自感现象及交变电流总结

一、互感 自感 涡流Ⅰ

1、互感：由于线圈A 中电流的变化，它产生的磁通量发生变化，磁通量的变化在线圈B 中激发了感

应电动势。这种现象叫互感。

2、自感现象是指由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象 （1）自感电动势的大小：ε自=L I t

∆∆

L 是线圈的自感系数，是线圈自身性质，线圈越长，单位长度上的匝数越多，截面积越

大，有铁芯则线圈的自感系数L 越大。单位是亨利（H ）。 （2）自感现象分通电自感和断电自感两种

涡流及其应用

1．变压器在工作时，除了在原、副线圈产生感应电动势外，变化的磁通量也会在铁芯中产生感应电流。一般来说，只要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：

（1）新型炉灶——电磁炉。

（2）金属探测器：飞机场、火车站安全检查、扫雷、探矿。 练习：

1．如图3电路(a)、(b)中，电阻R 和自感线圈L 的电阻值都是很小．接通S ，使电路达到稳定，灯泡A 发光 [ ]

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

2．如图4所示电路，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，L A、L B 是两个相同的灯泡，则[ ]

A．S闭合瞬间，L A不亮，L B很亮；S断开瞬间，L A、L B立即熄灭

B．S闭合瞬间，L A很亮，L B逐渐亮；S断开瞬间，L A逐渐熄灭，L B立即熄灭

C．S闭合瞬间，L A、L B同时亮，然后L A熄灭，L B亮度不变；S断开瞬间，L A亮一下才熄灭，L B立即熄灭；

D．S闭合瞬间．A、B同时亮，然后A逐渐变暗到熄灭，B变得更亮；S断开瞬间，A 亮一下才熄灭，B立即熄灭

3、图8所示是演示自感现象的实验电路图，L是电感线圈，A1、A2是规格相同的灯泡，R 的阻值与L的电阻值相同．当开关由断开到合上时，观察到自感现象是____，最后达到同样亮．

二、交流电的产生及变化规律：

（1）产生：——————————————————————

（2）中性面特点：（）

（3）感应电动势瞬时值表达式：

若从中性面开始，感应电动势的瞬时值表达式：（）

若从线圈平面与磁力线平行开始计时，则感应电动势瞬时值表达式为（）

（4）交流电的图象：

三、表征交流电的物理量：

（1）瞬时值、最大值、有效值和平均值：（）

（2）周期、频率、角速度

四、电感和电容对交变电流的影响Ⅰ

①电感对交变电流有阻碍作用，阻碍作用大小用感抗表示。

低频扼流圈，线圈的自感系数Ｌ很大，作用是“通直流，阻交流”； 高频扼流圈，线圈的自感系数Ｌ很小，作用是“通低频，阻高频”． ②电容对交变电流有阻碍作用，阻碍作用大小用容抗表示 耦合电容，容量较大，隔直流、通交流

高频旁路电容，容量很小，隔直流、阻低频、通高频

例1、交流发电机在工作时产生的电压流表示式为sin m u U t ω=，保持其他条件不变，使该

线圈的转速和匝数同时增加一倍，则此时电压流的变化规律变为（ ） A ．2sin 2m U t ω B ．4sin 2m U t ω C ．2sin m U t ω D ．sin m U t ω

小试身手

1.1、关于线圈在匀强磁场中转动产生交变电流，以下说法正确的是（ ）

A ．线圈每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变

B ．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次

C ．线圈每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次

D ．线圈每转动一周，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次

1.2、如图17-3所示，矩形线圈ACDE 放在磁感强度为B 的匀强磁场中，线圈以相同的角速

度，分别绕MN 、PQ 、AC 、AE 轴线匀速转动，线圈中产生的感应电动势分别为E 1、E 2、E 3A E 1例2值。

2.1t e π100sin 2220=（V ），则如下说法中正确的是（ ）

A ．此交流电的频率是100Hz

B ．

t=0时线圈平面恰与中性面重合

C ．如果发电机的功率足够大，它可使“220V100W ”的灯泡正常发光

D ．用交流电压表测量的读数为2220V

2.2、一个电热器接在10V 的直流电源上，在ts 内产生的焦耳热为Q ，今将该电热器接在一交流电源上，它在2ts 内产生的焦耳热为Q ，则这一交流电源的交流电压的最大值和有效值分别是（ ）

A ．最大值是210V ，有效值是10V

B ．最大值是10V ，有效值是25V

C ．最大值是25V ，有效值是5V

D ．最大值是20V ，有效值是210V

例3、如图17-5所示，在匀强磁场中有一个“”形导线框可绕AB 轴转动，已知匀强磁场的磁感强度B=

π

2

5T ，线框的CD 边长为20cm 、CE 、DF 长均为10cm ，转速为50r/s ，若从

图示位置开始计时（1）写出线框中感应电动势的瞬时值表达式。（2）若线框电阻r=3Ω,再将AB 小试身手

3.1、共50（1（2）若t=0时线圈恰在中性面位置，写出感应电动势的瞬时表达式，求出当t=0.025s 时感应电动势的瞬时值．

（3）感应电动势的有效值多少？从图示位置转动900过程中的平均感应电动势值又是多少？（4）若线圈的电阻为10Ω，为了使线圈匀速转动，每秒要提供的机械能是多少？

（1.1、C 1.2、B 2.1、BC 2.2、B 3.1、（1）10ωπ=rad/s f =5H Z v =5m/s ；（2）

20sin10e t ππ=V 1e =V ；

（3）E = V 40E = V ； （4）220πJ 。） 五．变压器Ⅰ

（1）变压器的构造： （2）．变压器的工作原理

在原、副线圈上由于有交变电流而发生的互相感应现象，叫做互感现象，互感现象是变压器工作的基础。

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图17-6