物理 ：課件 選修3-2 2.2《自感和第3節(jié) 自感現(xiàn)象的應(yīng)用》（魯科版）

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,歡迎進(jìn)入物理課堂,第2節(jié)自感第3節(jié)自感現(xiàn)象的應(yīng)用,課標(biāo)定位,學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.知道自感現(xiàn)象和自感電動(dòng)勢(shì)．2．了解自感現(xiàn)象的應(yīng)用和防止．3．知道自感系數(shù)的決定因素是自感線圈的自身結(jié)構(gòu)．4．知道日光燈及其原理，知道啟動(dòng)器和鎮(zhèn)流器的構(gòu)造和原理．重點(diǎn)難點(diǎn)：1.自感現(xiàn)象的原因及分析．2．鎮(zhèn)流器的應(yīng)用，日光燈的工作原理．,,,,,,,,,,,,核心要點(diǎn)突破,課堂互動(dòng)講練,知能優(yōu)化訓(xùn)練,第2、3節(jié),,課前自主學(xué)案,課前自主學(xué)案,一、自感現(xiàn)象1．自感現(xiàn)象：當(dāng)導(dǎo)體中電流發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)體本身就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這個(gè)電動(dòng)勢(shì)總是_____導(dǎo)體中原來(lái)電流的變化的．這種由于______________發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫自感現(xiàn)象．2．通電自感和斷電自感,阻礙,導(dǎo)體自身電流,緩慢變亮,漸暗,立即熄滅,阻礙,阻礙,思考感悟1．在斷電自感現(xiàn)象中燈A1一定“閃亮”一下才熄滅嗎？提示：不一定，關(guān)鍵看斷電瞬間流過(guò)燈A1的電流是否大于原來(lái)電流，若大于原電流則閃亮．,二、自感電動(dòng)勢(shì)由于_____________變化所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫做自感電動(dòng)勢(shì)．自感電動(dòng)勢(shì)的大小E＝______三、自感系數(shù)：自感系數(shù)L簡(jiǎn)稱自感或電感，它跟線圈的______、___________、_____、_____，以及是否有_____等因素有關(guān)，線圈的橫截面積越____，線圈繞制得越___、匝數(shù)越____，它的自感系數(shù)越大，另外有_____的線圈的自感系數(shù)比沒(méi)有鐵芯的大．單位：________常用的還有___________、________.1H＝____mH＝____μH.,導(dǎo)體自身電流,形狀,橫截面積,長(zhǎng)短,匝數(shù),鐵芯,大,密,多,鐵芯,亨利(H)．,毫亨(mH),微亨(μH),103,106,四、自感現(xiàn)象的應(yīng)用1．日光燈構(gòu)造：主要由_________、_______、_______組成．2．鎮(zhèn)流器的作用：在啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生_________，在正常工作時(shí)起_________作用．3．感應(yīng)圈：_________直接繞在鐵芯上，由幾匝________繞制而成；次級(jí)線圈則由多匝________繞成．4．感應(yīng)圈的應(yīng)用：可作實(shí)驗(yàn)室中小功率_________，能產(chǎn)生105V的高壓，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，煤氣灶電子點(diǎn)火裝置都是利用感應(yīng)線圈產(chǎn)生的___________來(lái)完成工作的．另外，電焊機(jī)也利用了自感現(xiàn)象．,日光燈管,鎮(zhèn)流器,啟動(dòng)器,瞬時(shí)高壓,降壓限流,初級(jí)線圈,粗導(dǎo)線,細(xì)導(dǎo)線,高壓電源,高壓電火花,思考感悟2．若將日光燈接在220V的電源上，日光燈正常工作時(shí)燈管兩端電壓一定是220V嗎？提示：不是，正常工作時(shí)鎮(zhèn)流器降壓限流，日光燈管兩端電壓小于220V.,核心要點(diǎn)突破,一、自感電動(dòng)勢(shì)和自感系數(shù)1．自感電動(dòng)勢(shì),2．自感系數(shù),即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)1．(2010年高考海南理綜卷改編)下列說(shuō)法正確的是()A．只要當(dāng)線圈中有電流時(shí)，線圈中就有自感電動(dòng)勢(shì)B．當(dāng)線圈中電流反向時(shí)，線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中原電流的方向相反C．當(dāng)線圈中電流增大時(shí)，線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中電流的方向相反D．當(dāng)線圈中電流減小時(shí)，線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中電流的方向相反,解析：選C.由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，當(dāng)線圈中電流不變時(shí)，不產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，A錯(cuò)；當(dāng)線圈中電流反向時(shí)．相當(dāng)于電流減小，線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中原電流的方向相同，B錯(cuò)；當(dāng)線圈中電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流增大，線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中電流的方向相反，C對(duì)；當(dāng)線圈中電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小，線圈中自感電動(dòng)勢(shì)的方向與線圈中電流的方向相同，D錯(cuò)．,二、兩種自感現(xiàn)象的分析1．通電自感,2.斷電自感,特別提醒：在通電自感現(xiàn)象中，線圈L相當(dāng)于阻值逐漸減小的“電阻”；在斷電自感現(xiàn)象中，線圈L相當(dāng)于電動(dòng)勢(shì)逐漸減小的“電源”．在斷電自感中要判斷某一個(gè)小燈泡是否會(huì)閃亮一下再熄滅，一是看是否能組成臨時(shí)回路，二是看此時(shí)通過(guò)小燈泡的電流比斷開(kāi)前大，還是?。?即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)2．如圖2－2－1所示電路中，A、B是兩個(gè)相同的燈泡，L是一個(gè)帶鐵芯的線圈，電阻可不計(jì)．調(diào)節(jié)R，電流穩(wěn)定時(shí)兩燈都正常發(fā)光，則在開(kāi)關(guān)閉合和斷開(kāi)時(shí)()圖2－2－1,A．兩燈同時(shí)亮、同時(shí)熄滅B．閉合S時(shí)，B燈比A燈先到達(dá)正常發(fā)光狀態(tài)C．?dāng)嚅_(kāi)S時(shí)，A、B兩燈都不會(huì)立即熄滅，通過(guò)A、B兩燈的電流方向都與原電流方向相同D．?dāng)嚅_(kāi)S時(shí)，A燈會(huì)突然閃亮一下后再熄滅,解析：選B.閉合S時(shí)，A燈支路中，由于L產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流增大，A燈將推遲一些時(shí)間才能達(dá)到正常發(fā)光狀態(tài)，A錯(cuò)誤，B正確；斷開(kāi)S時(shí)，L中產(chǎn)生與原電流方向相同的自感電動(dòng)勢(shì)，由它作為電源對(duì)A、B兩燈的回路供電，因此兩燈都不會(huì)立即熄滅，此時(shí)流過(guò)A燈的電流與原電流同向，流過(guò)B燈的電流與原電流反向，C錯(cuò)誤；斷開(kāi)S后，由電池為電源的供電電流是從原來(lái)穩(wěn)定時(shí)通過(guò)L中的電流值逐漸減小的，因此A、B兩燈只是延緩一些時(shí)間熄滅，并不會(huì)閃亮一下，D錯(cuò)誤．,三、日光燈的工作原理1．日光燈發(fā)光原理燈管內(nèi)充有微量氬和稀薄汞蒸氣．兩端有燈絲，內(nèi)壁涂有熒光物質(zhì)．其發(fā)光原理如下流程：圖2－2－2,2．啟動(dòng)器的作用圖2－2－3(1)構(gòu)造：如圖2－2－3所示，它是一個(gè)充有氖氣的小玻璃泡，里面裝上兩個(gè)電極，一個(gè)固定不動(dòng)的靜觸片和一個(gè)用雙金屬片制成的U形動(dòng)觸片．,(2)作用：當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電源把電壓加在啟動(dòng)器兩極之間，使氖氣放電發(fā)出輝光，輝光產(chǎn)生的熱量使雙金屬片受熱膨脹，內(nèi)層膨脹幅度大一些，使U形動(dòng)觸片膨脹伸長(zhǎng)跟靜觸片接觸而把電路導(dǎo)通，于是鎮(zhèn)流器中的線圈和燈管的燈絲中就有電流通過(guò)，電路接通后，啟動(dòng)器中的氖氣停止放電，U形動(dòng)觸片冷卻收縮，兩個(gè)觸片分離，電路自動(dòng)斷開(kāi)，在電路突然中斷瞬間，鎮(zhèn)流器線圈因自感產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)高壓，這個(gè)高壓和電源電壓加在燈管兩端使燈管中的汞蒸氣開(kāi)始放電導(dǎo)通，使日光燈發(fā)光．歸納一句：利用氖管的輝光放電，起著自動(dòng)把電路接通和斷開(kāi)為鎮(zhèn)流器產(chǎn)生瞬時(shí)自感高壓的作用．,3．鎮(zhèn)流器的作用：鎮(zhèn)流器是一個(gè)帶鐵芯的線圈，其自感系數(shù)很大．鎮(zhèn)流器在日光燈啟動(dòng)階段和正常發(fā)光階段，起著不盡相同的作用，具體表現(xiàn)為：(1)在燈管啟動(dòng)時(shí)，鎮(zhèn)流器能夠產(chǎn)生一個(gè)高出電源電壓很多的瞬時(shí)電壓，使日光燈內(nèi)的氣體導(dǎo)電，而被點(diǎn)燃；在日光燈啟動(dòng)后，因?yàn)槿展鉄舻碾娮枳兊煤苄?，只允許通過(guò)不大的電流，否則就會(huì)將燈管燒壞．這時(shí)加在燈管兩端的電壓低于電源電壓，此要求也是通過(guò)鎮(zhèn)流器來(lái)實(shí)現(xiàn)的．,(2)日光燈的工作過(guò)程分為預(yù)熱階段、點(diǎn)燃階段和正常發(fā)光階段．在不同階段，鎮(zhèn)流器的作用不同．在點(diǎn)燃時(shí)，鎮(zhèn)流器的作用是提供瞬時(shí)電壓；在正常發(fā)光時(shí)，鎮(zhèn)流器起降壓限流作用．,即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小試牛刀)3．對(duì)于日光燈的下列說(shuō)法中正確的是()A．啟動(dòng)器是在日光燈啟動(dòng)過(guò)程中起接通電路并提供瞬時(shí)高壓的作用B．鎮(zhèn)流器在日光燈啟動(dòng)及工作過(guò)程中起降壓限流作用C．日光燈發(fā)光原理同白熾燈一樣，都是由燈絲產(chǎn)生足夠熱量時(shí)發(fā)光的D．啟動(dòng)器只在日光燈啟動(dòng)時(shí)起暫時(shí)接通電路的作用，而鎮(zhèn)流器在啟動(dòng)時(shí)提供高壓，在正常工作時(shí)又起降壓限流作用,解析：選D.啟動(dòng)時(shí)，啟動(dòng)器起接通電路作用，然后斷開(kāi)，鎮(zhèn)流器由于自感產(chǎn)生瞬時(shí)高壓，將氣體擊穿后，熾熱的燈絲釋放電子與汞原子碰撞產(chǎn)生紫外線，再引起熒光物質(zhì)發(fā)光，正常工作時(shí)鎮(zhèn)流器又阻礙電流變化起降壓限流作用，可見(jiàn)A、B、C錯(cuò)，D對(duì)．,課堂互動(dòng)講練,如圖2－2－4所示，LA、LB是兩個(gè)完全相同的小燈炮，燈泡電阻r>R.L是一個(gè)自感系數(shù)很大的線圈，它的電阻和R相等．由于自感現(xiàn)象，當(dāng)開(kāi)關(guān)接通或斷開(kāi)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是(),自感現(xiàn)象的分析,圖2－2－4,A．S接通時(shí)，燈泡LA先亮，LB后亮B．S接通時(shí)，IA＝IBC．S斷開(kāi)，LB先熄滅，LA則先閃亮一下再熄滅D．S斷開(kāi)時(shí)，IA＝IB,【精講精析】S接通時(shí)，L中產(chǎn)生與電流方向相反的電動(dòng)勢(shì)，阻礙作用很大，相當(dāng)于斷路．因此LA和LB同時(shí)亮，且LA亮度大，即IA>IB，故AB錯(cuò)誤．當(dāng)達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，LA和LB亮度相同，此時(shí)IA＝IBIA，因此LA先閃亮一下再熄滅，故C正確．開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，無(wú)電流通過(guò)LB，因此LB先熄滅．故D錯(cuò)誤．,【答案】C【規(guī)律總結(jié)】若電路中的電流發(fā)生變化，電感L的作用總是阻礙電流的變化；當(dāng)電路穩(wěn)定時(shí)，電感L相當(dāng)于一段導(dǎo)體，若電感L有直流電阻，則相當(dāng)于定值電阻的作用；若無(wú)直流電阻，則它相當(dāng)于一根短路導(dǎo)線．,如圖2－2－5所示的電路中，S閉合時(shí)流過(guò)電感線圈的電流為2A，流過(guò)燈泡的電流是1A．將S突然斷開(kāi)，則S斷開(kāi)前后，能正確反映流過(guò)燈泡的電流I隨時(shí)間t變化關(guān)系的圖象是下圖中的(),圖2－2－5,圖2－2－6,【精講精析】由題圖所示知，在S閉合的時(shí)候，流過(guò)燈泡、線圈L的電流方向都是自左向右的，在S斷開(kāi)的瞬間，流過(guò)L的電流大小仍為2A，方向仍是從左向右的．它與燈泡構(gòu)成串聯(lián)回路，故流過(guò)燈泡的電流大小變成2A，方向變成由右向左，然后逐漸減小為零，故D正確．,【答案】D【規(guī)律總結(jié)】解決自感現(xiàn)象中的圖象問(wèn)題，一般思路是：首先要明確S斷開(kāi)前線圈中電流的大小及方向，其次要知道S斷開(kāi)后的臨時(shí)電路，最后即可判斷出燈泡或其它支路中電流的方向和大小變化情況．,類型三,日光燈的原理分析,在日光燈工作原理中，如圖2－2－7所示，簡(jiǎn)述其原理并完成以下問(wèn)題：(1)開(kāi)關(guān)合上前，啟動(dòng)器的靜金屬片和動(dòng)金屬片是______(填“接通的”或“斷開(kāi)的”);(2)開(kāi)關(guān)剛合上時(shí)，220V交流電壓加在________之間，使氖泡發(fā)出輝光；(3)日光燈啟動(dòng)瞬間，燈管兩端的電壓________220V(填“高于”“等于”或“小于”)；,圖2－2－7,(4)日光燈正常發(fā)光時(shí)，啟動(dòng)器的靜觸片和動(dòng)觸片_______(填“接通”或“斷開(kāi)”)，鎮(zhèn)流器起著________的作用，保證日光燈正常工作；(5)啟動(dòng)器中的電容器能________，沒(méi)有電容器，啟動(dòng)器也能工作．,【思路點(diǎn)撥】日光燈是典型自感現(xiàn)象的應(yīng)用，要根據(jù)其現(xiàn)成部件的作用分析．【自主解答】按原理圖接好日光燈電路后，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合，電源把電壓加在啟動(dòng)器的兩金屬片之間，使氖泡內(nèi)的氖氣放電發(fā)出輝光．輝光放電產(chǎn)生的熱量使U形動(dòng)片膨脹，跟靜片接觸把電路接通，于是鎮(zhèn)流器的線圈和燈管的燈絲中就有電流通過(guò)，電路接通后，啟動(dòng)器中的氖氣停止放電，U形片冷卻后收縮恢復(fù)原狀，兩金屬片分離電路斷開(kāi)，,由于鎮(zhèn)流器的自感作用，會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)，其方向與原電壓方向相同，很高的自感電動(dòng)勢(shì)加上原電源電壓加在燈管兩端，使管內(nèi)汞氣體導(dǎo)電，產(chǎn)生紫外線，激發(fā)熒光粉發(fā)光，燈管被點(diǎn)亮．日光燈使用的是正弦交流電，電流的大小和方向都隨時(shí)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(guò)鎮(zhèn)流器的線圈，線圈中會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，它的作用總是阻礙電流的變化，這時(shí)的鎮(zhèn)流器就起到了降壓限流的作用，保證日光燈的正常工作．,啟動(dòng)器中的電容器能使動(dòng)靜片脫離時(shí)避免產(chǎn)生電火花而燒毀啟動(dòng)器．沒(méi)有電容器，同樣能工作，當(dāng)日光燈正常點(diǎn)亮后，啟動(dòng)器不再起作用，就是摘去了也不影響日光燈的發(fā)光．【答案】(1)斷開(kāi)的(2)啟動(dòng)器的兩電極(3)高于(4)斷開(kāi)降壓限流(5)避免產(chǎn)生電火花,變式訓(xùn)練如圖2－2－8所示，日光燈主要由燈管、鎮(zhèn)流器和啟動(dòng)器組成．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()圖2－2－8,A．鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的瞬間高壓來(lái)源于啟動(dòng)器兩觸片接通再斷開(kāi)的瞬間B．燈管點(diǎn)燃后，啟動(dòng)器中兩個(gè)觸片分離C．燈管點(diǎn)燃后，燈管兩端的電壓等于電源電壓220VD．在日光燈正常工作時(shí)，鎮(zhèn)流器起著降壓限流的作用解析：選C.在日光燈正常工作時(shí)，鎮(zhèn)流器起著降壓限流的作用，因此燈管點(diǎn)燃后，燈管兩端的電壓小于電源電壓220V.,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全,