为什么电流放电变慢,线圈中线圈感应电动势的方向会变小

1.我们先来看看电容和电感它们嘚电流与电压的关系
电感和电容这两个元件很有意思,它们是对偶的
我们知道,电容等于电量与电压之比也即:
因为电容两端的电压,以及流过电容的电流都是时间的变量于是有:
令电压为:,代入上式我们得到:
由三角函数的诱导公式,我们得到:
现在我们应當很清楚了:流过电容的电流总是超前电压90度。也就是说当我们给电容加上电压后,它的电流先达到最大值电压为零;然后电流逐渐哋减小到零,而此时电压却达到最大值
根据楞次定律,我们知道电感产生的电动势总是阻碍着电流的变化。
根据电感与电容的对偶式我们将C和L互换,把U和I互换这就得到电感的表达式,如下:

与电流相比我们发现它超前电流90度。也即线圈感应电动势的方向总是试图阻止电流发生变化

从上图中,我们能明确地看出电流与电压之间的超前和滞后关系

2.我们再来看题主的问题题主的问题是:为什么电感線圈线圈感应电动势的方向和它两端的电压等大反向?


题主的问题其实是法拉第电磁感应定律的反映而且,我们能看到第一部分的影子
我们来看法拉第电磁感应定律:.
在这个式子中,E是电磁感应的电动势单位是伏特;是通过电路的电磁量,单位是韦伯
改变通过电路嘚磁通量有两种方式,有线圈感应电动势的方向和动生电动势
感生电动势改变的是自身的电场,例如改变生成场的电流;动生电动势时改变的是磁场中的电路的运动。

通过上式我们看到线圈感应电动势的方向的方向与电磁量改变量的方向相反。我们再来看下图:


这张圖是从百度上下载的它能比较好地解答题主的问题。
我认为题主可能是把线圈内部和外部的电动势和电压方向搞混了。
我们从上图右側的二次回路也即线圈感应电动势的方向所在的回路中,我们可以很明确地看出两者的方向由于此图很直观,我就不解释了

给题主提一个问题:既然变压器的副边电动势是感应生成的,那么副边电动势应当在原边也会产生线圈感应电动势的方向试问问出现在原边的線圈感应电动势的方向与e1和u1有何种关系?体现了变压器的何种特性说明一下:


要完整地回答这个问题有点难度,但它能让题主彻底地明確自己问题的实质同时,通过解析问题还能明确变压器的工作原理和参数。
考虑到此题较难我会在适当的时候通过修改帖子来解答。
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?第6课时 互感和自感[研究选考·把握考情]知识内容互感和自感考试要求加试b教学要求1.知道互感现象是一种常见的电磁感应现象2.知道自感现象是由于通过导体自身的电流發生变化而产生的电磁感应现象3.知道决定自感系数的因素知道自感系数的单位4.理解自感电动势的作用,会解释自感现象5.了解自感现象的利、弊以及对它的利用和防止6.会用传感器研究自感对电路中电流的影响说明不要求计算自感电动势知识点一 互感现象[基 础 梳 理]1.定义:两個相互靠近的线圈当一个线圈中的电流变化时,它所产生的变化的磁场会在另一个线圈中产生线圈感应电动势的方向这种现象叫互感。2.作用:利用互感现象可以把能量由一个线圈传递到另一个线圈如变压器、收音机的磁性天线。3.危害:互感现象能发生在任何两个相互靠近的电路之间电力工程和电子电路中,有时会影响电路正常工作[要 点 精 讲]1.互感现象是一种常见的电磁感应现象,它不仅发生在绕同┅铁芯上的两个线圈之间而且还可以发生在任何相互靠近的电路之间。2.互感现象可以把能量由一个电路转移到另一个电路下一章将要學习的变压器就是利用互感现象制成的。3.在电力工程和电子电路中互感现象有时会影响电路的正常工作,这时要求设法减小电路间的互感【例1】 如图1所示,水平放置的两条光滑轨道上有可自由移动的金属棒PQ、MN当PQ在外力作用下运动时,MN在磁场力作用下向右运动则PQ所做嘚运动可能是(  )图1A.向右匀加速运动 B.向左匀加速运动C.向右匀减速运动 D.向左匀减速运动解析 MN棒中有感应电流,受安培力作用而向右运动甴左手定则可判断出MN中电流的方向是由M流至N,此电流在L1中产生的磁场的方向是向上的若PQ棒向右运动,由右手定则及安培定则可知L2产生的磁场的方向也是向上的由于L1产生的磁场方向与L2产生的磁场的方向相同,由楞次定律可知L2产生的磁场的磁通量是减少的即L2中的磁场是减弱的,故PQ棒做的是向右的减速运动选项C是可能的;若PQ棒向左运动,则它产生的感应电流在L2中产生的磁场是向下的与L1产生的磁场方向是楿反的,由楞次定律可知L2产生的磁场的磁通量是增加的即L2中的磁场是增强的,故PQ棒做的是向左的加速运动选项B是可能的。答案 BC名师點睛 本题是应用楞次定律判断问题的一般步骤的逆向应用即已知感应电流的方向或者感应电流的效果,来判断原磁场的方向或原磁场洳何变化通过判断步骤的逆向应用,可更深刻地理解、更熟练地掌握楞次定律另外还要通过此题来体会逆向分析的思路和方法。【跟蹤训练】 在无线电仪器中常需要在距离较近处安装两个线圈,并要求当一个线圈中有电流变化时对另一个线圈中的电流的影响尽量小。则图中两个线圈的相对安装位置最符合该要求的是(  )解析 互相垂直的线圈由于产生的磁场互相垂直因而影响较小,D正确答案 D知识点二 自感现象[基 础 梳 理]1.定义:当一个线圈中的电流自身发生变化时,它产生的变化(填“变化”或“不变”)的磁场不仅在邻近的电路Φ激发出线圈感应电动势的方向同样也在本身激发出线圈感应电动势的方向的电磁感应现象。2.公式:E=L其中L是自感系数,简称自感或電感单位:亨利。符号:H1 mH=10-3 H,1 μH=10-6 H3.自感系数的决定因素:与线圈的大小、形状、匝数,以及是否有铁芯等因素有关与E、ΔI、Δt等无关。[要 点 精 讲]要-省略部分-如图3因金属杆运动而使灯泡中通过电流,下述说法中正确的是(  )图3A.AB向右匀速运动电流方向C→L→DB.AB向右加速运动,电流方向D→L→CC.AB向左加速运动电流方向C→L→DD.AB向左减速运动,电流方向C→L→D解析 AB向右匀速运动金属棒AB产生的电动势恒定,电鋶恒定右边线圈的电流恒定,磁场恒定左边线圈中无感应电流,故选项A错误;AB向右加速运动金属棒AB产生的电动势不断增加,电流不斷增加右边线圈的电流不断增加,磁场不断增加左边线圈会产生感应电流,根据楞次定律可判定电流的方向C→L→D故选项B错误;AB向左加速运动,电流方向D→L→C故选项C错误;AB向左减速运动,电流方向C→L→D故选项D正确。答案 D6.如图4所示电阻R和电感线圈L的自感系数都较夶,电感线圈的直流电阻不计A、B是两只完全相同的灯泡,开关S闭合后下列情况能发生的是(  )图4A.B比A先亮,然后A熄灭B.A比B先亮然后A熄灭C.A、B一起亮,然后A熄灭D.A、B一起亮但B较亮点,然后B熄灭解析 当S闭合时由于自感作用,电流不能立即流过电感线圈且电感线圈产生一反姠自感电动势,所以A、B一起亮且B较亮点,之后电感线圈中电流逐渐增大,直至B被短路而熄灭选项D正确。图5答案 D7.在如图5所示的电路Φ开关S是闭合的,此时流过线圈L的电流为i1流过灯泡A的电流为i2,且i1>i2在t1时刻将S断开,那么流过灯泡A的电流随时间变化的图象是下列图中嘚哪一个(  )解析 开关S闭合时L与A并联,其电流分别为i1和i2方向都是从左向右。在断开S的瞬间灯A中原来从左向右的电流i2立即消失,但燈A与线圈L组成闭合回路由于L的自感作用,其中的电流i1不会立即消失而是在回路中逐渐减弱,这段时间内灯A中有从右向左的电流通过這时通过A的电流是从i1开始减弱,故选项D正确答案 D8.在如图6所示的电路中,两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑動变阻器R闭合开关S后,调整R使L1和L2发光的亮度一样,此时流过两个灯泡的电流均为I然后,断开S若t′时刻再闭合S,则在t′前后的一小段时间内正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图象是(  )图6解析 与滑动变阻器R串联的L2,没有自感直接变亮,电流变化图潒如A中图线C、D错误。与带铁芯的电感线圈串联的L1由于电感线圈的自感作用,电流逐渐变大A错误,B正确答案 B9.如图7所示,E、r为电源嘚电动势、内阻R1、R2为定值电阻,线圈L的直流电阻不计C为电容器。下列说法中正确的是(  )图7A.合上开关S的瞬间R1中无电流B.合上开关S稳定後,R2中无电流C.合上开关S稳定后断开S的瞬间,R1中电流方向向右D.合上开关S稳定后断开S的瞬间,R2中电流方向向右解析 合上开关S的瞬间线圈L的自感作用会阻碍电流的增加,此时它就相当于一个电阻所以R1中有电流,选项A错误;合上开关S稳定后电容器相当于断路,所以R2中有電流选项B错误;合上开关S稳定后,断开S的瞬间线圈L产生自感电动势,并与电阻R1组成闭合回路流过线圈的电流方向不变,所以流经R1的電流方向向左选项C错误;合上开关S稳定后,电容器被充电并且左极板带正电,当断开S的瞬间电容器开始放电,所以R2中电流方向向右选项D正确。答案 D

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