 5
A
i
B
t/s o 1 2 3 4 5
t/s
C
D
2. 如图所示，一闭合直角三角形线框以速度v匀速穿 过匀强磁场区域．从BC边进入磁场区开始计时，到A 点离开磁场区止的过程中，线框内感应电流的情况(以 逆时针方向为电流的正方向)是如下图所示中的
新高考物理考试易错题易错点24电磁感应中的电路和图像问题附答案
易错点24 电磁感应中的电路和图像问题易错总结以及解题方法一、电磁感应中的电路问题处理电磁感应中的电路问题的一般方法1．明确哪部分电路或导体产生感应电动势，该部分电路或导体就相当于电源，其他部分是外电路．2．画等效电路图，分清内、外电路．3．用法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt 或E ＝Blv sin θ确定感应电动势的大小，用楞次定律或右手定则确定感应电流的方向．注意在等效电源内部，电流方向从负极流向正极． 4．运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率等公式联立求解． 二、电磁感应中的电荷量问题闭合回路中磁通量发生变化时，电荷发生定向移动而形成感应电流，在Δt 内通过某一截面的电荷量(感应电荷量)q ＝I ·Δt ＝E R 总·Δt ＝n ΔΦΔt ·1R 总·Δt ＝n ΔΦR 总.(1)由上式可知，线圈匝数一定时，通过某一截面的感应电荷量仅由回路电阻和磁通量的变化量决定，与时间无关．(2)求解电路中通过的电荷量时，I 、E 均为平均值． 三、电磁感应中的图像问题 1．问题类型(1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像． (2)由给定的图像分析电磁感应过程，求解相应的物理量． 2．图像类型(1)各物理量随时间t 变化的图像，即B －t 图像、Φ－t 图像、E －t 图像和I －t 图像． (2)导体做切割磁感线运动时，还涉及感应电动势E 和感应电流I 随导体位移变化的图像，即E －x 图像和I －x 图像．3．解决此类问题需要熟练掌握的规律：安培定则、左手定则、楞次定律、右手定则、法拉第电磁感应定律、欧姆定律等．判断物理量增大、减小、正负等，必要时写出函数关系式，进行分析．【易错跟踪训练】易错类型1：挖掘隐含条件、临界条件不够1．（2021·湖北孝感高中高三月考）如图所示，在天花板下用细线悬挂一个闭合金属圆环，圆环处于静止状态。
上半圆环处在垂直于环面的水平匀强磁场中，规定垂直于纸面向外的方向为磁场的正方向，磁感应强度B 随时间t 变化的关系如图乙所示。
2022届高三物理一轮总复习：电磁感应题型归纳
高考物理总复习电磁感应题型归纳一、电磁感应中的电路及图像问题类型一、根据B t -图像的规律，选择E t -图像、I t -图像电磁感应中线圈面积不变、磁感应强度均匀变化，产生的感应电动势为S B E n n nSk t t φ∆∆===∆∆，磁感应强度的变化率B k t∆=∆是定值，感应电动势是定值， 感应电流E I R r=+就是一个定值，在I t -图像上就是水平直线。
例1、矩形导线框abcd 固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B 随时间变化的规律如图所示。
若规定顺时针方向为感应电流I 的正方向，下列各图中正确的是（ ）【思路点拨】磁感应强度的变化率为定值，感应电动势电流即为定值。
应用楞次定律“增反减同”逐段判断电流的方向，同一个斜率电流方向、大小均相同。
【答案】D 【解析】根据法拉第电磁感应定律，S B E nn t t φ∆∆==∆∆，导线框面积不变，B t∆∆为一定值，感应电动势也为定值，感应电流也为定值，所以A 错误。
0-1s 磁感应强度随时间增大，根据楞次定律，感应电流的方向为逆时针，为负，C 错误。
1-3s 斜率相同即B t ∆∆相同为负，与第一段的B t∆∆大小相等，感应电动势、感应电流大小相等，方向相反，为顺时针方向，为正，所以B 错误，D 正确。
【总结升华】斜率是一个定值，要灵活应用法拉第电磁感应定律（这里定性分析）。
1-3s 可以分段分析判断感应电流的方向，速度太慢，这里充分应用1-2s 和2-3s 是同一个斜率, 感应电动势、感应电流大小相等方向相同，概念清晰，解题速度快。
类型二 选择E t -图像、U t -图像、I t -图像或E －x 图像、U －x 图像和I －x 图像例2、如图所示，一个菱形的导体线框沿着自己的对角线匀速运动，穿过具有一定宽度的匀强磁场区域，已知对角线AC 的长度为磁场宽度的两倍且与磁场边界垂直．下面对于线框中感应电流随时间变化的图象(电流以ABCD 顺序流向为正方向，从C 点进入磁场开始计时)正确的是 ( )【思路点拨】先根据楞次定律判断感应电流的方向，再结合切割产生的感应电动势公式判断感应电动势的变化，从而结合闭合电路欧姆定律判断感应电流的变化．解决本题的关键掌握楞次定律判断感应电流的方向，以及知道在切割产生的感应电动势公式E=BLv中，L为有效长度．【答案】B【解析】线圈在进磁场的过程中，根据楞次定律可知，感应电流的方向为ABCD方向，即为正值，在出磁场的过程中，根据楞次定律知，感应电流的方向为ADCBA，即为负值．在线圈进入磁场的前一半的过程中，切割的有效长度均匀增大，感应电动势均匀增大，则感应电流均匀增大，在线圈进入磁场的后一半过程中，切割的有效长度均匀减小，感应电动势均匀减小，则感应电流均匀减小；在线圈出磁场的前一半的过程中，切割的有效长度均匀增大，感应电流均匀增大，在线圈出磁场的后一半的过程中，切割的有效长度均匀减小，感应电流均匀减小．故B正确，A、C、D错误．故选：B．【变式】一正方形闭合导线框abcd ，边长L=0.1m ，各边电阻为1Ω，bc 边位于x 轴上，在x 轴原点O 右方有宽L=0.1m 、磁感应强度为1T 、方向垂直纸面向里的匀强磁场区域，如图所示，当线框以恒定速度4m/s 沿x 轴正方向穿越磁场区域过程中，下面4个图可正确表示线框进入到穿出磁场过程中，ab 边两端电势差ab U 随位置变化情况的是（ ）【答案】B 【解析】由题知ab 边进入磁场做切割磁感线运动时，据闭合电路知识，3330.344ab BLv U I R R BLv V R =⋅=⋅==，且a 点电势高于b 点电势，同理ab 边出磁场后cd 边进入磁场做切割磁感线运动，10.14ab U BLv V ==，a 点电势高于b 点电势，故B正确，A 、C 、D 错误。
电磁感应中的电路与图像问题-PPT课件
【解析】 (1)把切割磁感线的金属棒看成一个具有内阻为 R，电动势为 E 的电源，两个半圆环看成两个并联电阻，画出 等效电路如右图所示．
等效电源电动势为 E＝BLv＝2Bav
外电路的总电阻为 R 外＝RR＋·RR＝12R 棒上电流大小为 I＝RE总＝122RB＋avR＝43BRav 根据分压原理，棒两端的电压为
3．电磁感应中电路问题的分析步骤 (1)先明确哪部分是电源，哪部分是外电路． (2)再分析外电路是怎样连接的，较复杂的要画出等效电 路． (3)用 E＝nΔΔΦt 或 E＝Blv 计算出感应电动势． (4)最后应用闭合电路的欧姆定律和部分电路欧姆定律，并 结合串、并联电路知识进行电流、电压以及电功率的计算．
例 2 (2011·河南郑州)如图所示，等腰三角形内分布有垂
直于纸面向外的匀强磁场，它的底边在 x 轴上且长为 2L，高为
L.纸面内一边长为 L 的正方形导线框沿 x 轴正方向做匀速直线
运动穿过匀强磁场区域，在 t＝0 时刻恰好位于图中所示的位
置．以顺时针方向为导线框中电流的正方向，在下面四幅图中
UMN＝R外R＋外 R·E＝23Bav (2)圆环和金属棒上消耗的总热功率 P＝IE＝8B32aR2v2
大家学习辛苦了，还是要坚持
继续保持安静
题后反思 (1)有些同学误认为电源两端电压就等于电源电动势，即 UMN＝2Bav.实际上电源两端的电压就是路端电压(外电路的两 端)，并不等于电源电动势．只有在特殊情况下，即内阻 r＝0 时，电源两端电压在数值上才等于电源电动势．此处应引起注 意． (2)除了上面提到的易错点以外，对外电路连接特点搞不清 以及电路计算的基本功不扎实，也是导致错误的常见原因．
电磁感应中的电路与图像问题
一、电磁感应中的电路问题 规律方法
电磁感应中的图像问题
电磁感应中的图象问题教学目标⑴会识图：认识图像，理解图像的物理意义；⑵会作图：依据物理现象、物理过程、物理规律作出图像，且能对图像进行变形或转换；⑶会用图：能用图像分析，用图像描述复杂的物理过程，用图像法来解决物理问题．例1 匀强磁场磁感应强度 B=0.2T ，磁场宽度 L=3m ， 一正方形金属框边长 ab=r=1m ， 每边电阻R=0.2Ω，金属框以v=10m/s 的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图5-1，求：⑴画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流I 随时间t 的变化图线．（要求写出作图的依据）⑵画出ab 两端电压U ab 随时间t 的变化图线．（要求写出作图的依据）例2.如图所示,图中两条平行虚线之间存在匀强磁场,虚线间的距离为l,磁场方向垂直纸面向里.abcd 是位于纸面内的梯形线圈,ad 与bc 间的距离也为l.t=0时刻,bc 边与磁场区域边界重合（如图）.现令线圈以恒定的速度v 沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域.取沿a →b →c →d →a 的感应电流为正,则在线圈穿越磁场区域的过程中,感应电流I 随时间t 变化的图线可能是 （ ）例3矩形导线框abcd 固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直低面向里，磁感应强度B 随时间变化的规律如图所示.若规定顺时针方向为感应电流I 的正方向，图7中正确的是a db c LB图 6例4如图甲所示，由均匀电阻丝做成的正方形线框abcd 的电阻为R ，ab = bc = cd =da = l ．现将线框以与ab 垂直的速度v 匀速穿过一宽度为2l 、磁感应强度为B 的匀强磁场区域，整个过程中ab 、cd 两边始终保持与边界平行．令线框的cd 边刚与磁场左边界重合时t ＝0，电流沿abcda 流动的方向为正．（1）求此过程中线框产生的焦耳热．（2）在图乙中画出线框中感应电流随时间变化的图象．（3）在图丙中画出线框中a 、b 两点间电势差Uab 随时间t 变化的图象．例5．如图所示，竖直放置的螺线管与导线abcd 构成回路，导线所围区域内有一垂直纸面向里的匀强磁场，螺线管下方水平桌面上有一导体圆环，导线abcd 所围区域内磁场的磁感应强度按12-9图中哪一种图线随时间变化时，导体圆环将受到向上的磁场力？ ( )例6有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及轨道的电阻皆可忽略不计，R=1.0 Ω；整个装置处于磁感应强度B=0.5 Ｔ的匀强磁场中，磁场方向垂直轨道面向下.现在一外力F 沿轨道方向拉杆，使之做匀加速运动，测得力F 与时间t 的关系如图9所示.求杆的质量m 和加速度a.2ll a v dc b 图甲u ab t图丙0 i t 图乙电磁感应中的图象问题1、如图，平行正对的两金属圆环A 、B ，在A 中通以图示的交流电时，下列说法中正确的是( )A ．在0——t 1的时间内，两环间有吸引力B ．在t 1时刻，两环间作用最大C ．在t2时刻，两环间作用为D ．在t2——t3的时间内，两环间有排斥力2.如图所示，矩形线框abcd 从某处自由下落h 的高度后，进入与线框平面垂直的区域足够大的匀强磁场，从bc 边刚进入磁场到ad 边也进入磁场的过程中，线框内的感应电流随时间变化的图象可能是( )3.A 是一边长为L 的方形线框，电阻为R 。
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1、自感现象
（1）实验电路
图1为通电自感实验，图2为断电自感实验。
说明：图1中调节R后使两灯泡亮度相同。
在图2中流过线圈l的电流大于流过灯泡L的电流，即。
（2）实验现象
在图1中，闭合开关S，灯泡立刻正常发光，而跟线圈L串联的灯泡却是逐渐亮起来。
在图1中，断开开关S，灯泡L并非立即熄灭，而是过一会才逐渐熄灭。
（3）实验分析
①现象分析：
上述两种实验电路中有一个共同点，那就是闭合开关或断开开关时，流过线圈的电流都发生了变化。
概念：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。
说明：自感现象是一种特殊的电磁感应现象。
在断电自感实验中，S断开前后，流过灯泡L的电流方向相反。
②本质分析：
由法拉第电磁感应定律知道，穿过线路的磁通量发生变化时，线路中就产生感应电动势。
在自感现象中，由于流过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化而产生自感电动势。
注意：在图1中，通电时产生的自感电动势阻碍线圈的电流增加，故逐渐亮起来；在图2中断电时产生的电动势阻碍线圈的电流减小，当S断开后，灯泡L和线圈l组成了新的闭合电路，自感电动势所提供的电流方向和线圈中原来的电流方向相同，但流过L的电流方向却和原来相反。
小结：自感电动势的作用：总是阻碍导体中原电流的变化，即总是起着推迟电流变化的作用。
2、自感电动势与自感系数
（1）自感电动势
在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。
其作用是阻碍导体本身电流的变化。
表达式：。
即自感电动势与电流的变化率成正比。
其中L为自感系数。
（2）自感电动势的方向
自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化，当原来电流增大时，自感电动势与原来电流方向相反；当原来电流在减小时，自感电动势与原来电流方向相同。
（3）自感系数L
①自感系数简称自感或电感，不同的线圈，在电流变化相同的条件下，产生的自感电动势不同，电学中用自感系数来表示线圈的这种特性。
②线圈的长度越长，线圈的面积越大，单位长度上匝数越多，线圈的自感系数越大。
线圈中有铁芯比无铁芯时自感系数大。
③单位：亨利，符号H，1H＝。
④物理意义：
表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量。
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。
问题1：自感现象的原理及其重要的题型
例1.如图3电路中有两个完全相同的灯泡，线圈L 的电阻忽略不计，下列说法中正确的是（）。
图3
A. 闭合S时，先亮，后亮，最后一样亮
B. 断开S时，立刻熄灭，过一会熄灭
C. 中的电流始终从a到b
D. 中的电流始终从c到d
答案：A
变式1. 如图4所示的（a）、（b）两个电路中，电阻R 和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯泡L的电阻，接通开关S，使电路达到稳定，灯泡L发光，则（）。
图4
A. 在电路（a）中，断开S后，L将逐渐变暗
B. 在电路（a）中，断开S后，L将先变得更亮，然后逐渐变暗
C. 在电路（b）中，断开S后，L将逐渐变暗
D. 在电路（b）中，断开S后，L将先变得更亮，然后逐渐变暗
答案：AD
变式2. 如图5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．电键K从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有
图5
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
答案：AD
小结：自感现象的分析思路：通常包括通电自感和断电自感两类基本问题。
对通、断电自感现象进行分析时，首先要明确引起自感现象的原因，即通过自感线圈的电
流怎样变化，是增大还是减小？当电流增强时（如通电），自感电动势方向与电流方向相反，阻碍电流增强；当电流减小时（如断电），自感电动势方向与电流方向相同，以阻碍电流减小。
另外还必须弄清电流的流向，特别是断电情况时的电流流向。
必须注意，断电时自感电流的大小，不会超过断电前瞬间线圈中电流的大小。
3、日光灯的电路结构及镇流器、启动器的作用
（1）启动器
利用氖管的辉光放电，起着自动把电路接通和断开的作用。
（2）镇流器
在日光灯点燃时，利用自感现象，产生瞬时高压；在日光灯正常发光时，利用自感现象起降压限流作用。
（3）日光灯的工作原理
日光灯的电路如图6所示。
图6
当开关闭合时，电源把电压加在启动器的两极之间，使氖气放电而发出辉光，辉光产生的热量使U形动触片膨胀伸长，从而接通电路，于是镇流器的线圈和灯管的灯丝中就有电流通过；电路接通后，启动器中的氖气停止放电，U形动触片冷却收缩，两个触片分离，电路自动断开，流过镇流器的电流迅速减少，会产生很高的自感电动势，方向与原来电压方向相同，形成瞬时高压加在灯管两端，使灯管中的气体开始放电，于是日光灯管成为电流的通路开始发光。
由于日光灯使用的是交流电源，电流的大小和方向做周期性变化。
当交流电的大小增大时，镇流器上的自感电动势阻碍原电流增大，自感电动势与原电压反向；当交流电的大小减小时，镇流器上的自感电动势阻碍原电流减小，自感电动势与原电压同向。
可见镇流器的自感电动势总是阻碍电流的变化，镇流器就起着降压、限流的作用。
问题2、日光灯管模型原理的理解
例2.如图7所示是日光灯的结构示意图，若按图示的电路连接，关于日光灯发光的情况，下列叙述中正确的是（）。
图7
A. 接通，断开，日光灯就能正常发光
B. 接通，断开，日光灯就能正常发光
C. 断开，接通后，再断开，日光灯就能正常发光
D. 当日光灯正常发光后，再接通，日光灯仍能正常发光
答案：C
变式3. 如图8所示，S为启动器，L为镇流器，其中日光灯的接线图正确的是（）
答案：A
4、电磁感应现象中的图象问题
（1）电磁感应现象中图象问题的分析，要抓住磁通量的变化是否均匀，从而推知感应电动势（电流）是否大小恒定。
用楞次定律判断出感应电动势（或电流）的方向，从而确定其正负，以及在坐标中的范围。
（2）电磁感应中常涉及磁感应强度B、磁通量、感应电动势E和感应电流I随时间t变化的图象，即B－t图象，－t图象、E－t图象和I－t图象。
对于切割磁感线产生感应电动势和感应电流的情况，还常涉及感应电动势E和感应电流I随线圈位移x变化的图象，即E－x图象和I－x图象。
这些图象问题大体上可分为两类：由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图象，或由给定的有关图象分析电磁感应过程，求解相应的物理量。
（3）电磁感应现象中图象问题的分析，要抓住磁通量的变化是否均匀，从而推知感应电动势（电流）是否大小恒定。
用楞次定律判断出感应电动势（或电流）的方向，从而确定其正负，以及在坐标中的范围。
分析回路中的感应电动势和感应电流的大小及其变化规律，要利用法拉第电磁感应定律来分析。
有些图象问题还要画出等效电路图来辅助分析。
（4）另外，要正确解决图象问题，必须能根据图象的意义把图象反映的规律对应到实际过程中去，又能根据实际过程的抽象规律对应到图象中去，最终根据实际过程的物理规律进行判断，这样，才抓住了解决图象问题的根本。
问题3：电磁感应问题与图象的综合
例 3. 匀强磁场的磁感应强度B＝0.2T，磁场宽度l＝3m。
一正方形金属框边长ad＝l′＝1m，其电阻。
金属框以的速度匀速穿过磁场区，其平面始终保持与磁感线方向垂直，如图9所示。
求：
图9
（1）画出金属框穿过磁场区域的过程中，金属框内感应电流的I－t图线；
（2）画出ab两端电压的U－t图线。
解析：线框的运动过程分为三个阶段：第一阶段cd相当于电源，ab为等效外电路；第二阶段cd和ab相当于开路时两个并联的电源；第三阶段ab相当于电源，cd相当于外电路。
如图10所示。
图10
在第一阶段，有
感应电流方向沿逆时针方向，持续时间为
ab两端的电压为
在第二阶段，有
在第三阶段，有
感应电流方向为顺时针方向。
规定逆时针方向为电流正方向，故I－t图线和ab两端的U－t图线分别如图11及图12所示。
图11 图12
变式 4. 如图13（a）所示，水平放置的两根平行金属导轨，间距L=0.3m．导轨左端连接R＝0.6的电阻，区域abcd内存在垂直于导轨平面B=0.6T的匀强磁场，磁场区域宽D=0.2 m．细金属棒A1和A2用长为2D=0.4m的轻质绝缘杆连接，放置在导轨平面上，并与导轨垂直，每根金属棒在导轨间的电阻均为r=0.3 ,导轨电阻不计，使金属棒以恒定速度v=1.0 m/s沿导轨向右穿越磁场，计算从金属棒A1进入磁场（t=0）到A2离开磁场的时间内，不同时间段通过电阻R的电流强度，并在图13（b）中画出．
图13
解析：0－t1（0－0.2s）
A1产生的感应电动势：
电阻R与A2并联的阻值：
所以电阻R两端电压
通过电阻R的电流：
t1－t2（0.2－0.4s）
E=0，I2=0
t2－t3（0.4－0.6s）同理：I3=0.12A
图略
变式 5. 矩形导线框abcd固定在匀强磁场中，磁感线的方向与导线框所在平面垂直，规定磁场的正方向垂直纸面向里，磁感应强度B随时间变化的规律如图14所示。
若规定顺时针方向为感应电流i的正方向，下列各图中正确的是
图14
答案：D。