《高中物理课件：第五节~第六节《自感现象》（人教版选修3-2）《日光灯原理》（人教版选修3-2）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理课件：第五节~第六节《自感现象》（人教版选修3-2）《日光灯原理》（人教版选修3-2）（34页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五第五节节自感自感现现象象第六第六节节日光灯原理日光灯原理 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第五节第五节第六节第六节课前自主学案课前自主学案目标概览目标概览目标概览目标概览学学习习目目标标：1.知道什么是互感知道什么是互感现现象和自感象和自感现现象象2知知道道互互感感现现象象和和自自感感现现象象的的利利与与弊弊，以以及及对对它它们们的利用和防止的利用和防止3了了解解自自感感系系数数和和自自感感电电动动势势公公式式，知知道道自自感感系系数的意数的意义义和决定因素及和决定因素及单单位位4知道普通日光灯的知道普通日光灯的组组成和成和电电路路图图5知道启知道启
2、动动器和器和镇镇流器的构造和工作原理流器的构造和工作原理重点重点难难点：点：1.自感自感现现象的象的应应用用2对对自感自感现现象及自感系数、自感象及自感系数、自感电动势电动势的理解的理解3日光灯的工作原理日光灯的工作原理课前自主学案课前自主学案一、自感一、自感1 自自 感感 现现 象象 ： 由由 于于 导导 体体 本本 身身 的的_而而产产生的生的电电磁感磁感应现应现象象2自自感感电电动动势势：在在自自感感现现象象中中产产生生的的感感应应电电动动势势叫叫 自自 感感 电电 动动 势势 自自 感感 电电 动动 势势 的的 大大 小小 取取 决决 于于_3自感系数自感系数L(1)大大小小：线线圈圈
3、的的长长度度越越长长、线线圈圈的的面面积积_，单单位位长长度度上上的的匝匝数数_，线线圈圈的的自自感感系系数数越越大大；线线圈有圈有铁铁芯比无芯比无铁铁芯芯时时自感系数自感系数_(2)单单位：位：_(符号符号H)，1H103mH106H.电电流流发发生生变变化化电电流流变变化的快慢和自感系数化的快慢和自感系数越大越大越多越多大大亨利亨利二、日光灯二、日光灯图图16511日光灯日光灯电电路：如路：如图图1651，主要由灯管、，主要由灯管、_、_组组成日光灯管点燃成日光灯管点燃时时，电电压压比比220 V电压电压高，工作高，工作时电压时电压_220 V.镇镇流器流器启启动动器器小于小于2启启动动器
4、器(1)构构造造：静静触触片片、用用_制制成成的的U形形动动触触片片、还还有一个有一个电电容器作容器作为为附件与小附件与小氖氖泡并泡并联联(2)作用：使作用：使电电路短路短暂暂接通再将接通再将_3镇镇流器的作用流器的作用在在启启动动器器短短暂暂接接通通电电路路再再将将电电路路断断开开的的瞬瞬间间，镇镇流流 器器 中中 的的 电电 流流 急急 剧剧 _， 产产 生生 很很 高高 的的_这这个个自自感感电电动动势势的的方方向向与与原原来来电电源源的的电电压压方方向向_，它它们们合合在在一一起起，形形成成一一个个_，加加在在灯灯管管两两端端，使使灯灯管管中中的的气气体体放放电电，于是灯管成，于是灯管
5、成为电为电流的通路，开始流的通路，开始发发光光日光灯正常日光灯正常发发光光时时，镇镇流器起着流器起着_的作的作用，保用，保证证日光灯的正常工作日光灯的正常工作双金属片双金属片电电路断开路断开减小减小自感自感电动势电动势相同相同瞬瞬时时高高压压降降压压限流限流核心要点突破核心要点突破一、一、对对自感自感现现象的象的进进一步理解一步理解1自感自感电动势电动势(1)产产生生的的原原因因：通通过过线线圈圈的的电电流流发发生生变变化化，导导致致穿穿过过线线圈圈的的磁磁通通量量发发生生变变化化，因因而而在在原原线线圈圈上上产产生感生感应电动势应电动势(2)作作用用：阻阻碍碍原原电电流流的的变变化化，而而不
6、不是是阻阻止止，电电流流仍在仍在变变化，只是使原化，只是使原电电流的流的变变化化时间变长时间变长(3)方向：当原方向：当原电电流增大流增大时时，自感，自感电动势电动势方向与原方向与原电电流方向相反；当原流方向相反；当原电电流减小流减小时时，自感，自感电动势电动势方方向与原向与原电电流方向相同流方向相同2自感自感现现象的分析思路象的分析思路(1)明明确确电电流流情情况况：按按照照直直流流电电路路的的分分析析方方法法，判判断断由由于于开开关关闭闭合合，变变阻阻器器调调节节等等导导致致线线圈圈中中的的电电流流增增大大还还是减小是减小 .(2)分分析析线线圈圈对对电电流流的的阻阻碍碍：线线圈圈中中电电
7、流流增增强强时时(如如通通电电)，由由于于自自感感电电动动势势方方向向与与原原电电流流方方向向相相反反，阻阻碍碍增增加加，电电流流逐逐渐渐增增大大；线线圈圈中中电电流流减减小小时时(如如断断电电)，由由于于自自感感电电动动势势方方向向与与原原电电流流方方向向相相同同，阻阻碍碍减减小，小，线线圈中圈中电电流方向不流方向不变变，电电流逐流逐渐渐减小减小(3)分析最后的分析最后的稳稳定状定状态态：常出：常出现现在在电电路中有路中有线线圈和圈和灯泡串灯泡串联联、线线圈和灯泡并圈和灯泡并联联两种形式，两种形式，现现分分别别分析分析如下：如下：灯泡与线圈串联灯泡与线圈并联电路连接部分通电时的现象电流逐渐变
8、大，灯泡逐渐变亮因线圈相当于阻值很大，然后逐渐减小的电阻，所以灯泡中电流突然变大，然后逐渐减小到稳定灯泡与线圈串联灯泡与线圈并联断电时的现象电流在回路中逐渐减小，灯泡逐渐变暗，灯泡中的电流方向不变，大小逐渐减小到零I1、I2为稳态时的电流，若I2I1，逐渐变暗直到熄灭；若I2I1，闪亮后逐渐变暗直到熄灭，因回路中电流是从I1逐渐减到零的，小灯泡中的电流方向改变二、日光灯的工作原理二、日光灯的工作原理1日光灯的启日光灯的启动动日光灯的工作日光灯的工作电电路路图图如如图图1651所示，当开关所示，当开关闭闭合后，合后，电电源源电压电压加在启加在启动动器两极之器两极之间间由于两由于两极极间间距离距离
9、较较近，使近，使氖氖气放气放电电而而发发出出辉辉光光辉辉光光产产生的生的热热量使量使U形形动动触片膨触片膨胀胀伸伸长长跟静触片接触而将跟静触片接触而将电电路接通，灯管灯路接通，灯管灯丝丝因有因有电电流通流通过发热对过发热对灯管中灯管中的汞蒸气的汞蒸气预热预热，与此同，与此同时时，启，启动动器中的器中的氖氖气停止气停止放放电电，U形形动动触片冷却收触片冷却收缩缩而与静触片分开，而与静触片分开，电电路断开，路断开，这这一瞬一瞬间电间电流的流的变变化，使化，使镇镇流器中流器中线线圈因圈因电电流急流急剧剧减少而减少而产产生很高的自感生很高的自感电动势电动势，这这个自感个自感电动电动势势与原与原电压电压
10、加在一起，使灯管两端加在一起，使灯管两端产产生瞬生瞬间间高高压压，使汞蒸气使汞蒸气变变成离子而成离子而导电导电，日光灯管被点燃而，日光灯管被点燃而发发光光2日光灯的工作日光灯的工作日日光光灯灯管管点点燃燃后后，电电阻阻小小，要要求求电电流流小小，且且日日光光灯灯管管是是用用交交流流电电源源(大大小小与与方方向向都都随随时时间间变变化化的的电电流流)供供电电此此时时镇镇流流器器产产生生自自感感电电动动势势，阻阻碍碍电电流流的的变变化化，从从而而镇镇流流器器在在灯灯管管正正常常发发光光时时起起到到降降压压限流的作用，保限流的作用，保证证日光灯管的正常工作日光灯管的正常工作日光灯由于靠离子日光灯由于
11、靠离子导电导电，电电阻很小，故阻很小，故电电流的流的热热效效应应小，小，这样这样日光灯能日光灯能节节省省电电能能课堂互动讲练课堂互动讲练 关关于于线线圈圈的的自自感感系系数数，下下面面说说法法正正确确的的是是()A线线圈圈中中产产生生的的自自感感电电动动势势越越大大，线线圈圈的的自自感感系系数数一定越大一定越大B线线圈中圈中电电流流变变化越快，自感系数越大化越快，自感系数越大C线线圈中的圈中的电电流流为为零，自感系数也零，自感系数也为为零零D线线圈的自感系数是由圈的自感系数是由线线圈本身的几何尺寸及圈本身的几何尺寸及铁铁芯芯情况决定的情况决定的自感系数、自感自感系数、自感电动势电动势例例例例1
12、 1【解解析析】自自感感系系数数是是线线圈圈本本身身的的固固有有属属性性，只只决决定定于于线线圈圈的的长长短短、粗粗细细、匝匝数数、有有无无铁铁芯芯等等自自身身因因素素，而而与与电电流流变变化化快快慢慢等等外外部部因因素素无无关关，所所以以选选D.【答案答案】D【点点评评】注意自感系数与自感注意自感系数与自感电动势电动势的区的区别别与与联联系系变变式式训训练练1在在电电磁磁感感应应现现象象中中，下下列列说说法法正正确确的的是是()A感感应电应电流的磁流的磁场总场总是阻碍原来磁是阻碍原来磁场场的的变变化化B自感自感电动势电动势的方向的方向总总是与原是与原电电流方向相反流方向相反C穿穿过过闭闭合合
13、电电路路的的磁磁通通量量越越大大，电电路路中中的的感感应应电电流也越大流也越大D穿穿过过回回路路的的磁磁通通量量变变化化越越快快，电电路路中中的的感感应应电电动势动势也越大也越大答案：答案：AD在在图图1652所示的所示的电电路中，路中，线线圈圈L的自感的自感系数很大，且其系数很大，且其电电阻可以忽略不阻可以忽略不计计D1和和D2是两是两个完全相同的小灯泡，在开关个完全相同的小灯泡，在开关S闭闭合和断开的合和断开的过过程程中中(灯灯丝丝不会断不会断)，D1和和D2的亮度的亮度变变化情况是化情况是()自感自感现现象的分析象的分析例例例例2 2图图1652AS闭闭合合，D1很很亮亮且且亮亮度度不不
14、变变，D2亮亮度度逐逐渐渐增增加加，最最后后两两灯灯一一样样亮亮；S断断开开后后，D2立立即即熄熄灭灭，D1渐渐亮亮BS闭闭合合，D1不不亮亮，D2很很亮亮；S断断开开，D1和和D2都都立即不亮立即不亮CS闭闭合合，D1、D2同同时时亮亮，而而后后D1熄熄灭灭，D2亮亮度度不不变变；S断开，断开，D2立即熄立即熄灭灭，D1亮一下后才亮一下后才灭灭DS闭闭合，合，D1、D2同同时时亮，而后亮，而后D1逐逐渐渐熄熄灭灭，D2则则逐逐渐变渐变得更亮；得更亮；S断开，断开，D2立即熄立即熄灭灭，D1亮一亮一下后才下后才灭灭【解解析析】当当S闭闭合合，L的的自自感感系系数数很很大大，对对电电流流的的阻阻
15、碍碍作作用用较较大大电电源源输输出出电电流流的的通通道道是是D1和和D2串串联联后后与与电电源源相相连连，故故D1和和D2同同时时亮亮，随随着着通通过过L的的电电流流增增大大，L的的直直流流电电阻阻不不计计，L的的分分流流作作用用增增大大，D1中中的的电电流流逐逐渐渐减减小小为为零零由由于于总总电电阻阻变变小小，总总电电流流变变大大，D2中中的的电电流流增增大大，灯灯变变得得更更亮亮；当当S断断开开，D2中中无无电电流流，立立即即熄熄灭灭而而电电感感L将将要要维维持持它它的的电电流流不不变变，因因L与与D1组组成成回回路路，D1将将亮亮一一下后再下后再灭灭，故，故选项选项D正确正确【答案答案】
16、D变变式式训练训练2图图1653如如图图1653所所示示，电电路路中中L为为一一电电感感线线圈圈，ab支路和支路和cd支路支路电电阻相等，阻相等，则则()A合合上上开开关关S时时，电电流流表表A1的的示示数数小小于于电电流流表表A2的示数的示数B合上开关合上开关S时时，电电流表流表A1的示数等于的示数等于电电流表流表A2的示数的示数C断断开开开开关关S时时，电电流流表表A1的的示示数数大大于于电电流流表表A2的示数的示数D断断开开开开关关S时时，电电流流表表A1的的示示数数等等于于电电流流表表A2的示数的示数解析：解析：选选AD.电电路接通路接通时时，ab支路有支路有电电感感线线圈圈L，由于由
17、于电电流要增加，流要增加，产产生的自感生的自感电动势电动势阻碍其阻碍其电电流流的增加，因此其的增加，因此其电电流增加流增加缓缓慢，慢，电电流表流表A1的示数的示数小于小于电电流表流表A2的示数断的示数断电电瞬瞬间间，电电感感线线圈圈L电电流流减弱，减弱，产产生的自感生的自感电动势电动势阻碍阻碍电电流的减弱，可以流的减弱，可以维维持一段持一段时间时间的的电电流，通流，通过电过电阻阻R和和电电流表流表A2构构成回路，成回路，这时电这时电流表流表A1、A2示数相同示数相同如如图图1654所示的所示的电电路中，两个相同的路中，两个相同的电电流表，零刻点在刻度流表，零刻点在刻度盘盘的中央当的中央当电电流
18、从流从“”接接线线柱流入柱流入时时，指，指针针向右向右摆摆；当；当电电流从流从“”接接线线柱流入柱流入时时，指，指针针向左向左摆摆在在电电路接通且路接通且稳稳定定时时再断开开关的瞬再断开开关的瞬间间，下列，下列说说法正确的是法正确的是()自感自感电电流方向的判断流方向的判断例例例例3 3图图1654AG1指指针针向右向右摆摆，G2指指针针向左向左摆摆BG1指指针针向左向左摆摆，G2指指针针向右向右摆摆C两指两指针针都向右都向右摆摆D两指两指针针都向左都向左摆摆【解解析析】电电路路接接通通且且稳稳定定时时，两两支支路路均均有有自自左左向向右右的的电电流流当当开开关关断断开开的的瞬瞬间间，无无自自
19、感感线线圈圈的的支支路路则则没没有有自自感感电电流流产产生生有有自自感感线线圈圈的的支支路路产产生生阻阻碍碍原原电电流流变变化化的的自自感感电电流流，且且这这一一自自感感电电流流将将通通过过能能与与它它形形成成回回路路的的各各支支路路此此题题中中开开关关断断开开的的瞬瞬间间，电电路路电电流流减减小小，故故L将将产产生生自自左左至至右右的的自自感感电电流流以以阻阻碍碍原原电电流流变变化化且且此此时时开开关关断断开开，L所所在在支支路路只只能能与与R所所在在支支路路串串联联形形成成回回路路，则则自自感感电电流自右至左流流自右至左流经经R所在支路故所在支路故选选A.【答案答案】A【点点评评】在通在通
20、电电自感中，自感中，线线圈中的圈中的电电流方向由流方向由电电源决定，在断源决定，在断电电自感中，自感中，线线圈中的圈中的电电流方向与流方向与原原电电流方向相同流方向相同变变式式训练训练3图图1655如如图图1655所示的所示的电电路中，路中，电电源的源的电动势为电动势为E，内阻，内阻为为r，电电感感L的的电电阻不阻不计计，电电阻阻R的阻的阻值值大于大于灯泡灯泡D的阻的阻值值在在t0时时刻刻闭闭合开关合开关S，经过经过一段一段时间时间后，在后，在tt1时时刻断开刻断开S.下列表示下列表示A、B两点两点间间电压电压UAB随随时间时间t变变化的化的图图象中，正确的是象中，正确的是()图图1656解析
21、：解析：选选B.由于自感由于自感现现象，象，t0时时刻刻UAB较较大，随大，随时间时间推移推移UAB减小；断开减小；断开S，L中的中的电电流方向不流方向不变变，大小减小，大小减小，经过经过L、R、D形成回路，故形成回路，故UAB方向改方向改变变，逐，逐渐渐减小至减小至0.故故B正确正确如如图图1657所示，日光灯主要由灯管、所示，日光灯主要由灯管、镇镇流器和启流器和启动动器器组组成下列成下列说说法正确的是法正确的是()日光灯的有关日光灯的有关问题问题例例例例4 4图图1657A镇镇流流器器产产生生的的瞬瞬时时高高压压来来源源于于启启动动器器两两触触片片接接通再断开的瞬通再断开的瞬间间B灯管点燃
22、后，启灯管点燃后，启动动器中两个触片分离器中两个触片分离C灯灯管管点点燃燃后后，灯灯管管两两端端的的电电压压等等于于电电源源电电压压220 VD在日光灯正常工作在日光灯正常工作时时，镇镇流器和启流器和启动动器都不再器都不再起作用起作用【自自主主解解答答】在在启启动动器器断断开开的的瞬瞬间间，通通过过镇镇流流器器的的电电流流急急剧剧减减小小，镇镇流流器器中中产产生生瞬瞬时时高高压压，A正正确确当当灯灯管管内内气气体体放放电电开开始始发发光光后后，动动静静触触片片间间电电压压不不足足以以使使氖氖气气放放电电产产生生热热量量使使双双金金属属片片受受热热膨膨胀胀而而接接触触，因因此此动动静静触触片片是是分分离离的的，B正正确确灯灯管管正正常常发发光光时时，线线圈圈中中产产生生自自感感电电动动势势，总总是是阻阻碍碍电电流流变变化化，镇镇流流器器起起降降压压限限流流作作用用，灯灯管管两两端端的的电电压压小小于于220 V，C错错误误正正常常发发光光时时，启启动动器器不不再再起起作作用用，但但镇镇流流器器仍仍有有降降压压限限流流作作用用，D错错误误【答案答案】AB【点点评评】对对于日光灯于日光灯电电路，关路，关键键是理解掌握启是理解掌握启动动器、器、镇镇流器的工作原理，及灯管流器的工作原理，及灯管发发光的条件光的条件同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
