2017-2018學(xué)年高中物理 第一章 電磁感應(yīng) 6 自感課件 教科版選修3-2.ppt

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1、6自感,第一章電磁感應(yīng),1.知道自感現(xiàn)象.觀察通電自感和斷電自感實驗現(xiàn)象,了解自感現(xiàn)象中自感電動勢的作用. 2.理解自感系數(shù)和自感系數(shù)的決定因素. 3.了解日光燈的構(gòu)造及工作原理.,,目標(biāo)定位,二、自感系數(shù),三、自感的典型應(yīng)用日光燈,,欄目索引,一、自感現(xiàn)象,,對點檢測 自查自糾,,,,2.自感電動勢對電流的作用:電流增加時, 自感電動勢阻礙 ;電流減小時, 自感電動勢 . 實驗1:演示通電自感現(xiàn)象 實驗電路如圖1所示,開關(guān)S接通時, 可以看到燈泡2 ,而燈泡1是 .,一、自感現(xiàn)象,知識梳理,1.定義:由于導(dǎo)體 的電流發(fā)生變化而引起的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,叫做自感.在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動勢

2、叫做 .,,答案,線圈本身,自感電動勢,圖1,電流的增加,阻礙電流的減小,立即發(fā)光,逐漸亮起來的,實驗2:演示斷電自感現(xiàn)象.,實驗電路如圖2所示,線圈L的電阻比燈泡的電阻小,接通電路,燈泡正常發(fā)光后,迅速斷開開關(guān)S,可以看到燈泡 .,圖2,閃亮一下再逐漸熄滅,,答案,【深度思考】,在斷電自感現(xiàn)象中,電流減小時,自感線圈中的電流大小一定小于原先所通過電流的大小,為什么燈泡有時閃亮一下再熄滅?,答案斷電自感時,自感線圈中的電流大小一定小于原先所通過電流的大小,但是可能會大于燈泡中的電流,所以燈泡會閃亮一下再熄滅.,,答案,典例精析,例1如圖3所示,電路中電源的內(nèi)阻不能忽略,R的阻

3、值和L的自感系數(shù)都很大,A、B為兩個完全相同的燈泡,當(dāng)S閉合時,下列說法正確的是() AA比B先亮,然后A滅 BB比A先亮,然后B逐漸變暗 CA、B一起亮,然后A滅 DA、B一起亮,然后B滅,圖3,,解析答案,總結(jié)提升,解析本題考查通電自感現(xiàn)象的分析,關(guān)鍵是要知道純電感線圈在電路穩(wěn)定前后的作用:S閉合時,由于與A燈串聯(lián)的線圈L的自感系數(shù)很大,故在線圈上產(chǎn)生很大的自感電動勢,阻礙電流的增大,所以B比A先亮,故A、C、D錯;穩(wěn)定后,由于與B燈連接的電阻很大,流過B燈支路的電流很小,所以B燈逐漸變暗,故B正確,答案B,,總結(jié)提升,總結(jié)提升,,分析通電自感需抓住三點: (1)通電瞬間自感線圈處相當(dāng)于斷

4、路; (2)電流增大過程中自感線圈對電流有阻礙作用使線圈中的電流從0逐漸增大到穩(wěn)定值; (3)電流穩(wěn)定時自感線圈相當(dāng)于導(dǎo)體.,例2如圖4(a)、(b)所示的電 路中,電阻R和自感線圈L的 電阻值都很小,且小于燈泡A 的電阻,閉合開關(guān)S,使電路達 到穩(wěn)定,燈泡A發(fā)光,則() A.在電路(a)中,斷開S,A將漸漸變暗 B.在電路(a)中,斷開S,A將先變得更亮,然后漸漸變暗 C.在電路(b)中,斷開S,A將漸漸變暗 D.在電路(b)中,斷開S,A將先變得更亮,然后漸漸變暗,圖4,,解析答案,解析在電路(a)中,燈A和線圈L串聯(lián),它們的電流相同,斷開S時,線圈上產(chǎn)生自感電動勢,阻礙原電流的減小,流過

5、燈A的電流逐漸減小,從而燈A只能漸漸變暗. 在電路(b)中,電阻R和燈A串聯(lián),燈A的電阻大于線圈L的電阻,電流則小于線圈L中的電流,斷開S時,電源不再給燈泡供電,而線圈產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的減小,通過R、A形成回路,燈A中電流突然變大,燈A將先變得更亮,然后漸漸變暗,故A、D正確.,答案AD,針對訓(xùn)練如圖5所示的電路中,電源的電動勢 為E,內(nèi)阻為r,線圈L的電阻不計,電阻R的阻 值大于燈泡D的阻值,在t0時刻閉合開關(guān)S, 經(jīng)過一段時間后,在tt1時刻斷開S,下列表 示A、B兩點間電壓UAB隨時間t變化的圖像中,正確的是(),圖5,,返回,解析答案,總結(jié)提升,解析在t0時刻閉合開關(guān)S,由于線圈

6、L產(chǎn)生自感電動勢,阻礙電流通過,電源輸出電流較小,路端電壓較高,經(jīng)過一段時間電路穩(wěn)定,電源輸出電流較大,路端電壓較低. 在tt1時刻斷開S,線圈L產(chǎn)生自感電動勢,與燈泡構(gòu)成閉合回路,燈泡D中有反向電流通過,所以表示A、B兩點間電壓UAB隨時間t變化的圖像中正確的是B.,答案B,,總結(jié)提升,,返回,總結(jié)提升,,(1)斷電時,自感線圈處相當(dāng)于電源,其電流逐漸減小,不會發(fā)生突變. (2)斷電時,燈泡會不會閃亮一下再熄滅取決于通過燈泡前后電流大小的關(guān)系.若斷電前自感線圈電流IL大于燈泡的電流ID則燈泡會閃亮一下再熄滅;若斷電前自感線圈中的電流IL小于或等于燈泡中的電流ID則不會出現(xiàn)閃亮,而是逐漸熄滅.

7、 (3)要注意斷電前后通過燈泡的電流方向是否變化.,二、自感系數(shù),知識梳理,1.自感電動勢的大小和自感系數(shù) (1)自感電動勢EL跟_______________,式中比例系數(shù)L叫做線圈的自感系數(shù),簡稱 或_____.,(2)自感系數(shù): 單位: ,符號: .1 mH ,1 H. 2.自感系數(shù)的決定因素:與線圈的形狀、體積、 ,以及是否有等因素有關(guān).,自感,電感,亨利,H,103 H,106 H,匝數(shù),鐵芯,,答案,電流的變化率,成正比.公式EL_______.,解析線圈的自感系數(shù)是由線圈本身的因素及有無鐵芯決定的,與有無電流、電流變化情況都沒有關(guān)系,故B、C錯誤,D正確;

8、自感電動勢的大小除了與自感系數(shù)有關(guān),還與電流的變化率有關(guān),故A錯誤.,典例精析,例3關(guān)于線圈的自感系數(shù),下面說法正確的是() A.線圈的自感系數(shù)越大,自感電動勢就一定越大 B.線圈中電流等于零時,自感系數(shù)也等于零 C.線圈中電流變化越快,自感系數(shù)越大 D.線圈的自感系數(shù)由線圈本身的因素及有無鐵芯決定,,解析答案,D,返回,總結(jié)提升,總結(jié)提升,,對自感系數(shù)的理解: (1)自感系數(shù)的大小由線圈本身的特性及有無鐵芯決定,線圈越長,單位長度的匝數(shù)越多,自感系數(shù)越大. (2)自感系數(shù)與E、I、t等均無關(guān).,,返回,三、自感的典型應(yīng)用日光燈,知識梳理,1.日光燈的電路如圖6所示.,2.工作原理:日光燈在接

9、通電源時, 啟動器首先 ,又立即, 在 的瞬間,由于自感現(xiàn)象, 鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的自感電壓,而使燈管快速啟動. 3.鎮(zhèn)流器的作用:日光燈啟動時,鎮(zhèn)流器提供,而使氣體電離;燈管發(fā)光后,鎮(zhèn)流器又起著的作用.,圖6,導(dǎo)通,斷開,斷開,很高,瞬時高壓,穩(wěn)壓限流,,答案,典例精析,例4如圖7甲為日光燈電路,圖乙為啟動器結(jié)構(gòu)圖.在日光燈正常工作的過程中(),圖7,解析日光燈剛發(fā)光時,鎮(zhèn)流器在啟動時產(chǎn)生瞬時高壓,故A正確; 燈管點亮發(fā)光后,鎮(zhèn)流器起分壓限流作用使燈管在較低的電壓下工作, 故B錯誤,D正確. 燈管正常發(fā)光后,啟動器不再工作,啟動器中兩個觸片是分離的.故C錯誤;故選A、D.,答案AD,,A.鎮(zhèn)流器為

10、日光燈的點亮提供瞬時高壓 B.鎮(zhèn)流器維持燈管兩端有高于電源的電壓,使燈管正常工作 C.燈管點亮發(fā)光后,啟動器中兩個觸片是接觸的 D.燈管點亮發(fā)光后,鎮(zhèn)流器起分壓限流作用使燈管在較低的電壓下工作,,解析答案,返回,對點檢測 自查自糾,1,2,3,4,,解析答案,1.(對通、斷電自感的理解)(多選)如圖8所示,帶鐵芯的電感線圈的電阻與電阻器R的阻值相同,A1、A2是兩個完全相同的電流表,則下列說法中正確的是() A.閉合S瞬間,電流表A1示數(shù)小于A2示數(shù) B.閉合S瞬間,電流表A1示數(shù)等于A2示數(shù) C.斷開S瞬間,電流表A1示數(shù)大于A2示數(shù) D.斷開S瞬間,電流表A1示數(shù)等于A2示數(shù),圖8,1,2

11、,3,4,解析開關(guān)S閉合瞬間,線圈L產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流增大,所以此時電流表A1中的電流小于電流表A2中的電流,A項正確; 開關(guān)斷開瞬間,線圈L與A1、A2和R構(gòu)成回路,線圈L中產(chǎn)生自感電動勢,阻礙電流減小,所以A1、A2中電流也逐漸減小,但始終相等,D項正確.,答案AD,2.(對通、斷電自感的理解)如圖9所示的電路中A1和A2是兩個相同的小燈泡,L是一個自感系數(shù)很大的線圈,其阻值與R相同.在開關(guān)S接通和斷開時,燈泡A1和A2亮暗的順序是() A.閉合時A1先達最亮,斷開時A1后滅 B.閉合時A2先達最亮,斷開時A1后滅 C.閉合時A1先達最亮,斷開時A1先滅 D.閉合時A2先達最亮,斷開時

12、A2先滅,1,2,3,4,,解析答案,圖9,解析當(dāng)開關(guān)S閉合時,A1和A2同時亮,但由于自感現(xiàn)象的存在,線圈上產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的增大,使通過線圈的電流從零開始逐漸增大,所以開始時電流幾乎全部從A1通過,而該電流又將同時分兩路通過A2和R,所以A1先達最亮,經(jīng)過一段時間電路穩(wěn)定后,A1和A2達到一樣亮; 當(dāng)開關(guān)S斷開時,電源電流立即為零,因此A2立即熄滅,而對A1,由于通過線圈的電流突然減小,線圈中產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的減小,使線圈L和A1組成的閉合電路中有感應(yīng)電流,所以A1后滅.,1,2,3,4,答案A,1,2,3,4,3.(對自感電動勢的理解)關(guān)于線圈中自感電動勢大小的說法中正確的(

13、 ) A.電感一定時,電流變化越大,自感電動勢越大 B.電感一定時,電流變化越快,自感電動勢越大 C.通過線圈的電流為零的瞬間,自感電動勢為零 D.通過線圈的電流為最大值的瞬間,自感電動勢最大,B,,解析電感一定時,電流變化越快, 越大,由EL 知,自感電動勢越大, A錯,B對;,解析答案,線圈中電流為零時,電流的變化率不一定為零,自感電動勢不一定為零,故C錯; 當(dāng)通過線圈的電流最大時,電流的變化率為零,自感電動勢為零,故D錯.,,1,2,3,4,4.(自感的典型應(yīng)用日光燈)(多選)日光燈電路主要由鎮(zhèn)流器、啟動器和燈管組成,下列說法正確的是() A.日光燈正常工作時,啟動器中兩個觸片是閉合的 B.鎮(zhèn)流器給日光燈開始點燃提供瞬時高壓 C.燈管正常發(fā)光后,鎮(zhèn)流器起降壓限流作用 D.日光燈正常工作時,取下啟動器,日光燈不能正常工作,返回,BC,答案,本課結(jié)束,

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