自感与涡流典型例题

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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K1打开K2时,两灯亮度一样,若再闭合K2待稳定后将K1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】 K1、K2闭合电路稳定时,灯A、B亮度相同,但都较弱,当K1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G1和G2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、G1指针向右摆,G2指针向左摆 ‎  B、G1指针向左摆,G2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、G2、R及G1组成的闭合电路中,感应电流将从G2的负接线柱流入,因而G2的指针向左偏;感应电流将从G1的正接线柱流入,因而G1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。‎ ‎ ‎
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