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1、日光灯的工作原理日光灯的工作原理2014.2.27例例1、(双双)如图所示的电路中如图所示的电路中,A1和和A2是完全相同的灯是完全相同的灯泡泡,线圈线圈L的电阻可以忽略的电阻可以忽略.下列说法中正确的是下列说法中正确的是A.合上开关合上开关S接通电路时接通电路时,A2先亮先亮,A1后亮后亮,最后一样亮最后一样亮B.合上开关合上开关S接通电路时接通电路时,A1和和A2始终一样亮始终一样亮C.断开开关断开开关S切断电路时切断电路时,A2立刻熄灭立刻熄灭,A1过过会儿熄灭会儿熄灭D.断开开关断开开关S切断电路时切断电路时,A1和和A2都要过一会儿才熄灭都要过一会儿才熄灭ADA1A2R1L这句话如何
2、理解这句话如何理解?例例5、如图所示、如图所示,多匝电感线圈的电阻和电池内阻都多匝电感线圈的电阻和电池内阻都忽略不计忽略不计,两个电阻的阻值都是两个电阻的阻值都是R,电键电键S原来打开原来打开,电电流为流为I0,今合上电键将一电阻短路今合上电键将一电阻短路,于是线圈有自感电于是线圈有自感电动势产生动势产生,这电动势这电动势A.有阻碍电流的作用有阻碍电流的作用,最后电流由最后电流由I0减少到零减少到零B.有阻碍电流的作用有阻碍电流的作用,最后电流总小于最后电流总小于I0C.有阻碍电流增大的作用有阻碍电流增大的作用,因而电流因而电流I0保持不变保持不变D.有阻碍电流增大的作用有阻碍电流增大的作用,
3、但电流最后还是增大到但电流最后还是增大到2I0SRRI0LD提示：线圈中的电流不能突变提示：线圈中的电流不能突变例例6(双双)、如图所示、如图所示,电路甲、乙中电路甲、乙中,电阻电阻R和自感线圈和自感线圈L的电阻值都很小的电阻值都很小,接通接通S,使电路达到稳定使电路达到稳定,灯泡灯泡D发发光光.则则A.在电路甲中在电路甲中,断开断开S,D将逐渐变暗将逐渐变暗B.在电路甲中在电路甲中,断开断开S,D将先变得更亮将先变得更亮,然后渐渐变暗然后渐渐变暗C.在电路乙中在电路乙中,断开断开S,D将渐渐变暗将渐渐变暗D.在电路乙中在电路乙中,断开断开S,D将变得更亮将变得更亮,然后渐渐变暗然后渐渐变暗A
4、D如图如图224所示，所示，LA、LB是两个完全相同是两个完全相同的小灯炮，灯泡电阻的小灯炮，灯泡电阻rR.L是一个自感系数很大的是一个自感系数很大的线圈，它的电阻和线圈，它的电阻和R相等由于自感现象，当开关相等由于自感现象，当开关接通或断开时，下列说法正确的是接通或断开时，下列说法正确的是()例例例例1 1图图224AS接通时，灯泡接通时，灯泡LA先亮，先亮，LB后亮后亮BS接通时，接通时，IAIBCS断开，断开，LB先熄灭，先熄灭，LA则先闪亮一则先闪亮一下再熄灭下再熄灭DS断开时，断开时，IAIB【答案答案】C【精讲精析精讲精析】S接通时，接通时，L中产生与电流方向中产生与电流方向相反的
5、电动势，阻碍作用很大，相当于断路相反的电动势，阻碍作用很大，相当于断路因此因此LA和和LB同时亮，且同时亮，且LA亮度大，即亮度大，即IAIB，故，故AB错误当达到稳定时，错误当达到稳定时，LA和和LB亮度相同，此亮度相同，此时时IAIBIA，因此，因此LA先闪亮一下再熄灭，先闪亮一下再熄灭，故故C正确开关断开后，无电流通过正确开关断开后，无电流通过LB，因此，因此LB先熄灭故先熄灭故D错误错误【规律总结规律总结】若电路中的电流发生变化，电若电路中的电流发生变化，电感感L的作用总是阻碍电流的变化；当电路稳定的作用总是阻碍电流的变化；当电路稳定时，电感时，电感L相当于一段导体，若电感相当于一段导
6、体，若电感L有直流有直流电阻，则相当于定值电阻的作用；若无直流电电阻，则相当于定值电阻的作用；若无直流电阻，则它相当于一根短路导线阻，则它相当于一根短路导线三、日光灯的工作原理三、日光灯的工作原理1日光灯发光原理日光灯发光原理灯管内充有微量氩和稀薄汞蒸气两端有灯丝，灯管内充有微量氩和稀薄汞蒸气两端有灯丝，内壁涂有荧光物质其发光原理如下流程：内壁涂有荧光物质其发光原理如下流程： 图图222 2启动器的作用启动器的作用图图223(1)构造：如图构造：如图223所示，它是一个充有氖所示，它是一个充有氖气的小玻璃泡，里面装上两个电极，一个固定气的小玻璃泡，里面装上两个电极，一个固定不动的静触片和一个用
7、双金属片制成的不动的静触片和一个用双金属片制成的U形动形动触片触片(2)作用：当开关闭合时，电源把电压加在启动器两作用：当开关闭合时，电源把电压加在启动器两极之间，使极之间，使氖气放电发出辉光，辉光产生的热量使氖气放电发出辉光，辉光产生的热量使双金属片受热膨胀双金属片受热膨胀，内层膨胀幅度大一些，使，内层膨胀幅度大一些，使U形形动触片膨胀伸长跟静触片接触而把电路导通，于是动触片膨胀伸长跟静触片接触而把电路导通，于是镇流器中的线圈和灯管的灯丝中就有电流通过，电镇流器中的线圈和灯管的灯丝中就有电流通过，电路接通后，启动器中的氖气停止放电，路接通后，启动器中的氖气停止放电，U形动触片形动触片冷却收缩
8、，两个触片分离，电路自动断开，在电路冷却收缩，两个触片分离，电路自动断开，在电路突然中断瞬间，镇流器线圈因自感产生一个瞬时高突然中断瞬间，镇流器线圈因自感产生一个瞬时高压，这个高压和电源电压加在灯管两端使灯管中的压，这个高压和电源电压加在灯管两端使灯管中的汞蒸气开始放电导通，汞蒸气开始放电导通，使日光灯发光使日光灯发光归纳一句：利用氖管的辉光放电，起着自动把电路归纳一句：利用氖管的辉光放电，起着自动把电路接通和断开为镇流器产生接通和断开为镇流器产生瞬时自感高压瞬时自感高压的作用的作用3镇流器的作用：镇流器的作用：镇流器是一个带铁芯的线圈，其自感系数很大镇流器是一个带铁芯的线圈，其自感系数很大镇
9、流器在日光灯启动阶段和正常发光阶段，镇流器在日光灯启动阶段和正常发光阶段，起着不尽相同的作用，具体表现为：起着不尽相同的作用，具体表现为：(1)在灯管启动时，镇流器能够产生一个高出在灯管启动时，镇流器能够产生一个高出电源电压很多的瞬时电压，使日光灯内的气体电源电压很多的瞬时电压，使日光灯内的气体导电，而被点燃；在导电，而被点燃；在日光灯启动后，因为日光日光灯启动后，因为日光灯的电阻变得很小，只允许通过不大的电流灯的电阻变得很小，只允许通过不大的电流，否则就会将灯管烧坏这时加在灯管两端的电否则就会将灯管烧坏这时加在灯管两端的电压低于电源电压，此要求也是通过镇流器来实压低于电源电压，此要求也是通过
10、镇流器来实现的现的(2)日光灯的工作过程分为日光灯的工作过程分为预热阶段、点燃阶预热阶段、点燃阶段和正常发光阶段段和正常发光阶段在不同阶段，镇流器的作在不同阶段，镇流器的作用不同用不同在点燃时，镇流器的作用是提供瞬时在点燃时，镇流器的作用是提供瞬时电压电压；在正常发光时，镇流器起降压限流作用在正常发光时，镇流器起降压限流作用例例1.日光灯的主要部件有灯管、镇流器、启动器日光灯的主要部件有灯管、镇流器、启动器.日日光灯灯管的两端各有一个灯丝光灯灯管的两端各有一个灯丝,灯管内充有微量的氩灯管内充有微量的氩气和稀薄的汞蒸气气和稀薄的汞蒸气,灯管内壁上涂有荧光粉灯管内壁上涂有荧光粉.两个灯丝两个灯丝之
11、间的气体导电时发出紫外线之间的气体导电时发出紫外线,使涂在管壁上的荧光使涂在管壁上的荧光粉发出可见光粉发出可见光A.在日光灯正常工作后在日光灯正常工作后,如果取如果取走启动器走启动器,日光灯还能正常发光日光灯还能正常发光B.启动器如果被击穿了启动器如果被击穿了(短路短路),日光灯不能正常启动日光灯不能正常启动C.镇流器在日光灯的灯管发光后镇流器在日光灯的灯管发光后,不再起任何作用不再起任何作用D.在日光灯中在日光灯中,镇流器的另一个作用是将交流电转换镇流器的另一个作用是将交流电转换为直流电为直流电启动器启动器220V镇流器镇流器AB例例2、如图所示的四个日光灯的接线图中、如图所示的四个日光灯的
12、接线图中,S1为为启动器启动器,S2为开关为开关,L为镇流器为镇流器,能使日光灯正常能使日光灯正常发光的是发光的是 ACS2例例3对于日光灯的下列说法中正确的是对于日光灯的下列说法中正确的是()A启动器是在日光灯启动过程中起接通电路并启动器是在日光灯启动过程中起接通电路并提供瞬时高压的作用提供瞬时高压的作用B镇流器在日光灯启动及工作过程中起降压限镇流器在日光灯启动及工作过程中起降压限流作用流作用C日光灯发光原理同白炽灯一样，都是由灯丝日光灯发光原理同白炽灯一样，都是由灯丝产生足够热量时发光的产生足够热量时发光的D启动器只在日光灯启动时起暂时接通电路的启动器只在日光灯启动时起暂时接通电路的作用，
13、而镇流器在启动时提供高压，在正常工作作用，而镇流器在启动时提供高压，在正常工作时又起降压限流作用时又起降压限流作用D解解析析：选选D.启启动动时时，启启动动器器起起接接通通电电路路作作用用，然然后后断断开开，镇镇流流器器由由于于自自感感产产生生瞬瞬时时高高压压，将将气气体体击击穿穿后后，炽炽热热的的灯灯丝丝释释放放电电子子与与汞汞原原子子碰碰撞撞产产生生紫紫外外线线，再再引引起起荧荧光光物物质质发发光光，正正常常工工作作时时镇镇流流器器又又阻阻碍碍电电流流变变化化起起降降压压限限流流作作用用，可见可见A、B、C错，错，D对对在日光灯工作原理中，如图在日光灯工作原理中，如图227所示，简述其原所
14、示，简述其原理并完成以下问题：理并完成以下问题：(1)开关合上前，启动器的静金属片和动金属片是开关合上前，启动器的静金属片和动金属片是_(填填“接通的接通的”或或“断开的断开的”);(2)开关刚合上时，开关刚合上时，220V交流电压加在交流电压加在_之间，之间，使氖泡发出辉光；使氖泡发出辉光；(3)日光灯启动瞬间，灯管两端的电压日光灯启动瞬间，灯管两端的电压_220V(填填“高于高于”“等于等于”或或“小于小于”)；例例例例4 4(4)日光灯正常发光时，启动器的日光灯正常发光时，启动器的静触片和动触片静触片和动触片_(填填“接通接通”或或“断开断开”)，镇流器起着，镇流器起着_的作用，保证日光
15、灯正常的作用，保证日光灯正常工作；工作；(5)启动器中的电容器能启动器中的电容器能_，没有电容器，启动器也能工作，没有电容器，启动器也能工作【答案答案】(1)断开的断开的(2)启动器的两电极启动器的两电极(3)高于高于(4)断开降压限流断开降压限流(5)避免产生电火花避免产生电火花【思路点拨思路点拨】日光灯是典型自感现象的日光灯是典型自感现象的应用，要根据其现成部件的作用分析应用，要根据其现成部件的作用分析【自主解答自主解答】按原理图接好日光灯电路按原理图接好日光灯电路后，当开关闭合，电源把电压加在启动器后，当开关闭合，电源把电压加在启动器的两金属片之间，使氖泡内的氖气放电发的两金属片之间，使
16、氖泡内的氖气放电发出辉光辉光放电产生的热量使出辉光辉光放电产生的热量使U形动片膨形动片膨胀，跟静片接触把电路接通，于是镇流器胀，跟静片接触把电路接通，于是镇流器的线圈和灯管的灯丝中就有电流通过，电的线圈和灯管的灯丝中就有电流通过，电路接通后，启动器中的氖气停止放电，路接通后，启动器中的氖气停止放电，U形形片冷却后收缩恢复原状，两金属片分离电片冷却后收缩恢复原状，两金属片分离电路断开，路断开，由于镇流器的自感作用，会产生很高的自感由于镇流器的自感作用，会产生很高的自感电动势，其方向与原电压方向相同，很高的电动势，其方向与原电压方向相同，很高的自感电动势加上原电源电压加在灯管两端，自感电动势加上原
17、电源电压加在灯管两端，使管内汞气体导电，产生紫外线，激发荧光使管内汞气体导电，产生紫外线，激发荧光粉发光，灯管被点亮粉发光，灯管被点亮日光灯使用的是正弦交流电，电流的大小和日光灯使用的是正弦交流电，电流的大小和方向都随时间做周期性变化，在日光灯正常方向都随时间做周期性变化，在日光灯正常发光后，由于交变电流通过镇流器的线圈，发光后，由于交变电流通过镇流器的线圈，线圈中会产生自感电动势，它的作用总是阻线圈中会产生自感电动势，它的作用总是阻碍电流的变化，这时的镇流器就起到了降压碍电流的变化，这时的镇流器就起到了降压限流的作用，保证日光灯的正常工作限流的作用，保证日光灯的正常工作启动器中的电容器能使动
18、静片脱离时避免产生启动器中的电容器能使动静片脱离时避免产生电火花而烧毁启动器没有电容器，同样能工电火花而烧毁启动器没有电容器，同样能工作，当日光灯正常点亮后，启动器不再起作用，作，当日光灯正常点亮后，启动器不再起作用，就是摘去了也不影响日光灯的发光就是摘去了也不影响日光灯的发光变式训练变式训练如图如图228所示，日光灯主要由灯管、镇流所示，日光灯主要由灯管、镇流器和启动器组成下列说法错误的是器和启动器组成下列说法错误的是()图图228A镇流器产生的瞬间高压来镇流器产生的瞬间高压来源于启动器两触片接通再断开源于启动器两触片接通再断开的瞬间的瞬间B灯管点燃后，启动器中两灯管点燃后，启动器中两个触片
19、分离个触片分离C灯管点燃后，灯管两端的灯管点燃后，灯管两端的电压等于电源电压电压等于电源电压220 VD在日光灯正常工作时，镇在日光灯正常工作时，镇流器起着降压限流的作用流器起着降压限流的作用C解析：解析：选选C.在日光灯正常工作时，镇流器起着降在日光灯正常工作时，镇流器起着降压限流的作用，因此灯管点燃后，灯管两端的电压限流的作用，因此灯管点燃后，灯管两端的电压小于电源电压压小于电源电压220V.如图如图225所示的电路中，所示的电路中，S闭合时流过电闭合时流过电感线圈的电流为感线圈的电流为2A，流过灯泡的电流是，流过灯泡的电流是1A将将S突然断开，则突然断开，则S断开前后，能正确反映流过灯泡
20、的断开前后，能正确反映流过灯泡的电流电流I随时间随时间t变化关系的图象是下图中的变化关系的图象是下图中的()例例例例2 2图图225图图226【答案答案】D【精精讲讲精精析析】由由题题图图所所示示知知，在在S闭闭合合的的时时候候，流流过过灯灯泡泡、线线圈圈L的的电电流流方方向向都都是是自自左左向向右右的的，在在S断断开开的的瞬瞬间间，流流过过L的的电电流流大大小小仍仍为为2A，方方向向仍仍是是从从左左向向右右的的它它与与灯灯泡泡构构成成串串联联回回路路，故故流流过过灯灯泡泡的的电电流流大大小小变变成成2A，方方向向变变成成由由右右向向左左，然然后后逐逐渐渐减减小小为为零零，故故D正确正确【规律总结规律总结】解决自感现象中的图象问题，一解决自感现象中的图象问题，一般思路是：般思路是：首先要明确首先要明确S断开前线圈中电流的大小及方向，断开前线圈中电流的大小及方向，其次要知道其次要知道S断开后的临时电路，最后即可判断断开后的临时电路，最后即可判断出灯泡或其它支路中电流的方向和大小变化情况出灯泡或其它支路中电流的方向和大小变化情况
