【知识点详解】
1. 自感现象:自感是由于电路自身电流变化引起电磁场变化,导致电路中产生电动势的现象。在题目中的电路中,开关S的闭合或断开会改变电流,从而产生自感电动势,影响灯泡的亮度。
2. 涡流:当交流电通过导体时,尤其是在具有铁芯的线圈中,会在导体内形成环状电流,即涡流。涡流会导致能量损失,通常表现为发热。
3. 电路稳定状态:在电路稳定后,电流达到稳定值,灯泡亮度也相应稳定。断开开关S的瞬间,由于自感现象,会导致电流的变化,可能使灯泡闪烁或亮度发生变化。
4. 变压器与电流变化:题目中的变压器涉及到电磁感应,当电流变化时,会在线圈中产生自感电动势,影响通过灯泡的电流。不同的电流变化模式会影响到灯泡的亮度和电流变化趋势。
5. 电磁感应加热:电磁炉利用交变电流通过线圈产生变化磁场,使金属锅底产生涡流,涡流在电阻作用下转化为热能,实现加热。非金属材料如玻璃杯则无法产生涡流,无法被电磁炉加热。
6. 变压器与频率:变压器可以改变电压,但不能改变频率。电磁炉的面板采用金属材料是为了利用涡流加热。真空冶炼炉利用高频交流电在金属内部产生涡流来熔化金属。
7. 日光灯的工作原理:日光灯启动时,启动器和镇流器共同作用产生高电压;点亮后,镇流器起到降压限流作用。灯管内的气体激发发出可见光,不是由灯管壁发出。
8. 开关操作与灯泡响应:开关的闭合和断开会引发电流变化,导致灯泡亮度变化。断开开关时,自感现象可能导致灯泡瞬间闪亮。
9. 核物理知识:查德威克发现中子的核反应;C-14的半衰期用于考古年代测定;瞬时速度的概念运用了极限思想,而非类比法。
10. 电路动态响应:断开含有自感元件的电路开关,灯泡可能因自感电动势而暂时变亮,然后逐渐变暗。
11. 实验分析:从电流图像可以分析电流变化,但无法直接得出电感线圈的直流电阻,可以估算电荷量,判断自感电动势方向,但小灯泡是否闪亮取决于多种因素,不一定是观察不到的。
12. 电磁炉工作原理:电磁炉使用交流电产生变化磁场,使锅底产生涡流,通过涡流加热。
这些知识点涵盖了自感、涡流、电磁感应加热、电路动态响应、变压器工作原理等多个方面,适用于高中阶段的物理学习。