高二物理 自感与涡流典型例题

自感与涡流典型例题

【例1】如图所示电路，A、B灯电阻均为R，闭合K

1打开K

2

时，两灯亮

度一样，若再闭合K

2待稳定后将K

1

断开，则断开瞬间：

A．B灯立即熄灭

B．A灯过一会儿才熄灭

C．流过B灯的电流方向是c→d

D．流过A灯的电流方向是b→a

【分析】电路中有一线圈L，在稳定的恒定电流路中，线圈相当于电阻很小的导线；当电路中的电流发生变化时，线圈会产生自感电动势阻碍电流的变化。

【解答】 K

1、K

2

闭合电路稳定时，灯A、B亮度相同，但都较弱，当K

1

断开的瞬间，B灯立即熄灭，但线圈L产生自感电动势，（加强原电流方向）在闭合回路cba中有自感电流，所以A灯不能立即熄灭，有b→a方向的电流通过。

∴正确选项为A、B、D

【说明】自感现象是一种特殊的电磁感应现象，它仍遵循楞次定律和法拉第电磁感应定律的规律，它是一种相当普遍的现象，只要电路中的电流发生变化，在线圈中都会有程度不同的自感现象发生。我们需要利用自感时，可加大自感系数，需要减弱自感影响时，可减小自感系数。

【例2】：在图所示的电路中，两个相同的电流表G

1和G

2

的零点在刻度

盘中央，当电流从“+”接线柱流入时，指针向右摆；当电流从“—”接线柱流入时，指针向左摆。在电路接通后再断开开关K的瞬间，下列说法中正确的是 [ ]

A、G

1指针向右摆，G

2

指针向左摆

B、G

1指针向左摆，G

2

指针向右摆

C、两表指针都向右摆

D、两表指针都向左摆

【分析】当开关K闭合时，流经电感线圈L的电流方向为自左向右流动。当断开开关K的瞬间，通过线圈L的电流将变小，根据楞次定律，必然感应电流方向与原电流方向相同，也将是自左向右流，以阻碍原电流减小的变化。

这样在由L、G

2、R及G

1

组成的闭合电路中，感应电流将从G

2

的负接线柱流入，

因而G

2的指针向左偏；感应电流将从G

1

的正接线柱流入，因而G

1

的指针向右

偏。

【解答】 A

【说明】这是断电自感现象，自感电流流经由L和R组成的闭合回路，因此通过两电流表的电流方向必然相反。

【例3】在水平放置的光滑导轨上，沿导轨固定一个条形磁铁如图1。现有铜、铝和有机玻璃制成的滑块甲、乙、丙，使它们从导轨上的A点以某一初速向磁铁滑去。各物块在拜碰上磁铁前的运动情况将

是 [ ]

A．都作匀速运动 B．甲、乙作加速运动

C．甲、乙作减速运动 D．乙、丙作匀速运动

【解答】正确选项C。

【说明】本题容易误解选A是出于如下考虑：因为铜、铝、有机玻璃都属非铁磁性物质，它们在磁场里不能被磁化，因而不会受到磁铁的引力，故作匀速运动。

但本问题有新的物理现象再现：同属金属的铜块、铝块向磁铁靠近时，穿过它们的磁通量发生改变，因此在其内部会产生感应电流I，如图2，这个电流在金属块内部自成回路，好像水的旋涡一样，故叫涡流。既有感应电流

形成，则感应电流的效果对产生它的原因总起阻碍作用，所以铜块、铝块向磁铁的运动会受阻而减速。有机玻璃为非金属，不产生涡流现象。