六、自感现象涡流
互感和自感、涡流
互感和自感 涡流知识要点:一、互感现象两个相邻的线圈，当一个线圈中的电流变化时在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象叫做互感。
这种感应电动势叫做互感电动势。
变压器就是利用互感现象制成的。
二、自感现象1．自感:当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在它本身激发出感应电动势,这种现象叫做自感，相应的电动势叫做自感电动势.2．典型电路：3．规律：自感电动势大小 tI L E ∆∆= 自感电动势方向服从楞次定律，即感应电流总是阻碍原电流的变化。
4．自感系数:公式tI L E ∆∆=中的L 叫做自感系数，简称自感或电感。
自感系数与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯等因素有关。
三、涡流1．定义:块状金属在磁场中运动,或者处在变化的磁场中，金属块内部会产生感应电流，这种电流在整块金属内部自成闭合回路，叫做涡流.2．热效应：金属块中的涡流要产生热量。
如果磁通量变化率大，金属的电阻率小，则涡流很强，产生的热量很多。
利用涡流的热效应可以制成高频感应炉、高频焊接、电磁炉等感应加热设备。
变压器、电机铁芯中的涡流热效应不仅损耗能量，严重时还会使设备烧毁．为减少涡流,变压器、电机中的铁芯都是用很薄的硅钢片叠压而成。
3．磁效应：块状导体在磁场中运动时，产生的涡流使导体受到安培力，安培力的方向总是阻碍导体的运动，这种现象称为电磁阻尼。
电磁仪表中的电磁阻尼器就是根据涡流磁效应制成的4．机械效应：磁场相对于导体转动，导体中的感应电流使导体受到安培力作用，安培力使导体运动起来，这种作用称为电磁驱动。
交流感应电动机、磁性式转速表就是利用电磁驱动的原理工作的。
课堂练习1．（海南）在如图所示的电路中，a 、b 为两个完全相同的灯泡，L 为自感线圈，E 为电源,S为开关。
关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是（ ） A ．合上开关，a 先亮，b 后亮；断开开关，a 、b 同时熄灭 B ．合上开关，b 先亮，a 后亮；断开开关,a 先熄灭，b 后熄灭C ．合上开关，b 先亮，a 后亮；断开开关，a 、b 同时熄灭D ．合上开关，a 、b 同时亮;断开开关，b 熄灭，a 后熄灭2．（徐州三测)在如图所示电路中.A 、B 是两个完全相同的灯泡，L 是一个自感系数很大、直流电阻为零 的电感线圈，C 是电容很大的电容器．当S 闭合与断开时，对A 、B 的发光情况判断正确的是 （ ）A ．S 闭合时，A 立即亮，然后逐渐熄灭B ．S 闭合时，B 立即亮,然后逐渐熄灭C ．S 闭合足够长时间后,B 发光，而A 不发光D ．S 闭合足够长时间后再断开S ，B 立即熄灭，而A 逐渐熄3．如图所示，A 和B 是电阻为R 的电灯，L 是自感系数较大的线圈，当S 1闭合、S 2断开且电路稳定时，A 、B 亮度相同，再闭合S 2,待电路稳定后将S 1断开，下列说法中,正确的是 （ )A ．B 灯立即熄灭B ．A 灯将比原来更亮一些后再熄灭C ．有电流通过B 灯，方向为c →dD ．有电流通过A 灯，方向为b →a4．如图所示，abcd 是一闭合的小金属线框，用一根绝缘的细杆挂在固定点O ,使金属线框在竖直平面内来回摆动的过程穿过水平方向的匀强磁场区域，磁感线方向跟线框平面垂直,若悬点摩擦和空气阻力不计,则 ( ）A ．线框进入或离开磁场区域时，都产生感应电流，而且电流的方向相反B ．线框进入磁场区域后，越靠近OO ′线时速度越大，因而产生的感应电流也越大C ．线框开始摆动后，摆角会越来越小,摆角小到某一值后将不再减小D ．线框摆动过程中，机械能完全转化为线框电路中的电能5．(上海)如图所示,A 、B 为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度。
人教版高中物理选修3-2知识点整理及重点题型梳理] 互感和自感、涡流
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人教版高中物理选修3-2知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习互感和自感、涡流【学习目标】1、知道什么是互感现象和自感现象。
2、知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。
3、能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因。
4、知道涡流是如何产生的，知道涡流对人类有利和有害的两方面，以及如何利用涡流和防止涡流。
【要点梳理】要点一、互感现象两个线圈之间没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象称为互感，产生的感应电动势叫互感电动势。
要点诠释：（1）互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何相互靠近的电路之间。
（2）互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路。
变压器就是利用互感现象制成的。
（3）在电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，应设法减小电路间的互感。
要点二、自感现象1．实验如图甲所示，首先闭合S 后调节R ，使12A A 、亮度相同，然后断开开关。
再次闭合S ，灯泡2A 立刻发光，而跟线圈L 串联的灯泡1A 却是逐渐亮起来的。
如图乙所示电路中，选择适当的灯泡A 和线圈L ，使灯泡A 的电阻大于线圈L 的直流电阻。
断开S 时，灯A 并非立即熄灭，而是闪亮一下再逐渐熄灭。
图甲实验叫通电自感。
在闭合开关S 的瞬间，通过线圈L 的电流发生变化而引起穿过线圈L 的磁通量发生变化，线圈L 中产生感应电动势，这个感应电动势阻碍线圈中电流的增大，通过灯泡1A 的电流只能逐渐增大，所以1A 只能逐渐变亮。
图乙实验叫断电自感。
断开S 的瞬间，通过线圈L 的电流减弱，穿过线圈的磁通量很快减小，线圈L 中出现感应电动势。
虽然电源断开，但由于线圈L 中有感应电动势，且和A 组成闭合电路，使线圈中的电流反向流过灯A ，并逐渐减弱由于L 的直流电阻小于灯A 的电阻，其原电流大于通过灯A 的原电流，故灯闪亮一下后才逐渐熄灭。
高中物理自感现象涡流
高中物理自感现象涡流
自感现象是电流在电路中流动时产生的，它由磁场的变化引起。
当电流流经线圈时，线圈内部的磁场会发生变化，从而引起自感现象。
在电路中，自感现象会导致电流的变化，从而影响电路的稳定性和可靠性。
涡流是自感现象的一种表现形式，它指的是在电路中流动电流时，电流周围的磁场发生变化，从而引起电流的变化。
涡流的产生与电路中的电阻和电感量有关，当电路中的电阻和电感量发生变化时，涡流也会随之发生变化。
在实际应用中，自感现象常常被用于变压器、电感器、继电器等电路中。
变压器是一种常见的电路元件，它通过改变电流的电压和电流大小来实现电流的传输。
在变压器中，自感现象被用来控制电流的流动和稳定电流的电压。
电感器则是一种通过线圈和电容组成的电路元件，它可以通过自感现象来实现电流的储存和释放。
继电器则是一种利用自感现象来实现开关作用的电路元件。
自感现象是电流在电路中流动时产生的，它对于电路的稳定性和可靠性有着重要的影响。
在电路设计中，需要充分考虑自感现象的影响，以保证电路的正常工作。
人教版物理选修1-1课件：第三章第六节
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第三章
电磁感应
例1 (2012· 武汉二中高二检测)在如图3－6
－4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( )
图3－6－4
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第三章
电磁感应
A．合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后 亮，最后一样亮
B. 合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样
种感应电流叫做涡流．
生热 2．应用：涡流通过电阻时可以_______，金
属探测器和电磁炉就利用了涡流．但在电动 机、变压器中涡流是有害的．
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第三章
电磁感应
想一想 2．互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整
块硅钢铁芯就能减小涡流,请试着说出原因．
提示：绝缘硅钢片之间是绝缘的，能增大回
路中的电阻，并阻断涡流的回路从而减小了
有铁芯时大．
4．应用:自感现象在我们的生活中有利也有
日光灯镇流器 弊,利用自感现象，如:_______________；需
要克服自感现象，如：________________． 断电时产生的电弧
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第三章
电磁感应
三、涡流及其应用 1．定义：只要空间有变化的磁通量，其中
的导体中就会产生____________，我们把这 感应电流
A的电流大小由I2 变成I1 ，方向由d→c变成
c→d.可见通过A的电流大小与方向都发生了 变化．
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第三章
电磁感应
特别提醒：发生断电自感时，如果要判定电 路中的灯泡是否闪亮一下，方法是判断灯泡
中的电流是突然变大，还是突然变小，为此
要比较原电路中I1、I2的大小，若R＞r，I1＞ I2 ，灯泡会闪亮一下再熄灭；若R≤r，灯泡 会逐渐变暗至熄灭．
3[1].6__自感现象_涡流(自备)
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曹杨二中高三(14)班学生 班级职务：学习委员 高考志愿：北京 大学中文系 高考成绩：语文121分数学146分 英语146分历史134分 综合28分总分 575分 (另有附加分10 分)
上海高考文科状元--常方舟
“我对竞赛题一样发怵” 总结自己的成功经验，常方舟认为学习的高 效率是最重要因素，“高中三年，我每天晚 上都是10:30休息，这个生活习惯雷打不动。 早晨总是6:15起床，以保证八小时左右的睡 眠。平时功课再多再忙，我也不会‘开夜 车’。身体健康，体力充沛才能保证有效学 习。”高三阶段，有的同学每天学习到凌晨 两三点，这种习惯在常方舟看来反而会影响 次日的学习状态。每天课后，常方舟也不会 花太多时间做功课，常常是做完老师布置的 作业就算完。
孙老师说，杨蕙心学习效率很高，认真执行老师 的复习要求，往往一个小时能完成别人两三个小 时的作业量，而且计划性强，善于自我调节。此 外，学校还有一群与她实力相当的同学，他们经 常在一起切磋、交流，形成一种良性的竞争氛围。 谈起自己的高考心得，杨蕙心说出了“听话” 两个字。她认为在高三冲刺阶段一定要跟随老师 的脚步。“老师介绍的都是多年积累的学习方法， 肯定是最有益的。”高三紧张的学习中，她常做 的事情就是告诫自己要坚持，不能因为一次考试 成绩就否定自己。高三的几次模拟考试中，她的 成绩一直稳定在年级前5名左右。
1．电感器：电路中的线圈又叫电感器。 2、自感系数(L)： （1）描述电感器的性能，简称自感或电感。 （2）L的影响因素：由线圈本身的特性所决定， 与线圈是否通电无关．它跟线圈的形状、长短、 匝数、有无铁芯等因素有关，线圈越长，单位 长度上的匝数越多，截面积越大，自感系数就 越大，有铁芯时线圈的自感系数比没有铁芯时 要大得多．
五、电感器的主要作用：阻碍电流的变化，对交流电 有阻碍作用 六、自感现象的应用和防止 1．应用：在各种电器设备、电工技术和无线电技术中
人教版物理【选修1-1】3-6《自感现象、涡流》课后练习(含答案)
第三章电磁感应六、自感现象涡流课时训练17 自感现象涡流1.下列情况中可能产生涡流的是( )A.把金属块放于匀强磁场中B.让金属块在磁场中匀速运动C.让金属块在磁场中加速运动D.把金属块放于变化的磁场中答案:BCD解析:涡流的产生符合法拉第电磁感应定律,必须有变化的磁通量,闭合回路(金属块可以看成由无数个闭合回路组成)中才能产生感应电流,即涡流,则B、C、D均有可能.2.关于线圈自感系数的说法,错误．．的是( )A.自感电动势越大,自感系数也越大B.把线圈中的铁芯抽出一些,自感系数减小C.把线圈匝数增加一些,自感系数变大D.线圈中的电流等于零时,自感系数也等于零答案:AD解析:自感系数由电感器自身结构特征决定,与自感电动势的大小及电路中的电流无关,故A、D说法错.3.如图所示,L为自感系数较大的线圈,电路稳定后小灯泡正常发光,当断开开关S的瞬间会有( )A.灯A立即熄灭B.灯A慢慢熄灭C.灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭D.灯A突然闪亮一下再突然熄灭答案:A解析:当开关S断开时,由于通过自感线圈的电流从有变到零,线圈将产生自感电动势,线圈L与灯A串联,在S断开后,不能形成闭合回路,因此灯A在开关断开后,电源供给的电流为零,灯就立即熄灭.因此正确选项应为A. 4.如图所示为考场常用的金属探测器,你认为它的工作原理是利用了( )A.电流的磁效应B.电流的热效应C.电磁感应原理D.磁体吸引铁等磁性材料答案:C解析:金属探测器内是由一系列线圈与电源及检测电路组成的,当有金属材料时会因为电磁感应而产生涡流,涡流产生的磁场会引起检测电路产生报警现象.5.如图所示,电路中L为一电感线圈,ab支路和cd支路电阻相等,则( )A.合上开关S时,电流表A1的示数小于电流表A2的示数B.合上开关S时,电流表A1的示数等于电流表A2的示数C.断开开关S时,电流表A1的示数大于电流表A2的示数D.断开开关S时,电流表A1的示数等于电流表A2的示数答案:AD解析:合上开关时,因为自感线圈阻碍A1所在支路电流增加,故A1示数小于A2;断开开关时,线圈自感产生自感电动势,成为电源,同时电感线圈L、电阻R及两电流表A1、A2构成回路,所以A1、A2示数相等.6.如图所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路,L两端并联一只电压表,用来测量自感线圈的直流电压,在测量完毕后,将电路解体时应( )A.先断开S1B.先断开S2C.先拆除电流表D.先拆除电阻R答案:B解析:S1断开瞬间,L中产生很大的自感电动势,若此时S2闭合,则可能将电压表烧坏,故应先断开S2.7.用手捏住变压器或电机线圈的两端,与普通手电筒的电池两极接触一下,然后离开,此时会有强烈的电击感觉,这是为什么?如果变压器或电机线圈发生故障,在用电表检查时要注意什么?答案:用手捏住线圈两端去接触电池两极相当于人体电阻和自感线圈并联后去接电源,如图.由于人体电阻R很大,线圈电阻R L一般很小,因此通过线圈的电流比通过人体的电流大得多.人体与电池脱离接触后,人体和线圈仍构成一个闭合回路,由于自感作用,将有一个断路时的短暂电流通过人体,这个电流的初始值等于原来通过线圈的电流,它比原来通过人体的电流大得多,因此将有一个很高的瞬时电压加在人体上,此时人会感到强烈的电击感觉.用电表检查自感较大的线圈时,通常使用欧姆挡,因表内有电池,如上所述,不要用手捏住线圈的两端再去接触表笔,以免断开时受到电击.应当手握表笔的绝缘棒,直接让表笔接触线圈两端,这样,在表笔脱离接触时,人体和线圈不构成回路,可以避免电流通过人体放电.8.如图是一演示实验的电路图,图中L是一带铁芯的多匝线圈,A是一灯泡,起初开关处于闭合状态,电路是接通的.现将开关断开,则在开关断开后电灯泡A没有立即熄灭,而是比原来更亮一下再熄灭. (1)开关断开后通过灯泡A的电流方向是怎么样的?(2)在开关断开后电灯泡A为什么没有立即熄灭?(3)有人说开关断开的瞬间L中的自感电动势很大,L中的电流突然增大,所以电灯比原来更亮一下再熄灭.这种说法对不对?简述理由.答案:(1)开关断开后通过灯泡A的电流方向是b—A—a—L—b.(2)在开关断开后L中因电流变化产生自感电动势,L成为新的电源向A灯供电,所以A灯没有立即熄灭.(3)这种说法不对,L中的自感电动势阻碍电流的减小,但阻碍不是阻止,电流还是在减小,所以L中的电流不可能增大,只能减小.A灯比原来更亮一下,只能说明A灯中电流比原来的电流大,所以本实验成功的条件是开关断开前L中的电流比A灯中的电流大得多.。
自感和涡流(含答案)
自感和涡流一、基础知识（一）自感与涡流1、自感现象(1)概念：由于导体本身的电流变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做自感电动势．(2)表达式：E ＝L ΔI Δt. (3)自感系数L 的影响因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关．2、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感应电流，这种电流像水中的旋涡，所以叫涡流．(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安培力，安培力的方向总是阻碍导体的相对运动．(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．(3)电磁阻尼和电磁驱动的原理体现了楞次定律的推广应用．（二）自感现象的分析1、自感现象“阻碍”作用的理解(1)流过线圈的电流增加时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相反，阻碍电流的增加，使其缓慢地增加．(2)流过线圈的电流减小时，线圈中产生的自感电动势与电流方向相同，阻碍电流的减小，使其缓慢地减小．线圈就相当于电源，它提供的电流从原来的I L 逐渐变小．2、自感现象的四大特点(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化．(2)通过线圈中的电流不能发生突变，只能缓慢变化．(3)电流稳定时，自感线圈就相当于普通导体．(4)线圈的自感系数越大，自感现象越明显，自感电动势只是延缓了过程的进行，但它不能使过程停止，更不能使过程反向．技巧点拨在分析自感现象问题时，应注意电路的结构，弄清楚自感线圈L 与用电器的串、并联关系，明确原电流的方向，再判断自感电流的方向及大小变化．同时注意，L 的自身电阻是不是能忽略不计．在断开开关时，还要看线圈和用电器能否形成回路．二、练习1、如图 (a)、(b)所示的电路中，电阻R 和自感线圈L 的电阻值都很小，且小于灯A 的电阻，接通S ，使电路达到稳定，灯泡A 发光，则 ( )A ．在电路(a)中，断开S ，A 将渐渐变暗B ．在电路(a)中，断开S ，A 将先变得更亮，然后渐渐变暗C ．在电路(b)中，断开S ，A 将渐渐变暗D ．在电路(b)中，断开S ，A 将先变得更亮，然后渐渐变暗答案 AD解析 在电路(a)中，灯A 和线圈L 串联，它们的电流相同，断开S 时，线圈上产生自感电动势，阻碍原电流的减小，但流过灯A 的电流仍逐渐减小，从而灯A 只能渐渐变暗．在电路(b)中，电阻R 和灯A 串联，灯A 的电阻大于线圈L 的电阻，电流则小于线圈L 中的电流，断开S 时，电源不再给灯供电，而线圈产生自感电动势阻碍电流的减小，通过R 、A 形成回路，灯A 中电流突然变大，灯A 变得更亮，然后渐渐变暗，故A 、D 正确．2、如图所示，L 1、L 2、L 3是完全相同的灯泡，L 为直流电阻可忽略的自感线圈，电源内阻不计，开关S 原来接通．现将开关S 断开，则( )A ．L 1点亮，L 2变暗，最终两灯一样亮B ．L 2闪亮一下后恢复到原来的亮度C ．L 3变暗一下后恢复到原来的亮度D ．L 3闪亮一下后恢复到原来的亮度答案 AD解析 当S 闭合时，L 把灯L 1短路，L 1不亮，I L3＝I L2＝E R；将S 断开时，L 1与L 2串联，电流变小，L 2变暗，L 1被点亮，最终两灯一样亮．由于L 中的电流要减小，且与L 3串联，I L3′＝E R，因此L 3要闪亮一下后再恢复到原来的亮度．因此正确选项为A 、D 两项．3、如图所示是研究自感通电实验的电路图，A1、A2是两个规格相同的小灯泡，闭合电键调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，调节可变电阻R1，使它们都正常发光，然后断开电键S.重新闭合电键S，则() 图12A．闭合瞬间，A1立刻变亮，A2逐渐变亮B．闭合瞬间，A2立刻变亮，A1逐渐变亮C．稳定后，L和R两端电势差一定相同D．稳定后，A1和A2两端电势差不相同答案BC解析根据题设条件可知，闭合电键调节电阻R，使两个灯泡的亮度相同，说明此时电阻R的阻值与线圈L的电阻一样大，断开电键再重新闭合电键的瞬间，根据自感原理，可判断A2立刻变亮，而A1逐渐变亮，A项错误，B项正确；稳定后，自感现象消失，根据题设条件可判断线圈L和R两端的电势差一定相同，A1和A2两端电势差也相同，所以C项正确，D 项错误．4、如图所示，P、Q是两个完全相同的灯泡，L是直流电阻为零的纯电感，且自感系数L很大．C是电容较大且不漏电的电容器，下列判断正确的是()A．S闭合时，P灯亮后逐渐熄灭，Q灯逐渐变亮B．S闭合时，P灯、Q灯同时亮，然后P灯变暗，Q灯变得更亮C．S闭合，电路稳定后，S断开时，P灯突然亮一下，然后熄灭，Q灯立即熄灭D．S闭合，电路稳定后，S断开时，P灯突然亮一下，然后熄灭，Q灯逐渐熄灭答案 D解析当S闭合时，通过自感线圈的电流逐渐增大而产生自感电动势，故通过P、Q的电流几乎相同，故两灯同时亮，当电流稳定时，灯泡P被短路而熄灭，此时通过灯泡Q 的电流变大，故Q变亮；当S断开时，灯泡P与自感线圈L组成了闭合回路，灯泡P 中的电流先增大后减小至零，故闪亮一下再熄灭，电容器与灯泡Q组成闭合回路，电容器放电，故灯泡Q逐渐熄灭，选项D正确．5、如图所示电路中，L为电感线圈，C为电容器，当开关S由断开变为闭合时()A．A灯中无电流通过，不可能变亮B．A灯中有电流通过，方向由a到bC．B灯逐渐熄灭，c点电势高于d点电势D．B灯逐渐熄灭，c点电势低于d点电势答案 D解析S断开时，C两端电压为L与灯B串联的电压，灯A是熄灭的．当S闭合时，L、C支路均被短路，电容器C要放电，A灯中有电流通过，电流方向由b到a，因此A、B 项皆错；S闭合后，把L支路短路，由L的自感作用，灯B逐渐熄灭，d点电势高于c 点，选项C错，D对．6、(2010·江苏单科·4)如图所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值．在t＝0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压U AB随时间t变化的图象中，正确的是()答案 B解析S闭合时，由于电感L有感抗，经过一段时间电流稳定时L电阻不计，可见电路的外阻是从大变小的过程．由U外＝R外R外＋rE可知U外也是从大变小的过程，所以A、C 错误．t1时刻断开S，由于自感在L、R、D构成的回路中，电流从B经过D流向A，所以t1时刻U AB反向且逐渐减小，B正确，D错误．7、如图所示的电路中，L为一个自感系数很大、直流电阻不计的线圈，D1、D2是两个完全相同的电灯，E是内阻不计的电源．t＝0时刻，闭合开关S，经过一段时间后，电路达到稳定，t1时刻断开开关S.I1、I2分别表示通过电灯D1和D2中的电流，规定图中箭头所示方向为电流正方向，以下各图中能定性描述电流I随时间t变化关系的是()解析当S闭合时，L的自感作用会阻碍其中的电流变大，电流从D1流过；当L的阻碍作用变小时，L中的电流变大，D1中的电流变小至零；D2中的电流为电路总电流，电流流过D1时，电路总电阻较大，电流较小，当D1中电流为零时，电流流过L与D2，总电阻变小，电流变大至稳定；当S再断开时，D2马上熄灭，D1与L组成回路，由于L的自感作用，D1慢慢熄灭，电流反向且减小；综上所述知选项A、C正确．答案AC8、在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R.闭合开关S后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I.然后，断开S.若t′时刻再闭合S，则在t′前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图象是()答案 B解析闭合开关S后，调整R，使两个灯泡L1、L2发光的亮度一样，电流均为I，说明R L＝R.若t′时刻再闭合S，流过电感线圈L和灯泡L1的电流迅速增大，使电感线圈L 产生自感电动势，阻碍流过L1的电流i1增大，直至达到电流I，故A错误，B正确；而对于t′时刻再闭合S，流过灯泡L2的电流i2立即达到电流I，故C、D错误．9、(2011·北京理综·19)某同学为了验证断电自感现象，自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路．检查电路后，闭合开关S，小灯泡发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象．虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象，他冥思苦想找不出原因．你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是()A．电源的内阻较大B．小灯泡电阻偏大C．线圈电阻偏大D．线圈的自感系数较大答案 C解析由自感规律可知在开关断开的瞬间造成灯泡闪亮以及延时的原因是在线圈中产生了与原电流同向的自感电流且大于稳定时通过灯泡的原电流．由题图可知灯泡和线圈构成闭合的自感回路，与电源无关，故A错误；造成不闪亮的原因是自感电流不大于稳定时通过灯泡的原电流，当线圈电阻小于灯泡电阻时才会出现闪亮现象，故B错误，C正确；自感系数越大，则产生的自感电流越大，灯泡更亮，故D错误．10、如图所示为新一代炊具——电磁炉，无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等是电磁炉的优势所在．电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场，当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时，即会产生无数小涡流，使锅体本身自行高速发热，然后再加热锅内食物．下列相关说法中正确的是()A．锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的B．恒定磁场越强，电磁炉的加热效果越好C．锅体中的涡流是由变化的磁场产生的D．提高磁场变化的频率，可提高电磁炉的加热效果答案CD解析由电磁感应原理可知，锅体中的涡流是由变化的磁场产生的，提高磁场变化的频率，产生的感应电动势变大，可提高电磁炉的加热效果，故C、D正确．。
《自感现象 涡流》 讲义
《自感现象涡流》讲义一、自感现象（一）自感现象的定义当通过导体自身的电流发生变化时，导体自身就会产生感应电动势，这种现象称为自感现象。
举个简单的例子，在一个闭合回路中，有一个线圈，当电路中的电流发生变化时，比如说电流突然增大或减小，这个线圈就会产生一种阻碍电流变化的电动势。
（二）自感电动势自感电动势的大小与通过线圈的电流的变化率成正比。
用公式表示就是：＄E ＝ L\frac{＼Delta I}｛＼Delta t}＄，其中＄E$ 表示自感电动势，＄L$ 称为自感系数，简称自感或电感，＄＼Delta I$ 是电流的变化量，＄＼Delta t$ 是时间的变化量。
自感系数＄L$ 的大小与线圈的匝数、形状、大小、有无铁芯等因素有关。
匝数越多、形状越复杂、体积越大、有铁芯时，自感系数通常就越大。
（三）自感现象的应用与危害自感现象在实际生活中有很多应用。
比如日光灯中的镇流器，就是利用自感现象来产生瞬间的高电压，从而使灯管内的气体导电，点亮日光灯。
然而，自感现象也可能带来一些危害。
在一些大型的电力设备中，如变压器，如果突然断开电路，由于自感现象可能会产生非常高的感应电动势，这可能会击穿绝缘层，造成设备损坏甚至危及人员安全。
二、涡流（一）涡流的定义当块状金属在变化的磁场中，或者在磁场中运动时，金属块内会产生感应电流。
由于金属块的电阻很小，所以电流在金属块内可以形成很强的环流，这种电流就像水中的漩涡一样，因此被称为涡流。
（二）涡流的热效应涡流会产生焦耳热。
在很多情况下，我们需要利用涡流的热效应。
比如，高频感应炉就是利用涡流的热效应来加热金属的。
它可以在很短的时间内将金属加热到很高的温度，用于熔炼、焊接等工艺。
但在有些情况下，涡流的热效应是不利的。
比如变压器和电机的铁芯，为了减少涡流产生的热量损失，通常会采用硅钢片叠成，并且硅钢片之间涂有绝缘漆，以增大电阻，减小涡流。
（三）涡流的机械效应涡流还会产生机械效应。
例如，电磁阻尼就是利用涡流的机械效应。
自感现象 涡流
自感现象的理解和应用 2．变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成，而不采用一块整 硅钢，这是为了( )．
A．增大涡流，提高变压器的效率 B．减小涡流，提高变压器的效率 C．增大涡流，减小铁芯的发热量 D．减小涡流，减小铁芯的发热量
解析
涡流的主要效应之一就是发热，而变压器的铁芯发热，
是我们不希望出现的．所以不采用整块硅钢，而采用薄硅钢片 叠压在一起，目的应该是减小涡流，减小铁芯的发热量，进而 提高变压器的效率． 答案 BD
解析
甲图中，灯 A 与线圈 L 在同一支路，通过的电流相同；
断开开关 S 时，A、L、R 组成回路，由于自感作用，L 中电流 逐渐减小，灯不会闪亮一下，灯 A 将逐渐变暗，故 A 正确． 乙图中，电路稳定时，通过上支路的电流 IL>IA(因 L 的电阻很 小)；断开开关 S 时，由于 L 的自感作用，回路中电流在 IL 的 基础上减小，电流反向通过 A 的瞬间，A 中电流变大，然后渐 渐变小，所以灯 A 要闪亮一下，然后渐渐变暗，故 D 正确． 答案 AD
特别提醒
灯泡的亮度由其电功率决定，功率越大，亮度越
2 U 高．由于 P＝I2R＝ R ，故增加灯泡两端的电压或通电电流，灯
泡都会变亮．
二、自感系数 (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．
(1)明确线圈对哪部分电路起作用． (2)明确线圈的作用：总是阻碍电路中电流的变化．电流增加， 线圈的自感阻碍它的增加，电流减小，线圈的自感又阻碍它的 减小．
【变式 1】 如图 3-6-4 所示，L 为一纯电感线圈 (直流电阻不计)，A 为一灯泡，下列 说法正确的是( )．
人教版高中物理选修1-1(课件)：3.6自感现象 涡流
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知识梳理
HISHI SHULI
重难聚焦
HONGNAN JVJIAO
D S 典例透析 IANLI TOUXI
随堂演练
UITANGYANLIAN
类型一 类型二
解析:由于采用双线并绕的方法,当电流通过时,两股导线中的电 流方向是相反的,不管电流怎样变化,任何时刻两股电流总是等大 反向的,所产生的磁通量也是等大反向的,故总磁通量等于零,在该 线圈中不会产生电磁感应现象,因此消除了自感,选项A、B错误,C 正确。
一二
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D S 典例透析 IANLI TOUXI
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特别提醒解决通电自感和断电自感要把握好以下几点:(1)对通电 自感要注意电感线圈对电流由无到有的阻碍作用;(2)对断电自感 要注意分析断开开关后,由包括电感线圈所形成的新的闭合回路以 及由于线圈自感作用所产生的感应电流的方向与原来电流方向的 关系;(3)断电时灯泡是否闪亮,决定于原电流与自感电流的大小关 系。
答案:AD 题后反思此题考查对自感现象的理解,应分清断开S时,什么情况 下“逐渐变暗”,什么情况下“先变得更亮,然后逐渐变暗”。
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自感、互感、涡流
图13
A.电流变化的频率越高,焊缝处的温度升高得越快 B.电流变化的频率越低,焊缝处的温度升高得越快 C.工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻小 D.工件上只有焊缝处温度升得很高是因为焊缝处的电阻大
E R
5．完全相同的两个磁电式灵敏电流表 a和b、零点在中央， 指针可两侧偏转．现将两表如图所示的方式连接起来，当将a 表指针向逆时针方向拨动时，b表指针将会 A．向逆时针方向转动 B．不动 C．向顺时针方向转动 D．指针会转动，但转动方向无法判定
题型 自感现象 【例】 如图8所示,a、b灯分别标 有“36 V,40 W”和“36 V,25 W”, 闭合电键,调节R,能使a、b都正常 发光.断开电键后重做实验,电键闭
流方向相同
D、断开S时，A灯会突然闪亮一下后，再熄灭
2、如图9－2－5所示， 若器材满足R灯＞RL(RL 为线圈的直流电阻)， 线圈自感系数足够大， 在断开开关的瞬间会出 现什么现象？试解释原 因.
3 ．如图所示的电路，多匝线圈的电阻和电池的内电 阻可以忽略，两个电阻器的阻值都是R，电键K原来是断 开的，电流为I0，现合上电键K，将一电阻器短路，于是 线圈中产生自感电动势．这个自感电动势
1、自感电动势的大小：
自感电动势的大小跟其它感应电动势的大小一样，跟穿 过线圈的磁通量的变化快慢有关。 而在自感现象中，穿过线圈的磁通量是由电流引起的， 故自感电动势的大小跟导体中电流变化的快慢有关。
Δφ ΔI E L Δt Δt
2、自感系数：L称为线圈的自感系数，简称自感或 电感。L的大小跟线圈的形状、长短、匝数、有无铁 芯有关。 单位：亨利(H) 1H=103mH=106μH
通电导线周围产生磁 场，那么当线圈自身中电 流发生变 化时，线圈中会 有感应电动势吗？ 当一个线圈中的电流变化时，它产生的变化的磁 场不仅在邻近的电路中激发出感应电动势，同样也在 它本身激发出感应电动势。这种现象称为自感。由于 自感而产生的感应电动势叫自感电动势
高中物理 互感和自感、涡流 (提纲、例题、练习、解析)
互感和自感、涡流【学习目标】1、知道什么是互感现象和自感现象。
2、知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。
3、能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因。
4、知道涡流是如何产生的，知道涡流对人类有利和有害的两方面，以及如何利用涡流和防止涡流。
【要点梳理】要点一、互感现象两个线圈之间没有导线相连，但当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生感应电动势，这种现象称为互感，产生的感应电动势叫互感电动势。
要点诠释：（1）互感现象是一种常见的电磁感应现象，它不仅发生于绕在同一铁芯上的两个线圈之间，而且可以发生于任何相互靠近的电路之间。
（2）互感现象可以把能量从一个电路传到另一个电路。
变压器就是利用互感现象制成的。
（3）在电子电路中，互感现象有时会影响电路的正常工作，应设法减小电路间的互感。
要点二、自感现象1．实验如图甲所示，首先闭合S 后调节R ，使12A A 、亮度相同，然后断开开关。
再次闭合S ，灯泡2A 立刻发光，而跟线圈L 串联的灯泡1A 却是逐渐亮起来的。
如图乙所示电路中，选择适当的灯泡A 和线圈L ，使灯泡A 的电阻大于线圈L 的直流电阻。
断开S 时，灯A 并非立即熄灭，而是闪亮一下再逐渐熄灭。
图甲实验叫通电自感。
在闭合开关S 的瞬间，通过线圈L 的电流发生变化而引起穿过线圈L 的磁通量发生变化，线圈L 中产生感应电动势，这个感应电动势阻碍线圈中电流的增大，通过灯泡1A 的电流只能逐渐增大，所以1A 只能逐渐变亮。
图乙实验叫断电自感。
断开S 的瞬间，通过线圈L 的电流减弱，穿过线圈的磁通量很快减小，线圈L 中出现感应电动势。
虽然电源断开，但由于线圈L 中有感应电动势，且和A 组成闭合电路，使线圈中的电流反向流过灯A ，并逐渐减弱由于L 的直流电阻小于灯A 的电阻，其原电流大于通过灯A 的原电流，故灯闪亮一下后才逐渐熄灭。
2．结论由于通过线圈自身的电流发生变化时，线圈本身产生感应电动势的现象叫自感现象。
【高中物理】高中物理(人教版)选修1-1同步教师用书：第3章-第6节-自感现象-涡流
六、自感现象涡流学习目标知识脉络1．知道什么是自感现象，了解自感系数与涡流．(重点)2．理解影响自感系数大小的因素．(重点)3．知道利用自感现象和涡流的实例，知道自感现象与涡流危害的避免方法．(难点)4．了解日光灯、电磁炉等家用电器的工作原理．(难点)自感现象及电感器[先填空]1．自感现象线圈中通交流时，由于线圈自身电流的变化，引起磁通量的变化，也会在它自身激发感应电动势，这个电动势叫做自感电动势，这种现象叫做自感现象．2．自感的作用阻碍电路中电流的变化．3．电感器：电路中的线圈叫做电感器．4．描述电感器性能的物理量：自感系数，简称自感．决定线圈自感系数的因素：线圈的大小、匝数、线圈中是否有铁芯．有铁芯时的自感系数比没有铁芯时大得多．5．电感器的电路作用：由于线圈中的自感电动势总是阻碍电流的变化．因此，电感器对交流有阻碍作用．[再判断]1．线圈中电流增大时，自感现象阻碍电流的增大．(√)2．线圈中电流减小时，自感现象阻碍电流的减小．(√)3．线圈匝数越多，对电流变化的阻碍作用就越大．(√)[后思考]1．一个灯泡通过一个粗导线绕制的线圈与一交流电源相连接，如图3-6-1所示．一条形铁块插进线圈之后，该灯明亮程度是否会发生变化？图3-6-1【提示】灯泡亮度会变暗，线圈和灯泡是串联的，因此加在串联电路两端的总电压等于线圈上的电压与灯泡上的电压之和．电源提供的220 V电压，一部分降落在线圈上，剩余的部分降落在灯泡上，把条形铁块插进线圈后，线圈的自感系数增大，对交流电的阻碍作用增大，线圈分得的电压增大，灯泡上的电压减小，故灯泡变暗．2．有人说自感现象不遵守法拉第电磁感应定律，你认为这种说法对吗？【提示】这种说法不对．自感现象是电磁感应现象，遵守法拉第电磁感应定律．1．通电自感和断电自感通电自感断电自感电路图电路准备灯A1、A2规格完全相同，闭合S，调节R使A1、A2亮度相同，再断开S线圈L的自感较大，闭合S，使灯A发光实验现象S重新闭合，灯A2立刻正常发光，S断开时，灯A过一会儿才灯A1逐渐亮起来熄灭原因S闭合时，电流从零开始增加，穿过L的磁通量逐渐增加，产生的感应电动势与L中原电流方向相反，阻碍L中电流增加，推迟了电流达正常值的时间S断开时，L中电流突然减弱，穿过L的磁通量减少，L中产生与原电流方向相同的感应电动势，阻碍电流的减小，这时，L与A构成闭合回路，灯A会闪亮一下再熄灭2．自感现象的实质自感现象遵循法拉第电磁感应定律．自感是由自身电流变化而产生的电磁感应现象．而前面所学变压器是由于另外线圈中电流变化，进而磁场、磁通量变化而在该线圈回路中产生电磁感应的现象，因此又叫互感现象．3．自感的作用阻碍电流的变化，应理解为自感仅仅是减缓了原电流的变化，而不会阻止原电流的变化或逆转原电流的变化．4．电感器的特点由于恒定直流的大小不变，通过电感器的磁通量不变，无自感电动势．因此，电感器对恒定直流无阻碍作用，故电感器有“通直流，阻交流”的特点．1．如图3-6-2所示电路中，S是闭合的，此时流过L的电流为I1，流过灯A 的电流为I2，且I1<I2，在t1时刻将S断开，那么流过灯泡的电流随时间变化的图象是图中的()【导学号：46852070】图3-6-2【解析】S断开前，流过A与L的电流分别为I2、I1，二者方向相同；S 断开后，I2立即消失，但由于自感作用，I1不会立即消失，并且A与L构成一回路，A中电流方向反向且由I1逐渐减小至0.【答案】 D2．如图3-6-3所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开开关S的瞬间会有()图3-6-3A．灯A立即熄灭B．灯A慢慢熄灭C．灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭D．无法判定【解析】当开关S断开时，由于通过电感线圈的电流从有变到零，线圈将产生自感电动势，但由于线圈L与灯A串联，在S断开后，不能形成闭合回路，因此灯A在开关断开后，电源供给的电流为零，灯立即熄灭．因此正确选项为A.【答案】 A3．(多选)如图3-6-4所示，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略，下列说法正确的是()【导学号：46852071】3-6-4A．闭合开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮B．闭合开关S接通电路时，A1、A2始终一样亮C．断开开关S切断电路时，A2立即熄灭，A1过一会才熄灭D．断开开关S切断电路时，A1、A2都过一会才熄灭【解析】闭合开关时，由于自感电动势的作用，A1电路中的电流只能逐渐增大到与A2中的电流相同，故选项A正确，选项B错误；开关由闭合到断开，L相当于电源，A1、A2、L组成闭合回路，电流由支路A1中的电流逐渐减小，故选项C错误，选项D正确．【答案】AD1．自感是线圈自身电流变化引起的；互感是另外线圈电流变化引起的．2．自感现象也遵循法拉第电磁感应定律．涡流及其应用[先填空]1．定义：只要在空间有变化的磁通量，其中的导体就会产生感应电流，我们把这种感应电流叫做涡流．2．应用：涡流通过电阻时可以生热，金属探测器和电磁炉就利用了涡流．但在电动机、变压器中涡流是有害的．[再判断]1．涡流是可以利用的．(√)2．变压器中的涡流是有害的．(√)3．冶炼金属中的涡流也是有害的．(×)[后思考]1．变压器中是如何减小涡流的？【提示】变压器中的铁芯是用涂有绝缘漆的硅钢片叠压制成，从而减小了涡流．2．电流频率的高低对涡流有什么影响？【提示】根据法拉第电磁感应定律知，电流频率越高涡流越强．1．涡流把块状金属放在变化的磁场中，或者让它在磁场中运动时，金属块内将产生感应电流，这种电流在金属块内自成闭合回路，很像水的漩涡，故叫涡电流，简称涡流．涡流常常很强．2．涡流的减少在各种电机和变压器中，为了减少涡流的损失，在电机和变压器上通常用涂有绝缘漆的薄硅钢片叠压制成的铁芯．3．涡流的利用冶炼金属的高频感应炉就是利用强大的涡流使金属尽快熔化．电学测量仪表的指针快速停止摆动也是利用铝框在磁场中转动产生的涡流．4．如图3-6-5所示，在一个绕在线圈的可拆变压器铁芯上分别放一小平底铁锅水和一玻璃杯水．给线圈通入电流，一段时间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的是()图3-6-5A．恒定电流、小铁锅B．恒定电流、玻璃杯C．变化的电流、小铁锅D．变化的电流、玻璃杯【解析】通入恒定电流时，所产生的磁场不变，不会产生感应电流，通入变化的电流，所产生的磁场发生变化，铁锅是导体，在导体内产生涡流，电能转化为内能，使水温升高；涡流是由变化的磁通量在导体内产生的，所以玻璃杯中的水不会升温．【答案】 C5．(多选)电磁炉在炉内由交变电流产生交变磁场，使放在炉上的金属锅体内产生感应电流而发热，从而加热食品．电磁炉的工作利用了()【导学号：46852072】A．电流的热效应B．静电现象C．电磁感应原理D．磁场对电流的作用【解析】电磁炉的原理是电磁炉产生高频的变化磁场，使炉上的铁或钢锅的锅底产生感应电流，此电流产生热量，所以选项A、C正确．【答案】AC6．下列关于涡流的说法中正确的是()A．涡流跟平时常见的感应电流一样，都是因为穿过导体的磁通量变化而产生的B．涡流不是感应电流，而是一种有别于感应电流的特殊电流C．涡流有热效应，但没有磁效应D．在硅钢中不能产生涡流【解析】涡流本质上是感应电流，是自身构成回路，在穿过导体的磁通量变化时产生的，所以选项A对，选项B错；涡流不仅有热效应，同其他电流一样也有磁效应，选项C错；硅钢电阻率大，产生的涡流较小，但仍能产生涡流，选项D错．【答案】 A为了减小涡流，变压器、电机里的铁芯不是由整块的钢铁制成，而是用薄薄的硅钢片叠合而成．一方面硅钢片的电阻率比一般钢铁的要大，从而减少损耗；另一方面，每层硅钢片之间都是绝缘的，阻断了涡流的通路，进一步减少了涡流的发热．计算表明：涡流的损耗与硅钢片的厚度的平方成正比．高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上，时间就是我们致胜的法宝，与其犹犹豫豫不知如何落笔，倒不如多学习答题技巧。
2023年高考物理一轮复习讲义——法拉第电磁感应定律、自感和涡流
第2讲 法拉第电磁感应定律、自感和涡流目标要求 1.理解法拉第电磁感应定律，会应用E ＝n ΔΦΔt 进行有关计算.2.会计算导体切割磁感线产生的感应电动势.3.了解自感现象、涡流、电磁驱动和电磁阻尼．考点一 法拉第电磁感应定律的理解及应用1．感应电动势(1)感应电动势：在电磁感应现象中产生的电动势．(2)产生条件：穿过回路的磁通量发生改变，与电路是否闭合无关． 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，跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比． (2)公式：E ＝n ΔΦΔt ，其中n 为线圈匝数．(3)感应电流与感应电动势的关系：I ＝ER ＋r.(4)说明：E 的大小与Φ、ΔΦ无关，决定于磁通量的变化率ΔΦΔt.1．Φ＝0，ΔΦΔt不一定等于0.( √ )2．穿过线圈的磁通量变化越大，感应电动势也越大．( × ) 3．穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大．( √ )4．线圈匝数n 越多，磁通量越大，产生的感应电动势也越大．( × )1．若已知Φ－t 图像，则图线上某一点的切线斜率为ΔΦΔt.2．当ΔΦ仅由B 的变化引起时，E ＝n ΔB ·SΔt ，其中S 为线圈在磁场中的有效面积．若B ＝B 0＋kt ，则ΔBΔt＝k .3．当ΔΦ仅由S 的变化引起时，E ＝nB ΔSΔt.4．当B 、S 同时变化时，则E ＝n B 2S 2－B 1S 1Δt ≠n ΔB ·ΔSΔt .求瞬时值是分别求出动生电动势E 1和感生电动势E 2并进行叠加．考向1 判断感应电动势的方向及变化情况例1 (多选)(2018·全国卷Ⅲ·20)如图(a)，在同一平面内固定有一长直导线PQ 和一导线框R ，R 在PQ 的右侧．导线PQ 中通有正弦交流电i ，i 的变化如图(b)所示，规定从Q 到P 为电流正方向．导线框R 中的感应电动势( )A ．在t ＝T4时为零B ．在t ＝T2时改变方向C ．在t ＝T2时最大，且沿顺时针方向D ．在t ＝T 时最大，且沿顺时针方向 答案 AC解析 在t ＝T 4时，i －t 图线斜率为0，即磁场变化率为0，由E ＝ΔΦΔt ＝ΔBΔt S 知，E ＝0，A 项正确；在t ＝T 2和t ＝T 时，i －t 图线斜率的绝对值最大，在t ＝T2和t ＝T 时感应电动势最大．在T 4到T2之间，电流由Q 向P 减弱，导线在R 处产生垂直纸面向里的磁场，且磁场减弱，由楞次定律知，R 产生的感应电流的磁场方向也垂直纸面向里，即R 中感应电动势沿顺时针方向，同理可判断在T 2到3T 4之间，R 中电动势也为顺时针方向，在34T 到T 之间，R 中电动势为逆时针方向，C 项正确，B 、D 项错误． 考向2 感应电动势、感应电流的计算例2 (多选)(2019·全国卷Ⅰ·20)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场，其边界如图(a)中虚线MN 所示．一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S ，将该导线做成半径为r 的圆环固定在纸面内，圆心O 在MN 上．t ＝0时磁感应强度的方向如图(a)所示；磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图(b)所示．则在t ＝0到t ＝t 1的时间间隔内( )A ．圆环所受安培力的方向始终不变B ．圆环中的感应电流始终沿顺时针方向C ．圆环中的感应电流大小为B 0rS4t 0ρD ．圆环中的感应电动势大小为B 0πr 24t 0答案 BC解析 在0～t 0时间内，磁感应强度减小，根据楞次定律可知感应电流的方向为顺时针，圆环所受安培力方向水平向左；在t 0～t 1时间内，磁感应强度反向增大，感应电流的方向仍为顺时针，圆环所受安培力方向水平向右，所以选项A 错误，B 正确；根据法拉第电磁感应定律得E ＝ΔΦΔt ＝12πr 2·B 0t 0＝B 0πr 22t 0，由R ＝ρl S 可得R ＝ρ2πr S ，根据闭合电路欧姆定律可得I ＝ER ＝B 0rS4t 0ρ，所以选项C 正确，D 错误． 考点二 导体切割磁感线产生的感应电动势1．导体平动切割磁感线 (1)有效长度公式E ＝Bl v 中的l 为导体两端点连线在垂直于速度方向上的投影长度．如图，导体的有效长度分别为：图甲：l ＝cd sin β.图乙：沿v 方向运动时，l ＝MN .图丙：沿v 1方向运动时，l ＝2R ；沿v 2方向运动时，l ＝R . (2)相对速度E ＝Bl v 中的速度v 是导体相对磁场的速度，若磁场也在运动，应注意速度间的相对关系． 2．导体转动切割磁感线如图，当长为l 的导体在垂直于匀强磁场(磁感应强度为B )的平面内，绕一端以角速度ω匀速转动，当导体运动Δt 时间后，转过的弧度θ＝ωΔt ，扫过的面积ΔS ＝12l 2ωΔt ，则E ＝ΔΦΔt ＝B ΔS Δt ＝12Bl 2ω.1．公式E ＝Bl v 中的l 是导体棒的总长度．( × )2．磁场相对导体棒运动，导体棒中也可能产生感应电动势．( √ ) 考向1 有效长度问题例3 (多选)如图，光滑水平面上两虚线之间区域内存在垂直于纸面向里的范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B .边长为a 的正方形导线框PQMN 沿图示速度方向进入磁场，当对角线PM 刚进入磁场时线框的速度大小为v ，方向与磁场边界成45°角，若线框的总电阻为R ，则( )A ．PM 刚进入磁场时线框中的感应电流大小为Ba v RB ．PM 刚进入磁场时线框所受安培力大小为B 2a 2vRC ．PM 刚进入磁场时两端的电压为Ba vRD ．PM 进入磁场后线框中的感应电流逐渐变小 答案 AD解析 PM 刚进入磁场时有效的切割长度等于a ，产生的感应电动势为E ＝Ba v ，感应电流为I ＝E R ＝Ba vR ，方向沿逆时针，故A 正确；NM 边所受的安培力大小为F 1＝BIa ＝B 2a 2v R ，方向垂直NM 斜向下，PN 边所受的安培力大小为F 2＝BIa ＝B 2a 2v R，方向垂直PN 斜向下，线框所受安培力大小F ＝F 12＋F 22＝2B 2a 2v R ，故B 错误；PM 两端的电压为U ＝I ·R 2＝Ba v2，故C 错误；PM 进入磁场后，有效切割长度逐渐减小，感应电动势逐渐减小，感应电流逐渐减小，故D 正确．考向2 平动切割磁感线例4 (多选)(2017·全国卷Ⅱ·20)两条平行虚线间存在一匀强磁场，磁感应强度方向与纸面垂直．边长为0.1 m 、总电阻为0.005 Ω的正方形导线框abcd 位于纸面内，cd 边与磁场边界平行，如图(a)所示．已知导线框一直向右做匀速直线运动，cd 边于t ＝0时刻进入磁场．线框中感应电动势随时间变化的图线如图(b)所示(感应电流的方向为顺时针时，感应电动势取正)．下列说法正确的是( )A ．磁感应强度的大小为0.5 TB ．导线框运动的速度的大小为0.5 m/sC ．磁感应强度的方向垂直于纸面向外D ．在t ＝0.4 s 至t ＝0.6 s 这段时间内，导线框所受的安培力大小为0.1 N 答案 BC解析 由题图(b)可知，导线框经过0.2 s 全部进入磁场，则速度v ＝l t ＝0.10.2 m/s ＝0.5 m/s ，选项B 正确；由题图(b)可知，cd 边切割磁感线产生的感应电动势E ＝0.01 V ，根据E ＝Bl v 得，B ＝E l v ＝0.010.1×0.5 T ＝0.2 T ，选项A 错误；根据右手定则及正方向的规定可知，磁感应强度的方向垂直于纸面向外，选项C 正确；在t ＝0.4 s 至t ＝0.6 s 这段时间内，导线框中的感应电流I ＝E R ＝0.010.005 A ＝2 A, 所受的安培力大小为F ＝BIl ＝0.2×2×0.1 N ＝0.04 N ，选项D 错误．考向3 转动切割磁感线例5 如图所示，半径为r 的金属圆盘在垂直于盘面向里的磁感应强度为B 的匀强磁场中，绕O 轴以角速度ω沿逆时针方向匀速运动，则通过电阻R 的电流的方向和大小是(金属圆盘的电阻不计)( )A ．由c 到d ，I ＝Br 2ωRB ．由d 到c ，I ＝Br 2ωRC ．由c 到d ，I ＝Br 2ω2RD ．由d 到c ，I ＝Br 2ω2R答案 D解析 由右手定则，圆盘相当于电源，其电流方向为从边缘指向圆心，所以通过电阻R 的电流的方向是由d 到c ；而金属圆盘产生的感应电动势E ＝12Br 2ω，由I ＝ER 知通过电阻R 的电流大小是I ＝Br 2ω2R，D 正确．考点三 自感现象自感现象(1)概念：当一个线圈中的电流变化时，它所产生的变化的磁场在线圈本身激发出感应电动势．这种现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫作自感电动势． (2)表达式：E ＝L ΔIΔt.(3)自感系数L 的影响因素：与线圈的大小、形状、匝数以及是否有铁芯有关．1．线圈中电流越大，自感系数也越大．( × )2．对于同一个线圈，电流变化越快，线圈中的自感电动势也越大．( √ ) 3．自感电动势总是阻止原电流的变化．( × )1．通电自感和断电自感的比较电路图器材要求A1、A2同规格，R＝R L，L较大L很大(有铁芯)通电时在S闭合瞬间，灯A2立即亮起来，灯A1逐渐变亮，最终一样亮灯A立即亮，然后逐渐变暗达到稳定断电时回路电流减小，灯泡逐渐变暗，A1电流方向不变，A2电流反向①若I2≤I1，灯泡逐渐变暗；②若I2＞I1，灯泡闪亮后逐渐变暗．两种情况下灯泡中电流方向均改变总结自感电动势总是阻碍原电流的变化2.分析自感问题的三个技巧例6(2017·北京卷·19)图甲和图乙是教材中演示自感现象的两个电路图，L1和L2为电感线圈．实验时，断开开关S1瞬间，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗；闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同．下列说法正确的是()A．图甲中，A1与L1的电阻值相同B．图甲中，闭合S1，电路稳定后，A1中电流大于L1中电流C．图乙中，变阻器R与L2的电阻值相同D．图乙中，闭合S2瞬间，L2中电流与变阻器R中电流相等答案 C解析断开开关S1瞬间，线圈L1产生自感电动势，阻碍电流的减小，通过L1的电流反向通过灯A1，灯A1突然闪亮，随后逐渐变暗，说明I L1>I A1，即R L1<R A1，故A错；题图甲中，闭合开关S1，电路稳定后，因为R L1<R A1，所以A1中电流小于L1中电流，故B错；题图乙中，闭合开关S2，灯A2逐渐变亮，而另一个相同的灯A3立即变亮，最终A2与A3的亮度相同，说明变阻器R与L2的电阻值相同，故C对；闭合开关S2瞬间，通过L2的电流增大，由于电磁感应，线圈L2产生自感电动势，阻碍电流的增大，则L2中电流与变阻器R中电流不相等，故D错．考点四涡流电磁阻尼和电磁驱动1．涡流现象(1)涡流：块状金属放在变化磁场中，或者让它在非均匀磁场中运动时，金属块内产生的漩涡状感应电流．(2)产生原因：金属块内磁通量变化→感应电动势→感应电流．2．电磁阻尼当导体在磁场中运动时，感应电流会使导体受到安培力，安培力总是阻碍导体的运动．3．电磁驱动如果磁场相对于导体转动，在导体中会产生感应电流使导体受到安培力而运动起来．1．电磁阻尼体现了能量守恒定律．(√)2．电磁阻尼阻碍相对运动，电磁驱动促进二者相对运动．(×)例7如图所示，关于涡流的下列说法中错误的是()A．真空冶炼炉是利用涡流来熔化金属的装置B．家用电磁炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的C．阻尼摆摆动时产生的涡流总是阻碍其运动D．变压器的铁芯用相互绝缘的硅钢片叠成能减小涡流答案 B例8(2017·全国卷Ⅰ·18)扫描隧道显微镜(STM)可用来探测样品表面原子尺度上的形貌．为了有效隔离外界振动对STM的扰动，在圆底盘周边沿其径向对称地安装若干对紫铜薄板，并施加磁场来快速衰减其微小振动，如图所示．无扰动时，按下列四种方案对紫铜薄板施加恒磁场；出现扰动后，对于紫铜薄板上下及左右振动的衰减最有效的方案是()答案 A解析感应电流产生的条件是闭合回路中的磁通量发生变化．在A图中，系统振动时，紫铜薄板随之上下及左右振动，在磁场中的部分有时多有时少，磁通量发生变化，产生感应电流，受到安培力，阻碍系统的振动；在B图中，只有紫铜薄板向左振动才产生感应电流，而上下振动和向右振动无感应电流产生；在C图中，无论紫铜薄板上下振动还是左右振动，都不会产生感应电流；在D图中，只有紫铜薄板左右振动才产生感应电流，而上下振动无感应电流产生，故选项A正确，B、C、D错误．课时精练1．(2022·陕西榆林市高三模拟)水平放置的玻璃板上方有一用细线悬挂的可自由旋转的小磁针，下方有一水平放置的铜圆盘．圆盘的轴线与小磁针悬线在同一直线上，初始时小磁针与圆盘均处于静止状态．当圆盘绕轴沿逆时针方向(俯视)匀速转动时，下列说法正确的是()A．小磁针不动B．小磁针沿逆时针方向(俯视)转动C．小磁针沿顺时针方向(俯视)转动D．由于穿过圆盘的磁通量没有变化，圆盘中没有感应电流答案 B解析铜圆盘上存在许多小的闭合回路，当圆盘转动时，穿过小的闭合回路的磁通量发生变化，回路中产生感应电流(涡流)，此电流产生的磁场导致磁针沿逆时针方向(俯视)转动，构成电磁驱动．2．如图，线圈L的自感系数极大，直流电阻忽略不计；D1、D2是两个二极管，当电流从“＋”流向“－”时能通过，反之不通过；R0是保护电阻，则()A．闭合S之后，B灯慢慢变亮B．闭合S之后，A灯亮且亮度不变C．断开S瞬时，A灯闪一下再慢慢熄灭D．断开S瞬时，B灯闪一下再慢慢熄灭答案 D解析闭合S瞬间，A灯支路二极管正向导通，因此A灯亮，B灯支路二极管不能导通，因此不亮，之后线圈自感阻碍逐渐减小，从自感线圈流过的电流逐渐增大，A灯逐渐熄灭，故A、B错误；断开S瞬间，线圈L产生与原电流方向相同的自感电流，可通过D2，故B灯闪一下再慢慢熄灭，电流不能通过D1，故A灯不亮，故C错误，D正确．3．如图所示，在某次阅兵盛典上，我国预警机“空警－2000”在通过天安门上空时机翼保持水平，以4.5×102 km/h的速度自东向西飞行．该机的翼展(两翼尖之间的距离)为50 m，北京地区地磁场向下的竖直分量大小为4.7×10－5 T，则()A．两翼尖之间的电势差为2.9 VB．两翼尖之间的电势差为1.1 VC．飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势高D．飞机左方翼尖的电势比右方翼尖的电势低答案 C解析飞机的飞行速度为 4.5×102km/h＝125 m/s，飞机两翼尖之间的电动势为E＝Bl v＝4.7×10－5×50×125 V≈0.29 V，A、B项错误；飞机从东向西飞行，磁场竖直分量向下，根据右手定则可知，飞机左方翼尖的电势高于右方翼尖的电势，C项正确，D项错误．4．(多选)如图甲，在虚线所示的区域有竖直向上的匀强磁场，面积为S的单匝金属线框放在磁场中，线框上开有一小口与磁场外阻值为R 的小灯泡相连．若金属框的总电阻也为R ，磁场随时间变化关系如图乙，则下列说法正确的是( )A ．b 端电势较高B ．线框cd 边受到的安培力方向向左C ．ab 间电压大小为B 0S2t 0D ．0～t 0时间内小灯泡的电功率为B 02S 24Rt 02答案 CD解析 由楞次定律可得感应电流的方向为逆时针，金属线框相当于电源，通过R 的电流方向为a →b ，即a 端电势高，故A 错误；根据左手定则可知，线框cd 边受到的安培力方向向右，故B 错误；穿过线框的感应电动势大小为E ＝n ΔΦΔt ＝2B 0－B 0t 0·S ＝B 0St 0，由闭合电路欧姆定律可得I ＝E R ＋R ，则电阻R 两端的电压为U ＝IR ＝B 0S2t 0，故C 正确；由电功率的计算表达式有P＝I 2R ＝B 02S 24Rt 02，故D 正确．5．(2022·上海浦东华师大二附中高三模拟)如图所示，由均匀导线制成的半径为R 的圆环，以速度v 匀速进入一磁感应强度大小为B 的匀强磁场．当圆环运动到图示位置(∠aOb ＝90°)时，a 、b 两点的电势差U ab 为( )A.2BR vB.22BR v C ．－24BR v D ．－324BR v答案 D解析 有效切割长度即a 、b 连线的长度，如图所示由几何关系知有效切割长度为2R，所以产生的电动势为E＝BL v＝B·2R v，电流的方向为a→b，所以U ab<0，由于在磁场部分的阻值为整个圆的14，所以U ab＝－34B·2R v＝－324BR v，故选D.6．磁电式仪表的基本组成部分是磁体和线圈．缠绕线圈的骨架常用铝框，铝框、指针固定在同一转轴上．线圈未通电时，指针竖直指在表盘中央；线圈通电时发生转动，指针随之偏转，由此就能确定电流的大小．如图所示，线圈通电时指针向右偏转，在此过程中，下列说法正确的是()A．俯视看线圈中通有逆时针方向的电流B．穿过铝框的磁通量减少C．俯视看铝框中产生顺时针方向的感应电流D．使用铝框做线圈骨架能够尽快使表针停在某一刻度处答案 D解析由左手定则可知，俯视看线圈中通有顺时针方向的电流，选项A错误；因为线圈在水平位置时磁通量为零，则线圈转动时，穿过铝框的磁通量增加，根据楞次定律可知，俯视看铝框中产生逆时针方向的感应电流，选项B、C错误；当铝框中产生感应电流时，铝框受到的安培力与运动方向相反，故起到了阻尼作用，则使用铝框做线圈骨架能够尽快使表针停在某一刻度处，故D正确．7.如图，直角三角形金属框abc放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于ab边向上．当金属框绕ab边以角速度ω逆时针转动时，a、b、c三点的电势分别为φa、φb、φc.已知bc边的长度为l.下列判断正确的是()A ．φa ＞φc ，金属框中无电流B ．φb ＞φc ，金属框中电流方向沿a →b →c →aC ．U bc ＝－12Bl 2ω，金属框中无电流D ．U bc ＝12Bl 2ω，金属框中电流方向沿a →c →b →a答案 C解析 穿过金属框的磁通量始终为零，没有发生变化，故金属框中无电流，B 、D 项错误；bc 边切割磁感线的等效速度为12lω，根据右手定则知φb ＜φc ，故U bc ＝－12Bl 2ω，C 项正确；ac 边切割磁感线，根据右手定则得φa ＜φc ，A 项错误．8．(多选)如图所示，匀强磁场中有a 、b 两个闭合线圈，它们用同样的导线制成，匝数均为n ，线圈半径r a ＝2r b .磁场方向与两线圈所在平面垂直，磁感应强度B 随时间均匀增大．两线圈中产生的感应电动势分别为E a 和E b ，感应电流分别为I a 和I b .不考虑两线圈间的相互影响．下列说法中正确的是( )A ．E a ∶E b ＝2∶1，感应电流均沿顺时针方向B ．E a ∶E b ＝4∶1，感应电流均沿逆时针方向C ．I a ∶I b ＝2∶1，感应电流均沿逆时针方向D ．I a ∶I b ＝1∶2，感应电流均沿顺时针方向 答案 BC解析 磁场垂直于纸面向里，磁感应强度增大，穿过线圈的磁通量增加，由楞次定律可知，线圈中的感应电流沿逆时针方向；设导线的电阻率为ρ，横截面积为S ，由电阻定律可知，线圈电阻R ＝ρL S ＝ρn ·2πr S .由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势E ＝n ΔΦΔt ＝nS ′ΔB Δt ＝n πr 2ΔBΔt ，则感应电动势之比E a E b ＝r a 2r b 2＝(21)2＝41，A 错误，B 正确；由闭合电路欧姆定律可知，感应电流I ＝E R ＝rS 2ρ·ΔB Δt ，电流之比I a I b ＝r a r b ＝21，C 正确，D 错误． 9.如图所示，在半径为R 的圆形区域内存在垂直于平面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，圆外无磁场．一根长为2R 的导体杆ab 水平放置，a 端处在圆形磁场的下边界，现使杆绕a 端以角速度ω逆时针匀速旋转180°，在旋转过程中( )A ．b 端的电势始终高于a 端B ．ab 杆的电动势最大值E ＝BR 2ωC ．全过程中，ab 杆平均电动势E ＝BR 2ωD ．当杆旋转θ＝120°时，ab 间电势差U ab ＝12BR 2ω答案 C解析 根据右手定则，a 端相当于电源正极，b 端为负极，故A 错误；当导体杆ab 和直径重合时，切割磁感线的有效长度l ＝2R ，此时产生的感应电动势最大，ab 杆切割磁感线产生的感应电动势为E ＝12Bl 2ω＝2BR 2ω，故B 错误；根据法拉第电磁感应定律可知，全过程中，ab杆平均电动势为E ＝ΔΦΔt ＝BR 2ω，故C 正确；当θ＝120°时，ab 杆切割磁感线的有效长度l ′＝3R ，ab 杆切割磁感线产生的感应电动势为E ′＝12Bl ′2ω＝32BR 2ω，故D 错误．10.如图所示，某小组利用电流传感器(接入电脑，图中未画出)记录灯泡A 和自感元件L 构成的并联电路某时刻在断电瞬间各支路电流随时间的变化情况，i 1表示小灯泡中的电流，i 2表示自感元件中的电流(已知开关S 闭合时i 2>i 1)，则下列图像中正确的是( )答案 C解析 当开关S 断开后，自感元件与灯泡形成回路，自感元件阻碍自身电流变化，自感元件产生的感应电流仍沿着原来方向，大小从i 2开始不断减小，灯泡的电流反向，大小与自感元件电流相等，故C 正确，A 、B 、D 错误．11.如图所示，匀强磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框，半圆直径与磁场边缘重合，磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里，磁感应强度大小为B 0，使该线框从静止开始绕过圆心O 且垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周，在线框中产生感应电流．现使线框保持图中所示位置不变，磁感应强度大小随时间线性变化．为了产生与线框转动半周过程中同样大小的电流，磁感应强度随时间的变化率ΔBΔt的大小应为( )A.ωB 0πB.2ωB 0πC.4ωB 0πD.ωB 02π答案 A解析 若要产生的电流相等，则产生的感应电动势应相等．设半圆半径为L ，从静止开始绕圆心O 以角速度ω匀速转动时，线框中产生的感应电动势大小为E 1＝12B 0L 2ω；当磁感应强度大小随时间线性变化时，根据法拉第电磁感应定律得E 2＝ΔΦΔt ＝ΔB ·S Δt ＝ΔB Δt ·12πL 2，由E 1＝E 2可得ΔB Δt ＝ωB 0π，故B 、C 、D 错误，A 正确．12．(多选)如图甲所示，足够长的光滑金属导轨处在垂直于导轨平面向里的匀强磁场中，其磁感应强度B 随时间t 的变化图像如图乙所示．导轨左端接有一个电阻值恒为R 的灯泡．从0时刻开始，垂直于导轨的导体棒ab 在水平外力F 的作用下从导轨的左端沿导轨以速度v 水平向右匀速运动．导体棒ab 的长度为l ，导体棒运动过程中与导轨接触良好，导体棒与导轨的电阻均不计．在导体棒ab 向右运动的过程中，下列说法正确的是( )A ．灯泡亮度不变B ．灯泡逐渐变亮C ．在t 0时刻，F ＝2B 02l 2v RD ．在t 0时刻，F ＝B 02l 2vR答案 BC解析 由题图乙可知，在t 时刻磁感应强度的大小为B ＝B 0t 0t ，所以在t 时刻回路中由于导体棒运动产生的动生电动势为E 1＝Bl v ＝B 0l v tt 0，在t 时刻回路中由于磁感应强度变化产生的感生电动势为E 2＝S ΔB Δt ＝l v tB 0t 0，根据右手定则和楞次定律可知，这两个电动势是同方向的，所以回路中的总电动势为E ＝E 1＋E 2＝2B 0l v tt 0，因此回路中的总电动势随时间增大，所以灯泡逐渐变亮，故A 错误，B 正确；在t 0时刻，回路中的总电动势为E ′＝2B 0l v t 0t 0＝2B 0l v ，回路中的电流为I ＝E ′R ＝2B 0l v R ，ab 棒受到的安培力大小为F ′＝B 0Il ＝2B 02l 2vR ，由于ab 棒匀速运动，所以ab 棒受力平衡，因此水平外力大小为F ＝F ′＝2B 02l 2vR，故C 正确，D 错误．。
高中物理【法拉第电磁感应定律 自感和涡流】知识点、规律总结
与线圈并联的灯泡
电路图
通电时 电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮 电流突然增大，然后逐渐减小达到稳定
电路中稳态电流为 I1、I2：①若 I2≤I1，
电流逐渐减小，灯泡逐渐变暗， 灯泡逐渐变暗；②若 I2＞I1，灯泡闪亮后
断电时
电流方向不变
逐渐变暗．两种情况下灯泡中电流方向均
改变
电磁感应现象在生产、生活中的应用 [素养必备]
2．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像_水__的__漩__涡___状的感 应电流．
1．感应电动势的方向与电池电动势的方向一样，都规定为在电源内部由负极指向 正极．
2．穿过线圈的磁通量与匝数无关，感应电动势与匝数有关，n 匝线圈相当于 n 个相 同的电源串联．
3．计算通过导体截面的电荷量的两个途径： q＝－I t－I ＝－ER ，－E ＝nΔΔΦt →q＝nΔRΦ
电磁感应现象与生活密切相关，高考对这部分的考查更趋向于有关现代气息和 STS 问题中信息题的考查．命题背景有电磁炉、电子秤、电磁卡、电磁焊接术、卫星悬绳发 电、磁悬浮列车等．
考点二 导体切割磁感线产生感应电动势的计算
多维探究
1．E＝Blv 的特性
(1)正交性：本公式要求磁场为匀强磁场，而且 B、l、v 三者互相垂直．
(2)有效性：公式中的 l 为导体切割磁感线的有效长度．如图中，导体棒的有效长度
为 ab 间的距离．
(3)相对性：E＝Blv 中的速度 v 是导体相对磁场的速度，若磁场也在运动，应注意 速度间的相对关系．
第 2 讲 法拉第电磁感应定律 自感和涡流
一、法拉第电磁感应定律 1．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，跟穿过这一电路的磁通量的_变__化__率___成正 比． (2)公式：E＝nΔΔΦt ，n 为线圈匝数． (3)感应电流与感应电动势的关系：遵守闭合电路的_欧__姆___定律，即 I＝R＋E r.
高中会考物理知识点：自感现象、涡流
1．⾃感现象：⾃感，通俗地说就是“⾃⾝感应”，由于通过导体⾃⾝的电流发⽣变化⽽引起磁通量变化时，导体⾃⾝产⽣感应电动势的现象。
（1）导体中的⾃感电动势总是阻碍引起⾃感电动势的电流的变化。
（2）对于不同的线圈，在电流变化快慢相同的情况下，产⽣的⾃感电动势是不同的，在电学中，⽤⾃感系数来表⽰线圈的这种特性。
线圈越粗、越长，匝数越多，它的⾃感系数就越⼤，线圈有铁芯时的⾃感系数⽐没有铁芯时⼤得多。
2．涡流：把块状⾦属放在变化的磁场中，⾦属块内将产⽣感应电流，这种电流叫涡流。
可以利⽤涡流产⽣的热量，如电磁炉；涡流有时也有害，需减少涡流，如变压器的铁芯。
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涡流课后练习
1．自主思考——判一判
(1)涡流也是一种感应电流。
(√)
(2)导体中有涡流时，导体本身会产热。
(√)
(3)利用涡流制成的探雷器可以探出“石雷”。
(×)
(4)电磁阻尼和电磁驱动均遵循楞次定律。
(√)
(5)电磁阻尼发生的过程中，存在机械能向内能的转化。
(√)
(6)电磁驱动时，被驱动的导体中有感应电流。
(√)
2．下列做法中可能产生涡流的是()
A．把金属块放在匀强磁场中
B．让金属块在匀强磁场中做匀速运动
C．让金属块在匀强磁场中做变速运动
D．把金属块放在变化的磁场中
解析：选D涡流就是整个金属块中产生的感应电流，所以产生涡流的条件就是在金属块中产生感应电流的条件，即穿过金属块的磁通量发生变化。
而A、B、C中磁通量不变化，所以A、B、C错误，把金属块放在变化的磁场中时，穿过金属块的磁通量发生了变化，有涡流产生，所以D正确。
3．[多选]变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成，而不采用一整块硅钢，这是为了()
A．增大涡流，提高变压器的效率
B．减小涡流，提高变压器的效率
C．增大涡流，减小铁芯的发热量
D．减小涡流，减小铁芯的发热量
解析：选BD涡流的主要效应之一就是发热，而变压器的铁芯发热，是我们不希望出现的。
所以不采用整块硅钢，而采用薄硅钢片叠压在一起，目的就是减小涡流，从而减小铁芯的发热量，进而提高变压器的效率。
故B、D正确。
4．金属探测器已经广泛应用于安检场所，下列关于金属探测器的说法正确的是() A．金属探测器可用于食品生产，防止细小的砂石颗粒混入食品中
B．金属探测器探测地雷时，探测器的线圈中产生涡流
C．金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流
D．探测过程中金属探测器与被测物体相对静止与相对运动的探测效果相同
解析：选C金属探测器只能探测金属，不能用于食品生产，防止细小的砂石颗粒混入食品中，故A错误；金属探测器探测金属时，被测金属中感应出涡流，故B错误，C正确；探测过程中金属探测器应与被测物体相对运动，相对静止时无法得出探测效果，故D
错误。
5.[多选]涡流检测是工业上无损检测的方法之一。
如图所示，线圈
中通以一定频率的正弦交流电，靠近待测工件时，工件内会产生涡流，
同时线圈中的电流受涡流影响也会发生变化。
下列说法正确的是()
A．涡流的磁场总是要阻碍穿过工件磁通量的变化
B．涡流的频率等于通入线圈的交流电的频率
C．通电线圈和待测工件间存在周期性变化的作用力
D．待测工件可以是塑料或橡胶制品
解析：选ABC涡流是感应电流，涡流的磁场总是阻碍穿过工件的磁通量的变化，而且涡流的频率与线圈中交流电的频率相等，A、B均正确；因待测工件中的涡流与通电线圈中的电流具有相同频率，因此二者间必有周期性的作用力，C正确；涡流只能在金属制品中产生，故选项D错误。
6.[多选]高频焊接原理示意图如图所示，线圈通以高频交流电，
金属工件的焊缝中就产生大量焦耳热，将焊缝熔化焊接，下列情况
中能使焊接处消耗的电功率增大的是()
A．增大交变电流的电压，其他条件不变
B．增大交变电流的频率，其他条件不变
C．感应电流相同条件下，增大焊接缝的接触电阻
D．感应电流相同条件下，减小焊接缝的接触电阻
解析：选ABC增大交变电流的电压，其他条件不变，则线圈中交变电流增大，磁通量变化率增大，因此产生的感应电动势增大，感应电流也增大，那么焊接处消耗的电功率增大，故A正确；高频焊接利用高频交变电流产生高频交变磁场，在焊接的金属工件中产生感应电流，根据法拉第电磁感应定律分析可知，电流变化的频率越高，磁通量变化频率越高，产生的感应电动势越大，感应电流越大，焊缝处消耗的电功率越大，故B正确；感应电流相同条件下，增大焊接缝的接触电阻，焊缝处消耗的电功率增大，故C正确，D错误。