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1、1.5自感现象与日光灯学 习 目 标知 识 脉 络1.知道日光灯中起辉器的构造和工作原理2.理解自感现象及其产生的原因，会分析自感现象(重点)3.掌握日光灯工作原理及通电自感、断电自感现象的分析(重点、难点)4.掌握自感电动势和自感系数，知道互感现象(难点)自 主 预 习探 新 知知识梳理一、探究日光灯电路日光灯与镇流器元件名称构造原理、作用起辉器电容器、动触片、静触片启动时将电路瞬时接通后断开灯管灯管、灯丝、氩和汞蒸气高压将管内气体击穿，释放电子与汞原子碰撞发出紫外线使荧光物质发光镇流器铁心、多匝线圈启动时形成瞬时高压，工作时降压限流二、自感现象1自感由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感
2、应现象叫做自感现象，自感现象中产生的感应电动势叫做自感电动势矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖賃軔朧碍鳝绢懣硯涛镕頃赎巯驂雞虯从躜鞯烧。2自感电动势的大小(1)规律：自感电动势与电流的变化率成正比(2)公式：EL.式中的L称为自感系数，只跟线圈自身的因素有关线圈的横截面积越大、长度越长、匝数越多，它的自感系数就越大有铁心的比无铁心的自感系数大聞創沟燴鐺險爱氇谴净祸測樅锯鳗鲮詣鋃陉蛮苎覺藍驳驂签拋敘睑绑。基础自测1思考判断(1)日光灯正常工作后，起辉器不再起作用()(2)日光灯正常工作时，管内气体变为导电状态，电阻很小()(3)日光灯正常发光后，使镇流器短路，日光灯仍能正常发光，并能降低电能的消耗()【提示】
3、日光灯正常工作后，镇流器并没有被短路，它的作用是降压限流(4)只要线圈本身电流发生变化就有自感电动势产生()(5)当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反()(6)线圈中电流变化得越快，线圈的自感系数就越大()【提示】自感系数由线圈本身性质决定2人类生活中对能源的可持续利用可以通过节能方式体现，日光灯是最常用的节能照明工具，它的主要构成有灯管、镇流器、起辉器起辉器的构造如图151所示，为了便于日光灯工作，常在起辉器两端并上一个纸质电容器C.现有一盏日光灯总是出现灯管两端亮而中间不亮，经检查，灯管是好的，电源电压正常，镇流器无故障，其原因可能是()残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟婭骒
4、東戇鳖納们怿碩洒強缦骟飴顢歡窃緞駔蚂。图151A起辉器两脚A、B与起辉器座接触不良B电容器C断路C电容器C被击穿而短路D镇流器中的线圈匝数太多C由题意知镇流器无故障，故D项错误；日光灯管两端亮而中间不亮，说明灯管两端的灯丝处于通电状态，即起辉器接通， 但不能自动断开，说明电容器C短路了，选C.酽锕极額閉镇桧猪訣锥顧荭钯詢鳕驄粪讳鱸况閫硯浈颡閿审詔頃緯贾。3(多选)下列关于自感现象的论述中，正确的是() 【导学号：53932028】A线圈的自感系数跟线圈内电流的变化率成正比B当导体中电流减弱时，自感电流的方向与原电流方向相反C当导体中电流增大时，自感电流的方向与原电流方向相反D穿过线圈的磁通量的
5、变化和线圈中电流的变化成正比CD线圈的自感系数是由线圈本身性质决定的，与线圈的长度、匝数、线圈的横截面积、铁心有关，而与线圈内电流的变化率无关，A错自感电流的方向总是阻碍原来线圈中电流的变化，即原来线圈中电流增大，自感电流的方向与原电流方向相反；线圈中电流减弱，自感电流的方向与原电流方向相同，C对，B错根据ELI/t和En/t比较可知I，则D对彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑诒尔肤亿鳔简闷鼋缔鋃耧泞蹤頓鍥義锥柽鳗铟。合 作 探 究攻 重 难日光灯电路1.日光灯的构造如图152所示，日光灯主要是由灯管、镇流器、起辉器三部分构成起辉器与灯管并联，镇流器与灯管串联謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔點鉍杂篓鳐驱數硯侖葒屜懣勻雏
6、鉚預齒贡缢颔。图1522各部分的作用(1)灯管：灯管两端有灯丝，管内充有微量的氩和稀薄的汞蒸气，管壁上涂有荧光粉当两灯丝间的气体导电时发出紫外线，紫外线使涂在管壁上的荧光粉发出柔和的可见光(2)镇流器：镇流器是一个带铁心的线圈，其匝数很多且为闭合铁心，自感系数很大镇流器的作用：日光灯点燃时，利用自感现象产生瞬时高压；日光灯正常发光时，利用自感现象，对灯管起着降压限流的作用厦礴恳蹒骈時盡继價骚卺癩龔长鳏檷譴鋃蠻櫓鑷圣绋閼遞钆悵囅为鹬。(3)起辉器：其构造如图153所示，它是一个充有氖气的小玻璃泡，里面装有两个电极，一个固定不动的静触片和一个用双金属片制成的U形动触片茕桢广鳓鯡选块网羈泪镀齐鈞摟鳎
7、饗则怿唤倀缀倉長闱踐識着純榮詠。图153起辉器的作用：通断电路(开关)3日光灯的工作原理(1)启动：开关闭合后，电源电压加在起辉器两极，使氖气放电发出辉光，辉光产生的热量使U形动触片膨胀，跟静触片接触把电路接通电路接通后，氖气停止放电，U形动触片冷却收缩，两触片分开，电路断开电路断开的瞬间，镇流器产生很高的自感电动势，其方向与原电压方向相同，共同加在灯管两端，使灯管中的汞蒸气放电，日光灯开始工作鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴縈诘聾諦鳍皑绲讳谧铖處騮戔鏡謾维覦門剛慘。(2)正常发光：日光灯正常发光时，镇流器与两灯丝及灯管内的汞蒸气组成串联电路由于镇流器中的线圈的自感现象，阻碍通过灯管的电流变化，起降压限流
8、作用，确保日光灯正常工作籟丛妈羥为贍偾蛏练淨槠挞曉养鳌顿顾鼋徹脸鋪闳讧锷詔濾铩择觎測。(多选)如图154甲为日光灯电路，图154乙为起辉器结构图在日光灯正常工作的过程中()图154A镇流器为日光灯的点亮提供瞬时高压B镇流器维持灯管两端有高于电源的电压，使灯管正常工作C灯管点亮发光后，起辉器中两个触片是接触的D灯管点亮发光后，镇流器起降压限流作用使灯管在较低的电压下工作思路点拨：镇流器在日光灯点亮前、后的作用；起辉器的结构及工作原理AD日光灯刚发光时，镇流器在启动时产生瞬时高压，故A正确；灯管点亮发光后，镇流器起降压限流作用使灯管在较低的电压下工作，故B错误，D正确灯管正常发光后，起辉器不再工作
9、，起辉器中两个触片是分离的，故C错误預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴買闥龅绌鳆現檳硯遙枨纾釕鴨鋃蠟总鴯询喽箋。日光灯电路的分析方法(1)电路连接：日光灯电路中，镇流器与灯管串联，起辉器与灯管并联(2)各部分作用：起辉器起开关作用；镇流器点燃灯管时提供高压，灯管正常发光时降压限流；灯管能够发光针对训练1.如图155所示是日光灯的结构示意图，若按图示的电路连接，关于日光灯发光的情况，下列叙述中正确的是()渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦鋇絨钞陉鳅陸蹕銻桢龕嚌谮爺铰苧芻鞏東誶葦。图155AS1接通，S2、S3断开，日光灯就能正常发光BS1、S2接通，S3断开，日光灯就能正常发光CS3断开，接通S1、S2后，再断开S2，日光
10、灯就能正常发光D当日光灯正常发光后，再接通S3，日光灯仍能正常发光C当S1接通，S2、S3断开时，电源电压220 V直接加在灯管两端，日光灯不能发光，选项A错误；当S1、S2接通，S3断开时，灯丝两端被短路，电压为零，日光灯不能发光，选项B错误；当日光灯正常发光后，再接通S3，则镇流器被短路，灯管两端电压过高，会损坏灯管，选项D错误；只有当S1、S2接通，灯丝被预热，发出电子，再断开S2，镇流器中产生很大的瞬时电压，和原电压一起加在灯管两端，使气体电离，日光灯正常发光，故选项C正确铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡缝勵罴楓鳄烛员怿镀鈍缽蘚邹鈹繽駭玺礙層談。自感现象1.对自感现象的理解(1)自感现象是一种特殊
11、的电磁感应现象，其特殊性在于产生原磁场和产生感应电动势的是同一导体(2)产生自感现象的原因是导体本身的电流发生变化而引起穿过自身的磁通量的变化，从而产生感应电动势(3)自感现象的规律符合电磁感应现象的一般规律，仍然遵守法拉第电磁感应定律和楞次定律2对自感电动势的理解(1)产生原因：通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化，因而在线圈上产生感应电动势(2)自感电动势的方向：当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同擁締凤袜备訊顎轮烂蔷報赢无貽鳃闳职讳犢繒笃绨噜钯組铷蟻鋨赞釓。(3)自感电动势的作用：阻碍原电流的变化阻碍不是阻止，
12、原电流仍在变化，只是使原电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化的作用贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷鯛汉鼉匮鲻潰馒鼋餳攪單瓔纈釷祕譖钭弯惬閻。3对电感线圈阻碍作用的理解(1)若电路中的电流正在改变，电感线圈会产生自感电动势阻碍电路中电流的变化，使得通过电感线圈的电流不能突变坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚跻馱釣缋鲸鎦潿硯级鹉鄴椟项邬瑣脐鯪裣鄧鯛。(2)若电路中的电流是稳定的，电感线圈相当于一段导线，其阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的(3)阻碍作用过程中能量转化的特点：线圈对变化电流的阻碍作用结果是实现电能和磁能的相互转化线圈中电流从无到有时，磁场从无到有，电源的能量输送给磁场，储存在磁场中相反，线圈中电流减
13、小时，磁场中的能量释放出来转化为电能蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘籜葦繯颓鲷洁遲銻鹂迳睁張晕辯滾癰學鸨朮刭。如图156所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，线圈L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值，在t0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在tt1时刻断开S，下列表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像中，正确的是()買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄届嬌擻歿鲶锖够怿輿绸養吕諄载殘撄炜豬铥嵝。ABCD思路点拨：通电瞬间，线圈相当于断路；断电瞬间，线圈相当于电源；注意电流大小及方向的变化B在t0时刻闭合开关S，由于线圈L产生自感电动势，阻碍电流通过，电源输出电流较小，路端电压较高，经过一段时间电路稳定，电源输
14、出电流较大，路端电压较低在tt1时刻断开S，线圈L产生自感电动势，与灯泡构成闭合回路，灯泡D中有反向电流通过，所以表示A、B两点间电压UAB随时间t变化的图像中正确的是B.綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴飙钪麦蹣鲵殘荩讳创户軾鼹麗躑時嘮犖鈞泞椁。(1)断电时，自感线圈处相当于电源，其电流逐渐减小，不会发生突变.(2)断电时，灯泡会不会闪亮一下再熄灭取决于通过灯泡前后电流大小的关系.若断电前自感线圈电流IL大于灯泡的电流ID，则灯泡会闪亮一下再熄灭；若断电前自感线圈中的电流IL小于或等于灯泡中的电流ID，则不会出现闪亮，而是逐渐熄灭.驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦諑琼针咙鲲鏵鲠黾诂鰒猫餑矫赖懾鷗邻嫱鏹癣。(3)要注意断电前后通过灯泡的电流方向是否变化.针对训练2.如图157所示电路中，L为自感系数很大、电阻为RL的线圈，A为一阻值为RA的小灯泡，已知RLRA，电源的电动势为E，内阻不计，某物理实验小组的同学们把S闭合一段时间后开始计时，记录各支路的电流，测得流过L的电流为i1，流过灯A的电流为i2，并在t1时刻将S断开，画出了通过灯泡A的电流随时间变化的图像，你认为正确的是()猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑献鵬缩职鲱样犧硯嬸軼產锺銪貸崳门騭荧愛缪。 【导学号：53932029】图157ABCDD当S闭合时，由于RLRA，故开始一段时间内，各支路电流之间的关系为i2i1，流过灯A的电流方向从左向右，S断开时，
