《高考物理一輪復習 第5講 自感現象與日光燈課件 滬科版選修32》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高考物理一輪復習 第5講 自感現象與日光燈課件 滬科版選修32（40頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、1.知道日光燈中起輝器和鎮(zhèn)流器的構造和工作知道日光燈中起輝器和鎮(zhèn)流器的構造和工作原理，了解鎮(zhèn)流器的作用原理，了解鎮(zhèn)流器的作用2了解自感現象及其產生的原因，會分析自了解自感現象及其產生的原因，會分析自感現象感現象(重點重點)3了解自感電動勢和自感系數了解自感電動勢和自感系數4知道互感現象知道互感現象新知初探新知初探自主學習自主學習一、探究日光燈電路一、探究日光燈電路按如圖所示連接日光燈電路按如圖所示連接日光燈電路1.日光燈構造：主要由燈管、日光燈構造：主要由燈管、_、 _組成組成2.鎮(zhèn)流器的作用：啟動時產生鎮(zhèn)流器的作用：啟動時產生_，在正常工作時起到在正常工作時起到_的作用的作用鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器起輝

2、器起輝器瞬時高電壓瞬時高電壓降壓限流降壓限流二、探究自感現象二、探究自感現象1.探究電路閉合時線圈的自感現象探究電路閉合時線圈的自感現象如圖所示的電路，兩燈泡規(guī)如圖所示的電路，兩燈泡規(guī)格相同，接通開關后調節(jié)電格相同，接通開關后調節(jié)電阻阻R，使兩個燈泡亮度相同，使兩個燈泡亮度相同，然后斷開電路然后斷開電路重新接通電路，在重新接通電路，在S閉合的瞬間，觀察到閉合的瞬間，觀察到A2 _,A1 _亮起亮起,最后達到相同的亮度最后達到相同的亮度.先亮先亮逐漸逐漸2.探究電路斷開時線圈的自感現象探究電路斷開時線圈的自感現象如圖所示，將電路連接好，先閉合開關使燈如圖所示，將電路連接好，先閉合開關使燈泡亮起來

3、，然后將開關斷開，會發(fā)現燈泡還泡亮起來，然后將開關斷開，會發(fā)現燈泡還會亮一會后再熄滅會亮一會后再熄滅想一想想一想1在接觸或斷開電動機電路時，開關處會在接觸或斷開電動機電路時，開關處會產生火花放電，你知道為什么嗎？產生火花放電，你知道為什么嗎？提示：提示：電動機電路是含有線圈的電路，在通電動機電路是含有線圈的電路，在通電瞬間或斷電瞬間，線圈中就會有電流的巨電瞬間或斷電瞬間，線圈中就會有電流的巨大變化，會產生很大感應電動勢，就會在動大變化，會產生很大感應電動勢，就會在動靜片間形成火花放電靜片間形成火花放電三、自感電動勢和自感系數三、自感電動勢和自感系數1.自感現象：由于導體本身的自感現象：由于導體

4、本身的_而而產生的電磁感應現象，叫做自感現象產生的電磁感應現象，叫做自感現象2.自感電動勢自感電動勢:自感現象中產生的自感現象中產生的_叫做自感電動勢叫做自感電動勢E_，式中的比例系，式中的比例系數數L叫做線圈的自感系數叫做線圈的自感系數電流發(fā)生變化電流發(fā)生變化感應電動勢感應電動勢2.自感系數自感系數(1)物理意義：表征線圈能產生物理意義：表征線圈能產生_本領大本領大小的物理量數值上等于通過線圈的電流在小的物理量數值上等于通過線圈的電流在1 s內內改變改變_時產生的自感電動勢的大小時產生的自感電動勢的大小(2)決定自感系數決定自感系數L大小的因素：跟線圈的大小的因素：跟線圈的_、 _、橫截面積

5、、長短、匝數等因素有關線、橫截面積、長短、匝數等因素有關線圈的橫截面積越大，匝數越多，越密，線圈越長圈的橫截面積越大，匝數越多，越密，線圈越長,它的自感系數它的自感系數_將將_插入線圈，也插入線圈，也會使線圈的自感系數大大增加會使線圈的自感系數大大增加自感電動勢自感電動勢1 A形狀形狀大小大小越大越大鐵心鐵心(3)單位：自感系數的單位是單位：自感系數的單位是_，簡稱，簡稱_，符號是，符號是_常用的較小單位還有常用的較小單位還有_ (mH)和和_ (H).1 H _mH，1 H _ H.亨利亨利亨亨H毫亨毫亨微亨微亨103106想一想想一想2自感系數越大，自感電動勢就越大嗎？自感系數越大，自感電

6、動勢就越大嗎？提示：提示：不一定自感電動勢由自感系數和電不一定自感電動勢由自感系數和電流的變化率共同決定流的變化率共同決定學案導引學案導引1.將日光燈的燈管直接加在電源兩端能正常使將日光燈的燈管直接加在電源兩端能正常使用嗎？用嗎？2.鎮(zhèn)流器在日光燈中起到什么作用？鎮(zhèn)流器在日光燈中起到什么作用？3.沒有起輝器日光燈能工作嗎？沒有起輝器日光燈能工作嗎？要點探究要點探究講練互動講練互動日光燈的電路及其原理日光燈的電路及其原理1.日光燈的元件及其作用日光燈的元件及其作用(1)燈管燈管日光燈燈管的兩端各有一個燈絲，燈管內充日光燈燈管的兩端各有一個燈絲，燈管內充有微量的氬和稀薄的汞蒸氣，燈管內壁上涂有微量

7、的氬和稀薄的汞蒸氣，燈管內壁上涂有熒光粉兩個燈絲之間的氣體導電時發(fā)出有熒光粉兩個燈絲之間的氣體導電時發(fā)出紫外線，使涂在管壁上的熒光粉發(fā)出柔和的紫外線，使涂在管壁上的熒光粉發(fā)出柔和的可見光可見光(2)鎮(zhèn)流器鎮(zhèn)流器構造構造鎮(zhèn)流器是一個帶鐵心的線圈鎮(zhèn)流器是一個帶鐵心的線圈,自感系數很大自感系數很大作用作用起輝器接通再斷開的瞬間，鎮(zhèn)流器能產生瞬起輝器接通再斷開的瞬間，鎮(zhèn)流器能產生瞬時高壓，加在燈管兩端，使燈管中的氣體導時高壓，加在燈管兩端，使燈管中的氣體導電，日光燈開始發(fā)光電，日光燈開始發(fā)光在日光燈正常發(fā)光時，由于交變電流通過鎮(zhèn)在日光燈正常發(fā)光時，由于交變電流通過鎮(zhèn)流器的線圈，線圈中產生自感電動勢，總

8、是流器的線圈，線圈中產生自感電動勢，總是阻礙電流的變化，這時鎮(zhèn)流器起著降壓限流阻礙電流的變化，這時鎮(zhèn)流器起著降壓限流的作用，保證日光燈的正常工作的作用，保證日光燈的正常工作(3)起輝器起輝器構造構造起輝器主要由電容器和封裝在充有氖氣的小起輝器主要由電容器和封裝在充有氖氣的小玻璃泡中的靜觸片及由雙金屬片制成的玻璃泡中的靜觸片及由雙金屬片制成的U形動形動觸片構成觸片構成作用作用起輝器的主要作用是通過它的接通和斷開過起輝器的主要作用是通過它的接通和斷開過程，使鎮(zhèn)流器產生瞬時高電壓程，使鎮(zhèn)流器產生瞬時高電壓2.日光燈的工作原理日光燈的工作原理(1)啟動：開關閉合后，電源電壓加在起輝器啟動：開關閉合后，

9、電源電壓加在起輝器兩極間，使氖氣放電，發(fā)輝光，產生熱量，兩極間，使氖氣放電，發(fā)輝光，產生熱量，使使U形動觸片膨脹，跟靜觸片接觸把電路接通形動觸片膨脹，跟靜觸片接觸把電路接通,電路接通后，氖氣停止放電，電路接通后，氖氣停止放電，U形動觸片冷動形動觸片冷動收縮，兩觸片分開，電路斷開，電路斷開瞬收縮，兩觸片分開，電路斷開，電路斷開瞬間，鎮(zhèn)流器產生很高的自感電動勢，其方向間，鎮(zhèn)流器產生很高的自感電動勢，其方向與原電壓方向相同，共同加在燈管兩端，使與原電壓方向相同，共同加在燈管兩端，使汞蒸氣放電，日光燈開始工作汞蒸氣放電，日光燈開始工作(2)正常發(fā)光：日光燈正常發(fā)光時，鎮(zhèn)流器正常發(fā)光：日光燈正常發(fā)光時，

10、鎮(zhèn)流器與兩燈絲及燈管內的汞蒸氣組成閉合電路，與兩燈絲及燈管內的汞蒸氣組成閉合電路，由于鎮(zhèn)流器的線圈產生自感現象，阻礙通過由于鎮(zhèn)流器的線圈產生自感現象，阻礙通過燈管的電流變化，起降壓限流作用，確保日燈管的電流變化，起降壓限流作用，確保日光燈正常工作光燈正常工作 如圖所示，在日如圖所示，在日光燈工作原理中光燈工作原理中(1)開關合上前起輝器的靜開關合上前起輝器的靜觸片和動觸片是觸片和動觸片是_(填填“接通的接通的”或或“斷開斷開的的”)；(2)開關剛合上時，開關剛合上時，220 V交流電壓加在交流電壓加在_上，使氖泡發(fā)出紅光；上，使氖泡發(fā)出紅光；例例1(3)日光燈啟動瞬間，燈管兩端的電壓日光燈啟動

11、瞬間，燈管兩端的電壓_220 V(填填“高于高于”“等于等于”或或“小于小于”)；(4)日光燈正常發(fā)光時，起輝器的靜觸片和動觸日光燈正常發(fā)光時，起輝器的靜觸片和動觸片片_(填填“接通接通”或或“斷開斷開”)，鎮(zhèn)流器起著，鎮(zhèn)流器起著_的作用，保證日光燈正常工作；的作用，保證日光燈正常工作；(5)起輝器中的電容器能起輝器中的電容器能_，沒有電，沒有電容器，起輝器也能工作容器，起輝器也能工作【思路點撥思路點撥】根據日光燈構造及各種元件的根據日光燈構造及各種元件的原理及用途分析解答原理及用途分析解答【精講精析精講精析】日光燈按原理圖接好電路后日光燈按原理圖接好電路后,當開關閉合，電源把電壓加在起輝器的

12、兩金當開關閉合，電源把電壓加在起輝器的兩金屬片之間，使氖泡內的氖氣放電發(fā)出輝屬片之間，使氖泡內的氖氣放電發(fā)出輝光輝光放電產生的熱量使光輝光放電產生的熱量使U形動觸片膨脹，形動觸片膨脹，跟靜觸片接觸把電路接通，于是鎮(zhèn)流器的線跟靜觸片接觸把電路接通，于是鎮(zhèn)流器的線圈和燈管的燈絲中就有電流通過，電路接通圈和燈管的燈絲中就有電流通過，電路接通后，起輝器中的氖氣停止放電，后，起輝器中的氖氣停止放電，U形動觸片冷形動觸片冷卻后收縮恢復原狀，兩金屬片分離，電路斷卻后收縮恢復原狀，兩金屬片分離，電路斷開，開，由于鎮(zhèn)流器的自感作用，會產生很高的自感由于鎮(zhèn)流器的自感作用，會產生很高的自感電動勢，其方向與原電壓方向

13、相同，很高的電動勢，其方向與原電壓方向相同，很高的自感電動勢加上原電源電壓加在燈管兩端，自感電動勢加上原電源電壓加在燈管兩端，使管內汞氣體導電，產生紫外線，激發(fā)熒光使管內汞氣體導電，產生紫外線，激發(fā)熒光粉發(fā)光，燈管被點燃粉發(fā)光，燈管被點燃日光燈使用的是正弦交流電，電流的大小和日光燈使用的是正弦交流電，電流的大小和方向都隨時間做周期性變化，在日光燈正常方向都隨時間做周期性變化，在日光燈正常發(fā)光后，由于交變電流通過鎮(zhèn)流器的線圈，發(fā)光后，由于交變電流通過鎮(zhèn)流器的線圈，線圈中會產生自感電動勢，它的作用總是阻線圈中會產生自感電動勢，它的作用總是阻礙電流的變化，這時的鎮(zhèn)流器就起到了降壓礙電流的變化，這時的

14、鎮(zhèn)流器就起到了降壓限流的作用，保證日光燈的正常工作起輝限流的作用，保證日光燈的正常工作起輝器中的電容器能使動、靜片脫離時避免產生器中的電容器能使動、靜片脫離時避免產生電火花而燒毀啟輝器，沒有電容器，同樣能電火花而燒毀啟輝器，沒有電容器，同樣能工作，當日光燈正常點燃后，起輝器不再起工作，當日光燈正常點燃后，起輝器不再起作用，就是摘去了也不影響日光燈的發(fā)光作用，就是摘去了也不影響日光燈的發(fā)光【答案答案】(1)斷開的斷開的(2)起輝器起輝器(3)高于高于(4)斷開斷開降壓、限流降壓、限流(5)避免產生電火花避免產生電火花變式訓練變式訓練日光燈電路主要由鎮(zhèn)流器、起輝器和燈管組日光燈電路主要由鎮(zhèn)流器、起

15、輝器和燈管組成，在日光燈正常工作的情況下，以下說法成，在日光燈正常工作的情況下，以下說法正確的是正確的是()A燈管點燃發(fā)光后，起輝器中兩個觸片是分燈管點燃發(fā)光后，起輝器中兩個觸片是分離的離的B燈管點燃發(fā)光后，鎮(zhèn)流器起降壓限流作用燈管點燃發(fā)光后，鎮(zhèn)流器起降壓限流作用C鎮(zhèn)流器有整流作用鎮(zhèn)流器有整流作用D鎮(zhèn)流器點燃日光燈時提供瞬時高壓鎮(zhèn)流器點燃日光燈時提供瞬時高壓解析：選解析：選ABD.日光燈電路中鎮(zhèn)流器起兩種作日光燈電路中鎮(zhèn)流器起兩種作用用(1)提供瞬時高壓點燃燈管；提供瞬時高壓點燃燈管；(2)在燈管點燃在燈管點燃后，起降壓限流作用后，起降壓限流作用,故選項故選項B、D對，對，C錯；錯；燈管點燃后

16、，起輝器中的動、靜兩觸片應該燈管點燃后，起輝器中的動、靜兩觸片應該是分離的，故選項是分離的，故選項A正確正確學案導引學案導引1.自感現象中自感電動勢的方向與原電流方自感現象中自感電動勢的方向與原電流方向總是相反的嗎？向總是相反的嗎？2.在研究通電自感和斷電自感現象中，小燈在研究通電自感和斷電自感現象中，小燈泡與線圈分別是怎樣連接的？其發(fā)光情況是泡與線圈分別是怎樣連接的？其發(fā)光情況是如何變化的？如何變化的？自感現象的分析自感現象的分析1.對自感電動勢的理解對自感電動勢的理解(1)自感現象是一種特殊的電磁感應現象自感現象是一種特殊的電磁感應現象(2)自感電動勢的作用：總是阻礙導體中原電自感電動勢的

17、作用：總是阻礙導體中原電流的變化流的變化,即總是起著推遲電流變化的作用即總是起著推遲電流變化的作用(3)自感電動勢的方向：自感電動勢總是阻礙自感電動勢的方向：自感電動勢總是阻礙導體中原來電流的變化，當原來電流增大時導體中原來電流的變化，當原來電流增大時,自感電動勢與原來電流方向相反；當原來電自感電動勢與原來電流方向相反；當原來電流減小時流減小時,自感電動勢與原來電流方向相同自感電動勢與原來電流方向相同2.通、斷電自感現象的比較通、斷電自感現象的比較與線圈與線圈串串聯聯的燈泡的燈泡與線圈與線圈并并聯聯的燈泡的燈泡電路圖電路圖與線圈串與線圈串聯的燈泡聯的燈泡與線圈并與線圈并聯的燈泡聯的燈泡通電時通

18、電時電流逐漸增大，電流逐漸增大，燈泡逐漸變亮燈泡逐漸變亮電流突然變大，然電流突然變大，然后逐漸減小達到穩(wěn)后逐漸減小達到穩(wěn)定定斷電時斷電時電流逐漸減，電流逐漸減，小燈泡逐漸變小燈泡逐漸變暗，電流方向暗，電流方向不變不變電路中穩(wěn)態(tài)電流為電路中穩(wěn)態(tài)電流為I1、I2.若若I2I1，燈，燈泡逐漸變暗；若泡逐漸變暗；若I2I1，燈泡閃亮后，燈泡閃亮后逐漸變暗，兩種情逐漸變暗，兩種情況燈泡電流方向均況燈泡電流方向均改變改變 如圖所示的電路中如圖所示的電路中有有L1和和L2兩個完全相同的燈兩個完全相同的燈泡，線圈泡，線圈L的電阻忽略不計的電阻忽略不計下列說法中正確的是下列說法中正確的是()A閉合閉合S時，時，

19、L2先亮，先亮，L1后亮，最后一樣亮后亮，最后一樣亮B斷開斷開S時，時，L2立刻熄滅，立刻熄滅，L1過一會兒熄滅過一會兒熄滅CL1中的電流始終從中的電流始終從a到到bDL2中的電流始終從中的電流始終從c到到d例例2【審題指導審題指導】解此類問題抓住兩點：解此類問題抓住兩點：(1)分清電路結構，搞清自感線圈與其它元件分清電路結構，搞清自感線圈與其它元件間的連接關系間的連接關系(2)通電瞬間線圈相當于斷路，斷電瞬間相當通電瞬間線圈相當于斷路，斷電瞬間相當于電源于電源【精講精析精講精析】閉合閉合S時，時，L2中立即有從中立即有從d到到c的電流，先亮，線圈由于自感作用，通過它的電流，先亮，線圈由于自感

20、作用，通過它的電流將逐漸增加，所以的電流將逐漸增加，所以L1逐漸變亮電路穩(wěn)逐漸變亮電路穩(wěn)定后自感作用消失，線圈定后自感作用消失，線圈L相當于導線，所以相當于導線，所以L1、L2最后一樣亮最后一樣亮,選項選項A正確；斷開正確；斷開S時時,L2中中由電源提供的電流立即消失，但是由電源提供的電流立即消失，但是L中的電流中的電流由于自感的阻礙作用只能逐漸減小，通過由于自感的阻礙作用只能逐漸減小，通過L2、L1形成回路因此形成回路因此L1、L2都將過一會都將過一會兒才熄滅，選項兒才熄滅，選項B錯誤；錯誤；L1中的電流始終由中的電流始終由b到到a，L2中的電流在閉合中的電流在閉合S后由后由d到到c，在斷開

21、，在斷開S后由后由c到到d，選項，選項C、D錯誤錯誤【答案答案】A【規(guī)律方法規(guī)律方法】在自感現象中關于電流變化在自感現象中關于電流變化的分析技巧：的分析技巧：(1)分析線圈與周圍元件的連接方式，是串聯分析線圈與周圍元件的連接方式，是串聯還是并聯；還是并聯；(2)開關接通瞬間線圈阻礙所在串聯電路電流開關接通瞬間線圈阻礙所在串聯電路電流的增大，因此與線圈串聯的元件電流都從零的增大，因此與線圈串聯的元件電流都從零開始逐漸增大；開始逐漸增大；(3)當開關斷開瞬間，線圈阻礙所在串聯電路當開關斷開瞬間，線圈阻礙所在串聯電路電流的減小，此時要分清自感電流流經哪些電流的減小，此時要分清自感電流流經哪些元件，所

22、有自感電流流經的元件都要工作一元件，所有自感電流流經的元件都要工作一段時間，直到電能全部損失掉段時間，直到電能全部損失掉互動探究互動探究上例中，若實現斷開電鍵時，讓燈泡上例中，若實現斷開電鍵時，讓燈泡L2閃亮一閃亮一下下,可采用哪種方式？試舉一例并說明原因可采用哪種方式？試舉一例并說明原因.解析：若使解析：若使L2在斷開電鍵時閃亮一下，則要求在斷開電鍵時閃亮一下，則要求斷開電鍵后流過斷開電鍵后流過L2的電流比電鍵閉合時大即可，的電流比電鍵閉合時大即可，因為線圈電阻不計，兩燈完全相同，故可在因為線圈電阻不計，兩燈完全相同，故可在燈燈L2的支路上串一定值電阻，使閉合電鍵后流的支路上串一定值電阻，使

23、閉合電鍵后流過過L1的電流大于的電流大于L2的電流的電流答案：見解析答案：見解析自感現象中的圖像問題自感現象中的圖像問題經典案例經典案例(2012渭南高二渭南高二檢測檢測)如圖所示為研究自感實如圖所示為研究自感實驗電路圖，并用電流傳感驗電路圖，并用電流傳感器顯示出在器顯示出在t1103 s時斷開開關前后一時斷開開關前后一段時間內各時刻通過線圈段時間內各時刻通過線圈L的電流的電流(如圖如圖)已已知電源電動勢知電源電動勢E6 V，內阻不計，燈泡，內阻不計，燈泡R1的的阻值為阻值為6 ，電阻，電阻R的阻值為的阻值為2 .熱點示例熱點示例創(chuàng)新拓展創(chuàng)新拓展(1)線圈的直流電阻線圈的直流電阻RL_.(2)

24、開關斷開時，該同學觀察到的現象是開關斷開時，該同學觀察到的現象是_，并計算開關斷開瞬間線，并計算開關斷開瞬間線圈產生的自感電動勢是圈產生的自感電動勢是_V.【審題指導審題指導】根據根據it圖像中的不同時間圖像中的不同時間段的信息結合電路結構圖和閉合電路知識求段的信息結合電路結構圖和閉合電路知識求解解S斷開后，斷開后，L、R、R1組成臨時回路組成臨時回路電流由電流由1.5 A逐漸減小，所以燈會閃亮一下再逐漸減小，所以燈會閃亮一下再熄滅，自感電動勢熄滅，自感電動勢EIL(RRLR1)15 V【答案答案】(1)2(2)燈泡閃亮一下后逐漸變暗，最后熄滅燈泡閃亮一下后逐漸變暗，最后熄滅15【借題發(fā)揮借題發(fā)揮】解決此類圖像問題時，先要解決此類圖像問題時，先要搞清楚研究什么元件上的電流隨時間的變化搞清楚研究什么元件上的電流隨時間的變化關系；然后再注意線圈的自感電動勢引起的關系；然后再注意線圈的自感電動勢引起的感應電流的方向與原來電流的方向是相同還感應電流的方向與原來電流的方向是相同還是相反、大小如何等因素來確定圖像是相反、大小如何等因素來確定圖像