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1、6自感第一章電磁感應學習目標1.能夠通過電磁感應的有關規(guī)律分析通電自感和斷電自感現象.2.了解自感電動勢的表達式ELL ，知道自感系數的決定因素.3.了解日光燈結構及工作原理.內容索引自主預習預習新知 夯實基礎重點探究啟迪思維 探究重點達標檢測檢測評價 達標過關自主預習一、自感現象一、自感現象由于導體線圈本身的 發(fā)生變化而引起的 現象叫做自感，在自感現象中產生的電動勢叫做 .二、自感系數二、自感系數1.自感電動勢：EL ，其中L是自感系數，簡稱自感或電感.單位： ，簡稱亨，符號：H.2.自感系數與線圈的 、大小、匝數，以及是否有 等因素有關.電流電磁感應自感電動勢亨利形狀鐵芯三、日光燈三、日光
2、燈1.日光燈的構造：普通日光燈由燈管、 、啟動器、導線和開關組成.2.鎮(zhèn)流器的作用：啟動時產生 使燈管發(fā)光，正常工作時，起著 作用.鎮(zhèn)流器瞬時高電壓降壓限流即學即用即學即用1.判斷下列說法的正誤.(1)自感現象中，感應電流一定與原電流方向相反.()(2)線圈的自感系數與電流大小無關，與電流的變化率有關.()(3)日光燈點亮后，啟動器就沒有作用了.()(4)在日光燈正常工作中，鎮(zhèn)流器只會消耗能量，沒有作用.()答案2.如圖1所示，電路中電源內阻不能忽略，L的自感系數很大，其直流電阻忽略不計，A、B為兩個完全相同的燈泡，當S閉合時，A燈 亮，B燈 亮.當S斷開時，A燈 熄滅，B燈 熄滅.(填“立即
3、”或“慢慢”)圖1答案慢慢立即慢慢慢慢重點探究導學探究導學探究如圖2所示，先閉合S，調節(jié)R2使A1、A2的亮度相同，再調節(jié)R1，使A1、A2都正常發(fā)光，然后斷開S.再次閉合S，觀察兩只燈泡在電路接通的瞬間發(fā)光情況有什么不同？根據楞次定律分析現象產生的原因.一、通電自感現象答案圖2答案答案現象：燈泡A2立即發(fā)光，燈泡A1逐漸亮起來.原因：電路接通時，電流由零開始增加，穿過線圈L的磁通量逐漸增加，為了阻礙磁通量的增加，感應電流產生的磁通量與原來電流產生的磁通量方向相反，則線圈中感應電動勢的方向與原來的電流方向相反，阻礙了L中電流的增加，即推遲了電流達到穩(wěn)定值的時間.知識深化知識深化通電自感現象中，
4、當線圈中的電流增大時，自感電動勢的方向與原電流的方向相反，阻礙電流的增大，但不能阻止電流的變化.例例1(多選)在如圖3所示的甲、乙電路中，電阻R和燈泡電阻的阻值相等，自感線圈L的電阻值可認為是0，在接通開關S時，則 圖3A.在電路甲中，A將漸漸變亮B.在電路甲中，A將先變亮， 然后漸漸變暗C.在電路乙中，A將漸漸變亮D.在電路乙中，A將先由亮漸 漸變暗，然后熄滅答案解析解析解析在電路甲中，當接通開關S時，通過與燈泡相連的自感線圈的電流突然增大，由于線圈的自感現象，開始時，自感線圈產生一個很大的自感電動勢來阻礙電流的流入，流入燈泡的電流很??；后來由于電流的不斷流入，通過自感線圈的電流變化逐漸變慢
5、，所以自感線圈的阻礙作用逐漸減??；當流過線圈的電流最大時，自感線圈不再有阻礙作用，所以通過燈泡的電流只能慢慢增大，故選項A正確.在電路乙中，當接通開關S時，通過自感線圈的電流突然增大，由于線圈的自感現象，開始時，自感線圈就產生一個很大的自感電動勢來阻礙電流的流入，流入線圈的電流很小(可認為是0)，電路中的電流可以認為都是從燈泡通過的，以后自感線圈的阻礙作用逐漸減小，通過自感線圈的電流逐漸增大，而通過燈泡的電流逐漸減小，直到流過線圈的電流最大時，自感線圈不再有阻礙作用，又因為自感線圈L的電阻值可認為是0，所以燈泡被短路，故選項D正確.分析通電自感需抓住三點：(1)通電瞬間自感線圈處相當于斷路；(
6、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)定時自感線圈相當于導體(若直流電阻為0，相當于導線).總結提升總結提升導學探究導學探究如圖4所示，先閉合開關使燈泡發(fā)光，然后斷開開關.二、斷電自感現象圖4(1)開關斷開前后，流過燈泡的電流方向相同嗎？答案答案不相同.S閉合時，燈泡A中的電流方向向左，S斷開瞬間，燈泡A中的電流方向向右，所以開關S斷開前后，流過燈泡的電流方向相反.答案(2)在斷開過程中，有時燈泡閃亮一下再熄滅，有時燈泡只會緩慢變暗直至熄滅，請分析上述兩種現象產生的原因是什么？答案答案在開關斷開后燈泡又閃亮一下的原因是燈泡斷電后自感線圈中產
7、生的感應電流比開關斷開前流過燈泡的電流大.要想使燈泡閃亮一下再熄滅，就必須使自感線圈的電阻小于與之并聯的燈泡電阻.而當線圈電阻大于或等于燈泡電阻時，燈泡就會緩慢變暗直至熄滅.答案知識深化知識深化1.當線圈中的電流減小時，自感電動勢的方向與原電流方向相同；2.斷電自感中，由于自感電動勢的作用，線圈中電流從原值逐漸減小.若斷開開關瞬間通過燈泡的電流大于斷開開關前的電流，燈泡會閃亮一下；若斷開開關瞬間通過燈泡的電流小于或等于斷開開關前的電流，燈泡不會閃亮一下，而是逐漸變暗直至熄滅.3.自感電動勢總是阻礙線圈中電流的變化，但不能阻止線圈中電流的變化.例例2(多選)如圖5甲、乙所示的電路中，電阻R和自感
8、線圈L的電阻值都很小， 且小于燈泡A的電阻， 閉合開關S， 使電路達到穩(wěn)定， 燈泡A發(fā)光， 則 A.在電路甲中，斷開S，A將漸漸變暗B.在電路甲中，斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗C.在電路乙中，斷開S，A將漸漸變暗D.在電路乙中，斷開S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗圖5答案解析解析解析在電路甲中，燈A和線圈L串聯，它們的電流相同，斷開S時，線圈上產生自感電動勢，阻礙原電流的減小，流過燈A的電流逐漸減小，燈A漸漸變暗.在電路乙中，電阻R和燈A串聯，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，而線圈產生自感電動勢阻礙電流的減小，通過R、A形成回路，燈A
9、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.例例3如圖6所示的電路中，S閉合且穩(wěn)定后流過電感線圈的電流是2 A，流過燈泡的電流是1 A，現將S突然斷開，S斷開前后，能正確反映流過燈泡的電流i隨時間t變化關系的圖像是 三、自感現象中的圖像問題圖6答案解析解析解析開關S斷開前，通過燈泡D的電流是穩(wěn)定的，其值為1 A.開關S斷開瞬間，自感線圈的支路由于自感現象會產生與線圈中原電流方向相同的自感電動勢，使線圈中的電流從原來的2 A逐漸減小，方向不變，且同燈泡D構成回路，通過燈泡D的電流和線圈L中的電流相等，也應該是從2 A逐漸減小到零，但是方向與原來通過燈泡D的電流方向相反，D對.1
10、.斷電時，若自感線圈能組成閉合回路，自感線圈處電流由原值逐漸減小，不能發(fā)生突變，而且電流方向也不變；若自感線圈不能組成閉合回路，自感線圈處電流立即變?yōu)?.2.斷電前后，無線圈的支路要注意電流方向是否變化.技巧點撥技巧點撥2.工作原理：日光燈在接通電源時，啟動器首先導通，又立即斷開，在斷開的瞬間，由于自感現象，鎮(zhèn)流器產生很高的自感電動勢，而使燈管快速啟動.3.鎮(zhèn)流器的作用：日光燈啟動時，鎮(zhèn)流器提供瞬時高電壓，而使氣體放電；燈管發(fā)光后，鎮(zhèn)流器又起著降壓限流的作用.1.日光燈的電路如圖7所示.四、自感的典型應用日光燈圖7例例4若將圖8甲中啟動器換為開關S1，并給鎮(zhèn)流器并聯一個開關S2，如圖乙所示，則
11、下列敘述正確的是 圖8答案解析A.只把S3接通，日光燈就能正常發(fā)光B.把S3、S1接通后，S2不接通，日光 燈就能正常發(fā)光C.S2不接通，接通S3、S1后，再斷開 S1，日光燈就能正常發(fā)光D.當日光燈正常發(fā)光后，再接通S2， 日光燈仍能正常發(fā)光解析解析一般日光燈啟動的瞬間把電源、燈絲、鎮(zhèn)流器接通，然后自動斷開，靠鎮(zhèn)流器產生瞬時高壓，使燈管內氣體導電，所以啟動時既要使題圖乙中S3閉合，又需使S1瞬間閉合再斷開，A、B錯，C對.正常工作時鎮(zhèn)流器起降壓限流作用，若把題圖乙中S2閉合，則鎮(zhèn)流器失去作用，日光燈不能正常工作，D錯.達標檢測1.(對自感電動勢的理解對自感電動勢的理解)關于線圈中自感電動勢的
12、大小，下列說法中正確的是 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，自感電動勢最大答案1234解析解析解析電感一定時，電流變化越快， 越大，由ELL 知，自感電動勢越大，A錯，B對；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；當通過線圈的電流最大時，若電流的變化率為零，自感電動勢為零，故D錯.12342.(自感現象的分析自感現象的分析)(多選)如圖9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
13、正確的是 A.閉合S瞬間，電流表A1示數小于A2示數B.閉合S瞬間，電流表A1示數等于A2示數C.斷開S瞬間，電流表A1示數大于A2示數D.斷開S瞬間，電流表A1示數等于A2示數答案圖91234解析解析解析開關S閉合瞬間，線圈L中產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S斷開瞬間，線圈L與A1、A2和R構成回路，線圈L中產生自感電動勢，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.12343.(自感現象的圖像問題自感現象的圖像問題)(多選)如圖10所示，用電流傳感器研究自感現象.電源內阻不可忽略，線圈的自感系數較大，其直
14、流電阻小于電阻R的阻值.t0時刻閉合開關S，電路穩(wěn)定后，t1時刻斷開S，電流傳感器連接計算機分別描繪了整個過程線圈中的電流IL和電阻中的電流IR隨時間t變化的圖像.下列圖像中可能正確的是 答案圖1012344.(日光燈工作原理日光燈工作原理)家用日光燈電路如圖11所示，S為啟動器，A為燈管，L為鎮(zhèn)流器，關于日光燈的工作原理，下列說法正確的是 A.鎮(zhèn)流器的作用是將交流電變?yōu)橹绷麟夿.在日光燈正常發(fā)光時，啟動器中的兩個觸片是 分開的C.日光燈發(fā)出的光是電流加熱燈絲發(fā)出的D.日光燈發(fā)出的光是汞原子受到激發(fā)后直接輻射的答案解析1234圖11解析解析鎮(zhèn)流器在啟動時產生瞬時高壓，在正常工作時起降壓限流作用，故A錯誤；電路接通后，啟動器中的氖氣停止放電(啟動器分壓少、輝光放電無法進行，不工作)，U形動觸片冷卻收縮，兩個觸片分離，B正確.燈絲受熱時發(fā)射出來的大量電子，在燈管兩端高電壓作用下，以極大的速度由低電勢端向高電勢端運動.在加速運動的過程中，碰撞管內氣體(通常是氬氣)分子，使之迅速電離.在紫外線的激發(fā)下，管壁上的熒光粉發(fā)出近乎白色的可見光.故C、D錯誤.1234
（通用）高中物理 第一章 電磁感應 1.6 自感課件 教科選修32
