通电自感断定自感电路图
法拉第电磁感应定律 自感
3. 如图所示，固定在水平桌面上的金属架cdef，处在一竖直向下的匀强磁 图所示，固定在水平桌面上的金属架 ， 场中，磁感应强度的大小为 金属棒ab搁在框架上 可无摩擦地滑动， 搁在框架上， 场中，磁感应强度的大小为B0，金属棒 搁在框架上，可无摩擦地滑动， 此时adeb构成一个边长为 的正方形，金属棒的电阻为 ，其余部分的电 构成一个边长为l的正方形 金属棒的电阻为r， 此时 构成一个边长为 的正方形， 阻不计． ＝ 时刻起 磁场开始均匀增加， 时刻起， 阻不计．从t＝0时刻起，磁场开始均匀增加，磁感应强度变化率的大小 为k(k＝ k )．求：用垂直于金属棒的水平拉力F使金属棒保持静止， ． 使金属棒保持静止， 用垂直于金属棒的水平拉力 使金属棒保持静止
(3)导体棒中消耗的热功率为P1＝I2r 导体棒中消耗的热功率为 负载电阻上消耗的平均功率为P 负载电阻上消耗的平均功率为 2＝ 解得： 解得：
在此过程中导体棒及负载电阻上产生的总热量是多少？ 此过程中导体棒及负载电阻上产生的总热量是多少？ 解析： 能量转化守恒定律得： ＝ 解析：由能量转化守恒定律得：Q＝
t＝B0－kt ＝
磁场的面积及线圈内的磁通量分别为S＝ 磁场的面积及线圈内的磁通量分别为 ＝ Φ＝BS＝ ＝ ＝ (B0－kt) ，Φ1＝ (B0－kt1)
在0和t1时刻，单匝数圈中的磁通量分别为 0＝B0 和 时刻，单匝数圈中的磁通量分别为Φ 即∆Φ＝－ ＝－ k t1
在0至t1时间内，线圈中的电动势大小及电流分别为 ＝ 至 时间内，线圈中的电动势大小及电流分别为E＝ I＝ ＝ 根据楞次定律判断，电阻 上的电流方向应由b向 根据楞次定律判断，电阻R1上的电流方向应由 向a. (2)0至 时间内，通过电阻R 上的电荷量q＝ (2)0至t1时间内，通过电阻R1上的电荷量q＝It1＝ 电阻R 上产生的热量Q＝ 电阻 1上产生的热量 ＝2I2Rt1＝
高中物理《自感》课件PPT
A．I1 开始较大而后逐渐变小 B．I1 开始很小而后逐渐变大 C．I2 开始很小而后逐渐变大 D．I2 开始较大而后逐渐变小
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AC [闭合开关 S 时，由于 L 是一个自感系数较大的线圈，产生 反向的自感电动势阻碍电流的变化，所以开始 I2 很小，随着电流达 到稳定，自感作用减小，I2 开始逐渐变大．闭合开关 S 时，由于线圈 阻碍作用很大，路端电压较大，随着自感作用减小，路端电压减小， 所以 R1 上的电压逐渐减小，电流逐渐减小，故 A、C 正确．]
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通、断电自感中灯泡亮度变化问题
与线圈串联的灯泡
与线圈并联的灯泡
电路图
电流逐渐增大，灯泡逐 灯泡立即变亮(自感线圈电阻不可
通电时
渐变亮
忽略)
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电路中稳态电流为 I1、I2 断电时 电流逐渐减小，灯泡逐 (1)若 I2≤I1，灯泡逐渐变暗
渐变暗，电流方向不变 (2)若 I2>I1，灯泡闪亮后逐渐变暗， 两种情况灯泡电流方向均改变
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训练角度 2：断电自感 2．(多选)如图甲、乙电路中，电阻 R 和自感线圈 L 的电阻都很 小，接通 S，使电路达到稳定，灯泡 A 发光，则下列说法中正确的 是( )
甲
乙
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A．在电路甲中，断开 S，A 将渐渐变暗 B．在电路甲中，断开 S，A 将先变得更亮，然后渐渐变暗 C．在电路乙中，断开 S，A 将渐渐变暗 D．在电路乙中，断开 S，A 将先变得更亮，然后渐渐变暗
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2．启动器的构造及作用 启动器是一个充有氖气的小玻璃泡，里面有两个电极，一个是 固定不动的 静触片 ，另一个是双金属片制成的 U型动触片 ．启动 器的作用是在开关闭合后，使电路短暂接通再将电路断开，相当于 一个自动开关．
断电自感
“断电自感”中的电流问题剖析“断电自感”是一种常见的电磁感应现象，其电路图如图示；下面对该电路中开关K断开前后的电路状态与变化过程作如下分析：（忽略电池内阻及导线电阻，并设灯A的电阻为R A，线圈L的直流电阻为R L，电动势为ε）一、K闭合电路稳定时线圈L中的电流大小与方向：线圈L中的电流强度为，通过灯泡的电流强度为，电流方向均向左；二、电路稳定时线圈中储存的能量：我们先考虑当线圈与电流接通时，由于线圈的自感现象使电路中的电流i并不立刻由0变到稳定值I L0，而要经过一段时间；在这段时间内电路中的电流在增大，因而有反方向的自感电动势存在；那么电路中的电源（电池组）不仅要供给电路中产生焦耳热的能量，而且还要反抗自感电动势做功。
下面我们计算在电路中建立稳定电流I L0过程中电流所做的这部分额外功：在时间内电源反抗自感电动势所做的功为，式中i为电流强度的瞬时值；而，故；那么在建立电流的整个过程中，电源反抗自感电动势所做的功为，这部分功以能量的形式储存在线圈L内。
当K断开时电流由稳定值I L0减小到0，线圈中产生与电流方向相同的感应电动势。
线圈中原已储存的能量通过自感电动势作功全部释放出来；故K断开瞬间线圈中的能量为。
三、K断开瞬间A灯与线圈L的电流情况：⑴电流方向：K断开瞬间通过灯A的电流立刻减小为0；但同时由于线圈L中的电流I L0减小，故L中的自感电流I L'必与原电流I L0同向以“阻碍”原电流的减小，因而线圈L作了A、L回路的电源，且线圈L的左端为电流负极而右端为正极；故实际上K断开瞬间经过灯A的电流并不为0而是方向向左的电流I L。
⑵L断开瞬间线圈与A灯中的瞬时电流的大小：电路断开后线圈将原来储存起来的能量（磁场能）通过自感而经回路L、A释放，故在K断开前、后的瞬间线圈的能量（磁场能）是相等的，而磁场是由电流产生的，因而K断开后瞬线圈中的总电流强度与断开前的电流强度I L0必相等。
所以断电自感中线圈中的电流将从断开前瞬的电流强度I L0开始减小。
法拉第电磁感应定律 自感现象
第2讲法拉第电磁感应定律自感现象主干梳理对点激活知识点法拉第电磁感应定律Ⅱ1．感应电动势(1)概念：在□01电磁感应现象中产生的电动势。
(2)产生条件：穿过回路的□02磁通量发生改变，与电路是否闭合□03无关。
(3)方向判断：感应电动势的方向用□04楞次定律或□05右手定则来判断。
2．法拉第电磁感应定律(1)内容：闭合电路中感应电动势的大小，跟穿过这一电路的□06磁通量的变化率成正比。
(2)公式：□07E＝nΔΦΔt，其中n为□08线圈匝数。
(3)感应电流与感应电动势的关系：遵守□09闭合电路欧姆定律，即I＝□10 E。
R＋r3．导体切割磁感线时的感应电动势知识点自感、涡流Ⅰ1．互感现象两个互相靠近的线圈，当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的□01磁场会在另一个线圈中产生□02感应电动势的现象。
2．自感现象(1)定义：当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁场在它□03本身激发出□04感应电动势。
(2)自感电动势①定义：由于□05自感而产生的感应电动势。
②表达式：E＝□06LΔIΔt。
③自感系数L相关因素：与线圈的大小、形状、□07圈数以及是否有□08铁芯等因素有关。
单位：亨利(H)，1 mH＝□0910－H,1 μH＝10－6 H。
3．涡流当线圈中的电流发生变化时，在它附近的任何导体中都会产生□10感应电流，这种电流像水的旋涡，所以叫涡电流，简称涡流。
(1)电磁阻尼：当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到□11安培力，安培力的方向总是□12阻碍导体的运动。
(2)电磁驱动：如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生□13感应电流，使导体受到安培力的作用，安培力使导体运动起来。
交流感应电动机就是利用□14电磁驱动的原理工作的。
(3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了□15楞次定律的推广应用。
一思维辨析1．导体棒在磁场中运动一定能产生感应电动势。
()2．公式E＝B l v中的l就是导体的长度。
()3．断电自感中，感应电流方向与原电流方向一致。
20200521动画演示通电自感和断电自感现象
三、自感现象的分类：通电自感和断电自感
1、通电自感
⑴现象：线圈所在支路电流 缓慢变大，灯泡逐渐变亮。 ⑵原因：通电自感。 ⑶解释：自感电动势方向与 原电流方向相反，阻碍原电 流的增大。
⑷理解：线圈在通电瞬间等效成一个电阻 （先很大、后变小），或说：线圈将延时接 通，即先不通、过一会儿再接通。通电稳定 后的线圈则是一个有电阻的导体。
A
C
C
演示内容 一、何为自感现象？ 二、何为自感电动势？ 1、概念： 2、方向：增反减同。 3、大小：
三、认识两种自感现象：通电自感与断电自感
本文主要演示了通电自感和断电自感过 程，择重演示了断电自感的两个特殊现象： 电流反向和闪亮现象。
3、大小：E=L△i/△t
对自感系数L的说明： ⑴对于不同的线圈，在电流变快慢相同的情况 下，产生的自感电动势是不同的。电学中用自 感系数来表示线圈的这种特性，自感系数简称 为自感或电感。 ⑵决定L大小的因素：见教材P23倒数第4段。
⑸断电自感中的两个特殊现象：①与线圈并联的另一 条支路的电流将会反向。②断电自感时可能出现“闪 亮”现象。“闪亮”的条件：当线圈支路中的电流较 大时，就会引起另一支路上的电灯在断电瞬间出现 “闪亮”现象.
5A5A5A源自2A5A7A
5A
5A L2先闪亮 再熄灭
5A 5A L2逐渐熄灭
5A
5A
L2先变暗再 逐渐熄灭
2、断电自感
⑴现象：灯泡在短时间内继续发光，延迟熄灭。 ⑵原因：断电自感。 ⑶解释：自感电动势方向与原电流方向相同，阻 碍原电流的减少。 ⑷理解：线圈L和灯泡D组成新的闭合电路；线圈 相当于电源，给该闭合电路继续提供了电流。
2A
通电稳定时的电流流向
6A
电磁感应定律
电磁感应定律法拉第电磁感应定律即电磁感应定律。
因磁通量变化产生感应电动势的现象，闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应。
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生电流。
这种现象叫电磁感应现象。
产生的电流称为感应电流。
这是初中物理课本为便于学生理解所定义的电磁感应现象，不能全面概括电磁感现象：闭合线圈面积不变，改变磁场强度，磁通量也会改变，也会发生电磁感应现象。
所以准确的定义如下：因磁通量变化产生感应电动势的现象。
[1]电动势的方向（公式中的负号）由楞次定律提供。
楞次定律指出：感应电流的磁场要阻碍原磁通的变化。
对于动生电动势也可用右手定则判断感应电流的方向，进而判断感应电动势的方向。
“通过电路的磁通量”的意义会由下面的例子阐述。
传统上有两种改变通过电路的磁通量的方式。
至于感应电动势时，改变的是自身的磁场，例如改变生成场的电流（就像变压器那样）。
而至于动生电动势时，改变的是磁场中的整个或部份电路的运动，例如像在同极发电机中那样。
感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定；e(t) = -n(dΦ)/(dt)。
对动生的情况也可用E=BLV来求。
法拉第电磁感应定律的综合一. 教学内容：法拉第电磁感应定律的综合二. 学习目标：1、掌握自感现象的原理及应用其典型的题型分析思路。
2、重点掌握电磁感应与能量综合、与图象综合类问题的分析方法。
3、掌握与电磁感应现象相联系的物理模型的分析。
考点地位：电磁感应现象与能量及图象的综合问题历来是高考的重点和难点，出题的形式一般以大型的计算题的形式出现，从深层次上考查了学生对于能量观点的理解，数学方法在分析物理问题中的应用能力，同时电磁感应问题与日常生活实际相联系的问题能够很好的考查学生抽象物理模型分析物理模型的能力，如2007年全国理综1卷第21题，2007年江苏卷第18题，2006年广东卷第16题，2006年上海高考试题的第22题，2006年天津理综卷的第20题，2005年江苏高考卷的第16题都突出了对于这方面问题的考查。
利用 DISLab 改进自感现象实验的案例分析
课程教育研究Course Education Research 2021年第36期一、引言物理新课程改革中为了避免由于测量手段、工具、环境和使用者本身素质产生的误差,引进了DIS 实验系统。
它是一种将传感器、数据采集器和计算机组合在一起,共同对一些物理量进行测量的装置,名为DIS 实验,是Digital Information system 三个英文单词的缩写,是“数字化信息系统实验室”的简称,它是一种可以实时采集测量数据的智能化辅助系统,由传感器、数据采集器、计算机系统及相关软件构成。
DISLab 运用于中学物理实验教学具有很多优势,本文通过对利用DISLab 改进自感现象实验的案例研究,可以使我们更加清楚地认识到DISLab 在中学物理实验教学中的地位,也能使我们以后更好地使用DISLab 进行物理实验教学。
二、DISLab 的特点DISLab 系统可以成功克服传统物理实验仪器的很多问题,有力地促进了计算机技术与传统物理实验教学的全面整合。
相对与传统实验仪器它有以下特点:一是实时。
实验数据测量记录与实验操作过程同步,可以同步采集和即时处理测量数据,并且能同时测量记录多个不同种类的物理量。
二是准确。
利用数据采集器可以直接采集所测量的物理量,对传感器不方便测量的物理量还可以通过人工输入相关数据。
时间精度能够达到0.1ms,其它实验数据可以精确到0.4%,能够完全符合中学物理对测量结果精准度的要求。
三是直观。
DISLab 能够在计算机软件上按照数字、指针、波形图三种方式动态实时地展现测量数据的动态变化。
操作者可以采用合适的数据呈现方式,任意察看某一瞬间、某一段时间或整个实验过程的测量数据。
四是高效。
DISLab 不仅可以准确即时采集测量结果,还能利用相关软件高效的对测量结果进行分析和处理,如多种拟合(直线拟合、二次多项式拟合、三次多项式拟合)或求异等。
三、利用DISLab 改进自感现象实验的案例分析在自感现象实验中,我们以往只能通过小灯泡发光强弱的变化情况来观察电路中的自感现象,学生无法直观的体会到小灯泡两端的电压是如何随时间变化的。
法拉第电磁感应定律自感现象课件
(1)若从t＝0时刻起，磁感应强度均匀增加，每秒增量为 k，同时保持棒静止，求棒中的感应电流，在图中标出感 应电流的方向。 (2)在上述(1)的情况中，棒始终保持静止，当t＝t1时，垂 直于棒的水平拉力为多少？ (3)若从t＝0时刻起，磁感应强度逐渐减小，当棒以恒定 速度v向右做匀速运动时，可使棒中不产生感应电流，则 磁感应强度怎样随时间变化？(写出B与t的关系式)
法拉第电磁感应定律自感现象课件
四、涡流
1．概念：发生电磁感应时，导体中产生的像水的旋涡
样的⑱
感应电流 。
2．产生原因：变化的电流产生⑲ 变化的磁场，激发出 ⑳ 感生电场 ，形成感应电流。
法拉第电磁感应定律自感现象课件
法拉第电磁感应定律自感现象课件
对法拉第电磁感应定律的理解
1．感应电动势的大小由穿过电路的磁通量的变化率
【解题切点】 求电荷量要从电流的平均值来考虑。
由ΔΦ＝BΔS求ΔΦ
→
再求ΔΦ Δt
→
E ＝nΔΔΦt →
E I ＝R＋r → q＝法拉I 第Δ电t 磁感应定律自感现象课件
【解析】 MN做切割磁感线运动，有效切割长度在不断变化，用
E＝Blv难以求得平均感应电动势。从另一角度看，回路中的磁通
量在不断变化，利用法拉第电磁感应定律求平均感应电动势。
【答案】
kL2 (1) r
方向见解析图
(2)(B0＋kt1)krL3 (3)B＝LB＋0Lvt
法拉第电磁感应定律自感现象课件
通电自感和断电自感的比较
通电自感
断电自感
电路图
器材 要求 现象
原因
能量转 化情况
A1、A2 同规格， R＝RL，L 较大 在 S 闭合瞬间， 灯 A2 立即亮起来， 灯 A1 逐渐变亮，最终一样亮