* 单位长度的自感 * 二、互感应 1、互感现象 在相邻的线圈电势高低的判断中由于邻近线圈电势高低的判断中电流发生变化而引起电磁感应的现象――谓之互感。 I1 2、互感系数 茬两线圈电势高低的判断的形状、匝数、互相位置保持不变时根据毕奥——萨伐尔定律,由电流I1产生的空间各点磁感应强度B1均与I1成正比 故B1穿过另一线圈电势高低的判断(2)的磁通链Ψ21也与电流I1成正比,即 Ψ21=M21I1 * Ψ12=M12I2 实验与理论均证明 故用M表示称为两线圈电势高低的判断的互感系數,简称互感 1)互感系数的单位与自感系数相同。互感系数不易计算,一般常用实验测定 同理 2)互感系数与 * 3、互感电动势 同理,电流I2的變化在线圈电势高低的判断(1)中产生的互感电动势 1) 互感电动势的大小与互感系数成正比与邻近线圈电势高低的判断中电流的变化率正比。 2)式中负号表示互感电动势的方向总是阻碍邻近线圈电势高低的判断中电流的变化。 电流I1的变化在线圈电势高低的判断(2)中产生的互感電动势 * 4、互感的利弊 L1 L2 磁棒 放 大 器 M L1 L2 电路符号: 互感现象被广泛应用于无线电技术和电磁测量中通过互感线圈电势高低的判断能够使能量或信号由一个线圈电势高低的判断传递到另一个线圈电势高低的判断。各种电源变压器、中周变压器、输入输出变压器及电压互感器、电流互感器等都是利用互感原理制成的但是,电路之间的互感也会引起互相干扰必须采用磁屏蔽方法来减小这种干扰。 * 例10-16 两线圈电势高低的判断的自感分别为L1和L2它们之间的互感为M (1)将两线圈电势高低的判断顺串联,如图所示求a和d之间自感; (2)将两线圈电势高低的判断反串联,如图所示求a,c之间的自感 解:①顺串联,即联接b、c此时线圈电势高低的判断中磁通互相加强, ?11 ?22 即通过线圈电势高低的判断1的磁通有 自感磁通 互感磁通 ?12 ?21 通过线圈电势高低的判断2的磁通有 自感磁通 互感磁通 于是通过整个顺接线圈电势高低的判断的磁通为 * 则總的等效自感系数 ②反串联,即连接b、d线圈电势高低的判断中磁通互相削弱,同样I1=I2=I ?11 ?12 ?22 ?21 则反串接时等效自感系数 所以 * 可见两个有互感耦合嘚线圈电势高低的判断串联后等效一个自感线圈电势高低的判断,但其等效自感系数不等于原来两线圈电势高低的判断的自感系数之和其既与连接方式有关,又要考虑互感的影响 * 解:设原螺线管中的电流为I1,它在线圈电势高低的判断中段产生的磁感应强 度为 通过副线圈電势高低的判断每匝的磁通量为 例9-17 一长为l的直螺线管截面积为S,共有N1匝在其中段密绕一个匝数为N2的粗螺线管,试计算这兩个线圈电势高低的判断的互感系数 N1 ? S N2 * 若副线圈电势高低的判断与原线圈电势高低的判断一样长,即在无漏磁时,则 故两线圈电势高低的判断嘚互感糸数为 在一般情况下 k 称为耦合系数,k 的取值为 0≤ k ≤1 * 问题:一长为l、自感系数为L的长直螺线管,分为等长的两段则每段线圈电势高低的判断的自感系数为多少? 解:设每段线圈电势高低的判断的自感系数为L1、L2且L/=L1=L2, 则由例 10-16(1),有 设无磁漏又由例 10-17 可知, * 例9-18 ┅矩形线圈电势高低的判断长为a宽为b,由100匝表面绝缘的导线组成放在一根很长的导线旁边并与之共面。求图中(a)、(b)两种情况下線圈电势高低的判断与长直导线之间的互感 解 如(a)图,已知长直导线在矩形线圈电势高低的判断x处的磁感应强度为 通过线圈电势高低的判断的磁通链数为 图(b)中,M=0消除互感方法之一。 B ⊕ ⊙ * 例9-19 如图一导体棒ab在均匀磁场中沿金属导轨向右作匀加速运动,磁场方向垂直导轨所在平面若导轨电阻忽略不计,并设铁芯磁导率为常数则达到稳定后在电容器的M极上 (A)带有一定量的正电荷; (B)带有一萣量的负电荷; (C)带有越来越多的正电荷; (D)带有越来越多的负电荷。 ( ) 铁芯 1 2 * 答:图中ab向右作匀加速运动设其加速度为a,初始时刻的速度为0则任意时刻,ab棒中产生的动生电动势为: 负号说明电动势的方向为从b到a 设线圈电势高低的判断2中的电阻为R,则流过线圈电势高低的判断2的电流: 则线圈电势高低的判断1中感应出的互感电动势为: 铁芯中磁感应线为图示方向即逆时针方向。 铁芯 1 2 * 由于线圈电势高低的判断形状、相对位置不变并且铁芯磁导率为常数,故M不变即ε为一常数。故最终稳定后,M极板上的电荷Q=Cε为一定值。 综上所述,最终M极板上将带有一定量的负电荷 答案为(B) 由于ab加速运动,线圈电势高低的判断2中的电流越来越大铁芯中的磁感應强度逐渐增大,由楞次定律及右手螺旋定则易知线圈电势高低的判断1中的电流为从M到N, 故有电子从N到M从而使M极板上积累一定量的負电荷。 铁芯 1 2 * §9-5 磁场能量 一、自感磁能 1、? 设有一自感线圈电势高低的判断自感系数为L,接成如下电路回路总电阻为R,当K接在①点瞬时电路接通,由于自感存在电流不能立即达稳定值 ?/R,而是要经历
本题难度:一般 题型:解答题 | 来源:2011-浙江省宁波市五校联考高考物理模拟试卷
习题“为了撰写关于废旧电池的暑期实践报告某学校课题研究小组收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈电势高低的判断等电路元件.现从这些材料中选取两个待测元件,一是电阻R(约为2kΩ),二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3.7V允许最大放电电流为100mA).在操作台上还准备了如下实验器材:A.電压表V(量程4V,电阻RV约为4.0kΩ)B.电流表A1(量程100mA电阻RA1约为5Ω)C.电流表A2(量程2mA,电阻RA2约为50Ω)D.滑动变阻器R1(0~40Ω,额定电流1A)E.电阻箱R2(0~999.9Ω)F.开关S一只、导线若干(1)为了测定电阻R的阻值小组的一位成员,设计了如图所示的电路原理图所选取的相应的器材(电源鼡待测的锂电池)均标在图上,其他成员发现他在器材选取中有不妥之处你认为应该怎样调整?____.(2)在实际操作过程中发现滑动变阻器R1、电流表A1已损坏,请用余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r.①请你在方框中画出实验电路图(标注所用器材符号);②为了便于汾析一般采用线性图象处理数据,根据上题设计以____为y轴以____为x轴,并写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式:____....”的分析与解答如下所示:
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与“为了撰写关于废旧电池的暑期实践报告,某学校课题研究小组收集了数码相机、手机等用旧了的各种类型的电池及从废旧收音机上拆下的电阻、电容、电感线圈电势高低的判断等电路元件.现从这些材料中选取两个待测元件一是电阻R(约为2kΩ),二是手机中常用的锂电池(电动势E标称值为3.7V,允许最大放电电流为100mA).在操作台上还准备了如下实验器材:A.电压表V(量程4V电阻RV约为4.0kΩ)B.电流表A1(量程100mA,电阻RA1约为5Ω)C.电流表A2(量程2mA电阻RA2约为50Ω)D.滑动变阻器R1(0~40Ω,额定电流1A)E.电阻箱R2(0~999.9Ω)F.开关S一只、导線若干(1)为了测定电阻R的阻值,小组的一位成员设计了如图所示的电路原理图,所选取的相应的器材(电源用待测的锂电池)均标在圖上其他成员发现他在器材选取中有不妥之处,你认为应该怎样调整____.(2)在实际操作过程中,发现滑动变阻器R1、电流表A1已损坏请鼡余下的器材测量锂电池的电动势E和内阻r.①请你在方框中画出实验电路图(标注所用器材符号);②为了便于分析,一般采用线性图象處理数据根据上题设计以____为y轴,以____为x轴并写出与线性图象对应的相关物理量间的函数关系式:____....”相似的题目:
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