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高中物理
第十一章 电磁感应与交流电
法拉第 自感现象和涡流现象
最后
更新:
2025-06-01 20:28
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法拉第 自感现象和涡流现象
## 自感现象和涡流现象 家庭常用的日光灯内充有稀薄气体,日光灯发光就要使管内的稀薄气体导电,激发气体导电所需的电压远高于 220 V,在日光灯电路元件中能够在日光灯管两端的电极产生瞬时高电压的是**电感镇流器**。电感镇流器是一个带铁芯的多匝线圈,在日光灯启动阶段,电感镇流器两端产生瞬时高电压现象的基本原理是自感现象。 {width=400px} 在实际问题中,磁场的变化往往是由于电流的变化引起的。磁场变化引起磁通量变化,因此会产生感应电动势。如果一个回路中的电流发生变化,在回路自身也会产生感应电动势,这种电动势就是本节要研究的自感电动势。 ## 自感现象 我国高铁车厢上方的“受电弓”沿着高压(25 kV)接触线滑行,为电力机车提供稳定的电能(图 7–1)。然而在有冻雨或者电线结冰等气象条件下,受电弓和接触线之间往往会接触不良,导致受电弓在高速滑行的过程中容易出现冲击和离线状态,甚至会跳出电火花产生电磁辐射。 {width=500px} 图 7–1 高铁上方的受电弓从接触线获取电能 碰碰车的尾部有一根长导线与顶部带电金属板接触而获得电力(110 V)(图 7–2)。由于碰碰车的尾部长导线与金属板的接触并不牢靠,一旦出现空隙,就会打出“噼噼啪啪”的电火花。 {width=500px} 正常工作的电风扇(220 V)在调换转速挡时,开关盒中往往也会产生电火花。这些电火花产生的原因是什么呢? ## 下面我们来观察两个实验。 在图 7–3(a)所示电路中,A1 和 A2 是两个同样规格的灯泡,A1 和带有铁芯的线圈 L 串联,A2 和滑动变阻器 R 串联,然后将这两部分电路并联,再与直流电源 E、开关 S 和滑动变阻器 R1 连接。闭合开关 S,调节变阻器 R,使灯泡 A1 和 A2 亮度相同,再调节滑动变阻器 R1,使两个灯泡都正常发光,然后断开开关 S。 重新闭合开关 S,注意观察开关闭合后两个灯泡的发光情况。 接通电源的瞬间,可以看到与滑动变阻器 R 串联的灯泡 A2 立即正常发光;而与有铁芯的线圈 L 串联的灯泡 A1 却是慢慢亮起来的。 我们再来观察图 7–3(b)所示的实验,灯泡 A 与带有铁芯且电阻较小的线圈 L 并联。闭合开关 S,灯泡 A 正常发光;断开开关 S,灯泡 A 的亮度瞬间增大,然后才熄灭。 {width=300px} {width=300px} 图 7–3 开关闭合或断开时观察灯泡的发光情况 > **本实验在线演示**:来自抖音 [https://v.douyin.com/VXqmrSEA4B0/](https://v.douyin.com/VXqmrSEA
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