高三物理第一輪復(fù)習(xí) 第十章 第三單元第5課時(shí) 自感現(xiàn)象 渦流 磁流體發(fā)電機(jī)課件 選修32

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1、高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理第三單元電磁感應(yīng)現(xiàn)象中第三單元電磁感應(yīng)現(xiàn)象中STS問(wèn)題問(wèn)題第第5課時(shí)自感現(xiàn)象渦流磁流體發(fā)電機(jī)課時(shí)自感現(xiàn)象渦流磁流體發(fā)電機(jī) 選修32 第十章電磁感應(yīng) 高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理基礎(chǔ)回顧基礎(chǔ)回顧考點(diǎn)一磁通量1自感現(xiàn)象：由于導(dǎo)體本身電流發(fā)生_而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象2自感電動(dòng)勢(shì)總要阻礙導(dǎo)體中電流的_，當(dāng)導(dǎo)體中的電流在增大時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)與原電流方向_，當(dāng)導(dǎo)體中的電流在減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)與電流方向_3自感電動(dòng)勢(shì)的大?。号c線圈中的電流強(qiáng)度的_成正比即LL ，L是_答案：1變化 2變化相反相同3變化率自感系數(shù)It 高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理4

2、自感系數(shù)：自感系數(shù)是用來(lái)表示線圈的自感特性的物理量，簡(jiǎn)稱自感或電感線圈的自感系數(shù)與線圈的_、_、_等因素有關(guān)線圈越粗、越長(zhǎng)、匝數(shù)越密，它的自感系數(shù)就越_除此之外，線圈加入鐵芯后，其自感系數(shù)就會(huì)越_自感系數(shù)的單位：_，簡(jiǎn)稱_有1 mH_H,1 H_H.答案：4大小形狀匝數(shù)大大亨利亨103106高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理要點(diǎn)深化要點(diǎn)深化1對(duì)自感現(xiàn)象的理解當(dāng)導(dǎo)體中電流發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)體本身就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)總是要阻礙導(dǎo)體中原來(lái)電流的變化，這種由于導(dǎo)體電流本身發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，就是自感現(xiàn)象它的實(shí)質(zhì)就是阻礙導(dǎo)體(中學(xué)主要研究線圈)中原電流的變化，這種變化包括原電流的大小和方向即：當(dāng)

3、原電流變大時(shí)，自電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的電流方向與原電流方向相反；當(dāng)原電流變小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生的電流方向與原電流方向相同當(dāng)然，阻礙不是“阻止”，原電流還是要發(fā)生變化的，只是延緩了變化的速率在分析自感現(xiàn)象時(shí)，一般當(dāng)流過(guò)線圈L的電流突然增大瞬間，我們可以把L看成一個(gè)阻值很大的電阻；當(dāng)流經(jīng)L的電流突然減小的瞬間，我們可以把L看作一個(gè)電源，它提供一個(gè)跟原電流同向的電流高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理通電自感斷電自感電路圖器材要求A1、A2同規(guī)格，RRL，L較大L很大(有鐵芯)，RLRA現(xiàn)象在S閉合瞬間，A2燈立即亮起來(lái)，A1燈逐漸變亮，最終一樣亮在開關(guān)S斷開時(shí)，燈A突然閃亮一下后再漸漸熄滅(當(dāng)抽掉鐵芯后，重做實(shí)驗(yàn)，

4、斷開開關(guān)S時(shí)，會(huì)看到燈A馬上熄滅)2通電自感與斷電自感比較高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理原因由于開關(guān)閉合時(shí)，流過(guò)電感線圈的電流迅速增大，使線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙了電流的增大，使流過(guò)A1燈的電流比流過(guò)A2燈的電流增加得慢斷開開關(guān)S時(shí)，流過(guò)線圈L的電流減小，產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙了電流的減小，使電流繼續(xù)存在一段時(shí)間；在S斷開后，通過(guò)L的電流反向通過(guò)電燈A，且由于RLRA，使得流過(guò)A燈的電流在開關(guān)斷開瞬間突然增大，從而使A燈的發(fā)光功率突然變大能量轉(zhuǎn)化情況電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理基礎(chǔ)回顧基礎(chǔ)回顧考點(diǎn)二自感現(xiàn)象的應(yīng)用1有利應(yīng)用：日光燈的鎮(zhèn)流器；電磁爐2有害避免：拉閘產(chǎn)生

5、的電??；雙線繞法制造精密電阻3當(dāng)線圈中的電流隨時(shí)間發(fā)生變化時(shí)，線圈附近的任何導(dǎo)體都會(huì)產(chǎn)生_，在導(dǎo)體內(nèi)形成_，很像水的漩渦，把它叫做渦電流，簡(jiǎn)稱渦流答案：3感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)感應(yīng)電流高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理要點(diǎn)深化要點(diǎn)深化渦流剖析導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，或者導(dǎo)體靜止但有著隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)，或者兩種情況同時(shí)出現(xiàn)，都可以造成磁感線與導(dǎo)體的相對(duì)切割按照電磁感應(yīng)定律，在導(dǎo)體中就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電流這樣引起的電流在導(dǎo)體中的分布隨著導(dǎo)體的表面形狀和磁通的分布而不同，其路徑往往有如水中的漩渦，因此稱為渦流導(dǎo)體在非均勻磁場(chǎng)中移動(dòng)或處在隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)中時(shí)，因渦流而導(dǎo)致能量損耗稱為渦流損耗渦流損耗的大小與磁場(chǎng)的

6、變化方式、導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)、導(dǎo)體的幾何形狀、導(dǎo)體的磁導(dǎo)率和電導(dǎo)率等因素有關(guān)高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理置于隨時(shí)間變化的磁場(chǎng)中的導(dǎo)體，也會(huì)產(chǎn)生渦流，如變壓器的鐵心，其中有隨時(shí)間變化的磁通，它在鐵心中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，從而產(chǎn)生渦流這些渦流使鐵心發(fā)熱，消耗電能，這是不希望有的但在感應(yīng)加熱裝置中，利用渦流可對(duì)金屬工件進(jìn)行熱處理強(qiáng)調(diào)：渦流不是自感只有在導(dǎo)線中因電流發(fā)生變化而在導(dǎo)線中產(chǎn)生的感應(yīng)現(xiàn)象才是自感；而渦流是發(fā)生在導(dǎo)線纏繞的金屬導(dǎo)體上，是由于電磁感應(yīng)而發(fā)生的高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理基礎(chǔ)回顧基礎(chǔ)回顧考點(diǎn)三磁流體發(fā)電機(jī)目前世界上正在研究的一種新型發(fā)電機(jī)叫磁流體發(fā)電機(jī)它可把氣體內(nèi)能直接轉(zhuǎn)化為_如右圖所示是磁流

7、體發(fā)電機(jī)模型，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，平行金屬板a、b相距為d，將一束等離子體(高溫下電離的氣體，含有大量帶正電和負(fù)電的微粒)噴射入磁場(chǎng)，便可在a、b兩極間產(chǎn)生_，在外電路負(fù)載中獲得_答案：電能電壓電流高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理要點(diǎn)深化要點(diǎn)深化磁流體發(fā)電機(jī)的原理等離子體射入磁場(chǎng)，受洛倫茲力作用而偏轉(zhuǎn)，a板積累負(fù)電荷，b板積累正電荷，在兩板間形成電場(chǎng)當(dāng)離子所受洛倫茲力和電場(chǎng)力平衡時(shí)就不再偏轉(zhuǎn)，兩板間電勢(shì)差穩(wěn)定高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理如圖所示，自感線圈的自感系數(shù)很大，電阻為零開關(guān)K原來(lái)是閉合的在K斷開瞬間，以下說(shuō)法正確的是()A若R1R2，燈泡的亮度逐漸變暗B若

8、R1R2，燈泡先閃亮一下再逐漸變暗C若R1R2，燈泡的亮度逐漸變暗D若R1R2，燈泡先閃亮一下再逐漸變暗題型一自感現(xiàn)象的分析與判斷高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理解析：若R1R2，即I1I2，所以小燈泡在K斷開后先突然變到某一較暗狀態(tài)，再繼續(xù)變暗到最后熄滅若R1R2，即I1I2，小燈泡在K斷開后電流從原來(lái)的I2突變到I1(方向相反)，然后再漸漸變小，最后為零，所以燈泡在K斷開后先變得比原來(lái)更亮，再逐漸變暗到熄滅答案：AD點(diǎn)評(píng)：對(duì)于開關(guān)斷開，燈熄滅前是否要閃一下強(qiáng)光的問(wèn)題，初學(xué)者容易產(chǎn)生誤解其實(shí)，自感線圈支路原來(lái)的電流與電燈支路原來(lái)的電流大小的關(guān)系是決定燈是否會(huì)閃一下的原因，因?yàn)榫€圈支路的自感電流的

9、最大值是不會(huì)超過(guò)斷開開關(guān)前線圈穩(wěn)定電流的數(shù)值，故此可知本題的答案高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理題型訓(xùn)練題型訓(xùn)練1如圖所示電路，圖中電流表在正接線柱流入電流時(shí)，指針順時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)，負(fù)接線柱流入電流時(shí)指針逆時(shí)針方向偏轉(zhuǎn)，當(dāng)開關(guān)S斷開瞬間，表A1和A2偏轉(zhuǎn)情況是()AA1順時(shí)針，A2逆時(shí)針BA1逆時(shí)針，A2順時(shí)針CA1、A2都順時(shí)針DA1、A2都逆時(shí)針高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理解析：S斷開瞬間，L產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，方向從左向右，這樣自感電流從負(fù)接線柱流經(jīng)A1表，A1逆時(shí)針偏轉(zhuǎn)，自感電流從正接線柱經(jīng)A2表，A2順時(shí)針偏轉(zhuǎn)答案：B高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理 右圖為磁流體發(fā)電機(jī)的示意圖設(shè)兩金屬板間的距離為

10、d，兩極板間勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.等離子體垂直進(jìn)入磁場(chǎng)的速度為v，單個(gè)離子所帶的電荷量為q.離子通道(即兩極板內(nèi)所圍成空間)的等效電阻為r，負(fù)載電阻為R.求：(1)該發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)；(2)發(fā)電機(jī)的總功率題型二磁流體發(fā)電機(jī)模型的應(yīng)用高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理解析：(1)根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，得EBdv(2)根據(jù)閉合電路的歐姆定律，有：由此得發(fā)電機(jī)的總功率為：答案：點(diǎn)評(píng)：本題第(1)問(wèn)也可采用力的觀點(diǎn)進(jìn)行解答：在洛倫茲力的作用下，正離子向上偏轉(zhuǎn)，負(fù)離子向下偏轉(zhuǎn)形成勻強(qiáng)電場(chǎng)離子所受電場(chǎng)力等于洛倫茲力時(shí)，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡 f洛 Bqv，F(xiàn)電q，f洛F電，以上三式解得EBdv.IERr PIEB2d

11、2v2Rr. Ed 高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理 題型訓(xùn)練題型訓(xùn)練2如下圖甲所示，等離子氣流由左方連續(xù)以v0射入磁流體發(fā)電機(jī)中，ab直導(dǎo)線與P1、P2相連接，線圈A與直導(dǎo)線cd連接線圈A內(nèi)有如圖乙所示的變化磁場(chǎng)，且磁場(chǎng)B的正方向規(guī)定為向左，則下列敘述正確的是()A01 s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相排斥B12 s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相吸引C23 s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相吸引D34 s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相排斥高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理解析：根據(jù)右手定則可判斷P1板帶正電，電流總是從a流向b；線圈A磁通量的變化，在02 s時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生從c流向d的電流，與ab的電流方向相同，根據(jù)安培定則的左手定則可判斷，ab、

12、cd導(dǎo)線為引力在24 s時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生從d流向c的電流，與ab的電流方向相反，根據(jù)安培定則的左手定則可判斷，ab、cd導(dǎo)線為斥力對(duì)照可知BD正確答案：BD高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理 如右圖所示，A、B是兩個(gè)完全相同的燈泡，L是自感系數(shù)較大的線圈，其直流電阻忽略不計(jì)當(dāng)開關(guān)K閉合時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()AA比B先亮，然后A熄滅BB比A先亮，然后B逐漸變暗，A逐漸變亮，最后一樣亮CA、B一起亮，然后A熄滅DA、B一起亮，然后A逐漸變亮，B的亮度不變警示對(duì)自感現(xiàn)象理解不夠高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理錯(cuò)解：當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)A燈與線圈L串聯(lián)后與B燈并聯(lián)于電源兩端雖然K閉合瞬間線圈會(huì)產(chǎn)

13、生自感，即阻礙通過(guò)線圈支路電流的增加但A燈與L串聯(lián)后并聯(lián)接在電源上電源兩端有電壓，就會(huì)有電流，所以AB都應(yīng)該同時(shí)亮起來(lái)只是閉合K的瞬間A燈不能達(dá)到應(yīng)有的電流而亮度發(fā)暗K閉合一段時(shí)間后兩燈達(dá)到同樣的亮度所以A燈逐漸變亮，B燈亮度不發(fā)生變化，選D.高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理分析糾錯(cuò)：選擇D選項(xiàng)時(shí)對(duì)自感現(xiàn)象理解不夠在K閉合的瞬間，通過(guò)每盞燈的電流到底怎樣變化不清楚開關(guān)閉合的瞬間，線圈由于自感產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，其作用相當(dāng)于一個(gè)電源這樣對(duì)整個(gè)回路而言相當(dāng)于兩個(gè)電源共同作用在同一個(gè)回路中兩個(gè)電源各自獨(dú)立產(chǎn)生電流，實(shí)際上等于兩個(gè)電流的疊加根據(jù)上述原理可在電路中標(biāo)出兩個(gè)電源各自獨(dú)立產(chǎn)生的電流的方向高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理上圖(a)、(b)是兩電源獨(dú)立產(chǎn)生電流的流向圖，上圖(c)是合并在一起的電流流向圖由圖可知、在A燈處原電流與感應(yīng)電流反向，故A燈不能立刻亮起來(lái)在B燈處原電流與感應(yīng)電流同向，實(shí)際電流為兩者之和，大于原電流故B燈比正常發(fā)光亮(因正常發(fā)光時(shí)電流就是原電流)隨著自感的減弱，感應(yīng)電流減弱，A燈的實(shí)際電流增大，B燈實(shí)際電流減少，A變亮，B燈變暗，直到自感現(xiàn)象消失，兩燈以原電流正常發(fā)光應(yīng)選B.答案：B高考總復(fù)習(xí)高考總復(fù)習(xí)物理物理祝祝您您