[中學數學知識點總結]2014中學數學必備知識點:法拉第電磁感應定理
1.自感現象
(1)當閉合回路的導體中的電壓發生變化時,導體本身就形成感應電動勢,這個電動勢總是制約導體中原來電壓的變化。這些因為導體本身的電壓發生變化而形成的電磁感應現象,稱作自感現象。
通電自感和斷電自感
在課本中介紹通電過程形成的自感演示實驗中(如圖所示),先閉合S,調節R1、R,使兩燈均正常發光。之后斷掉S。重新接通電路時可以看到電磁感應定律,跟有鐵芯的線圈L串連的燈泡A1卻是漸漸亮上去的,"漸漸"并不是一個平緩的長過程,"漸漸"的時間實際是很短的,只是相對同時變化而言。
介紹斷電過程形成的自感演示實驗中(如圖所示),接通電路,燈泡A正常發光。斷掉電路,可以看見燈泡A沒有立刻熄滅,相反,它會很亮地閃一下。這兒很亮地閃一下是有條件的,即S接通時,流過線圈中的電壓要小于流過燈泡中的電壓,由于S斷掉時,燈泡和線圈組成的回路中的電壓,是以線圈中的原電壓為初始電壓,再減少到零的。
(2)實質:因為回路中流過導體自身的電壓發生變化而形成的電磁感應現象。
(3)電壓變化特征:因為感應電壓總是制約線圈中自身電壓的增大或減少,故其本身的電壓的減小或降低總表現為一種"減緩"效應。即電壓變化的同時形成影響導體中電流變化的誘因,此瞬時電壓不會發生突變,而是較慢地達到那個變化。
2.自感電動勢
(1)概念:在自感現象中形成的感應電動勢叫自感電動勢。其療效表現為減緩導體中電流的變化。
(2)大?。?span style="display:none">cJ9物理好資源網(原物理ok網)
(3)方向:當流過導體的電壓減小時,E自的方向與原電壓的方向相同,當流過導體的電壓提高時,E自的方向與原電壓的方向相反。
3.自感系數
(1)不同的線圈在電壓變化快慢相同的情況下,形成的自感電動勢不同;在熱學中,用自感系數來描述線圈的這些特點。用符號"L"表示。
(2)決定誘因:線圈的橫截面積越大、線圈越長、單位寬度上的線圈阻值越多電磁感應定律,自感系數越大;有鐵芯比無鐵芯時自感系數要大得多。
(3)單位:享利,簡稱"享",符號"H"。常用的有毫享(mH)和微享(μH)。1H=103mH=106μH
(4)數學意義:表征線圈形成自感電動勢本領的大小。數值上等于通過線圈的電壓在1s內改變1A時形成的自感電動勢的大小。
4.自感現象的應用和避免
(1)應用:如日光燈電路中的燈管,無線電設備中和電容器一起組成的振蕩電路等。借助自感現象,可以適當地減小自感系數。
(2)害處及避免:在自感系數很大而電壓又很強的電路中,切斷電路的瞬時,會因形成很高的自感電動勢而出現電弧,因而殃及工作人員和設備的安全,此時可用特制的安全開關。制做精密內阻時,采用雙線繞法,避免自感現象的發生、減小因自感而導致的偏差。也可以通過阻斷產生自感所必需的通路或設法降低自感系數來降低自感的害處。