（通用）高中物理 第一章 電磁感應(yīng) 1.6 自感課件 教科選修32

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1、6自感第一章電磁感應(yīng)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能夠通過(guò)電磁感應(yīng)的有關(guān)規(guī)律分析通電自感和斷電自感現(xiàn)象.2.了解自感電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式ELL ，知道自感系數(shù)的決定因素.3.了解日光燈結(jié)構(gòu)及工作原理.內(nèi)容索引自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知 夯實(shí)基礎(chǔ)重點(diǎn)探究啟迪思維 探究重點(diǎn)達(dá)標(biāo)檢測(cè)檢測(cè)評(píng)價(jià) 達(dá)標(biāo)過(guò)關(guān)自主預(yù)習(xí)一、自感現(xiàn)象一、自感現(xiàn)象由于導(dǎo)體線(xiàn)圈本身的 發(fā)生變化而引起的 現(xiàn)象叫做自感，在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫做 .二、自感系數(shù)二、自感系數(shù)1.自感電動(dòng)勢(shì)：EL ，其中L是自感系數(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)自感或電感.單位： ，簡(jiǎn)稱(chēng)亨，符號(hào)：H.2.自感系數(shù)與線(xiàn)圈的 、大小、匝數(shù)，以及是否有 等因素有關(guān).電流電磁感應(yīng)自感電動(dòng)勢(shì)亨利形狀鐵芯三、日光燈三、日光

2、燈1.日光燈的構(gòu)造：普通日光燈由燈管、 、啟動(dòng)器、導(dǎo)線(xiàn)和開(kāi)關(guān)組成.2.鎮(zhèn)流器的作用：?jiǎn)?dòng)時(shí)產(chǎn)生 使燈管發(fā)光，正常工作時(shí)，起著 作用.鎮(zhèn)流器瞬時(shí)高電壓降壓限流即學(xué)即用即學(xué)即用1.判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)自感現(xiàn)象中，感應(yīng)電流一定與原電流方向相反.()(2)線(xiàn)圈的自感系數(shù)與電流大小無(wú)關(guān)，與電流的變化率有關(guān).()(3)日光燈點(diǎn)亮后，啟動(dòng)器就沒(méi)有作用了.()(4)在日光燈正常工作中，鎮(zhèn)流器只會(huì)消耗能量，沒(méi)有作用.()答案2.如圖1所示，電路中電源內(nèi)阻不能忽略，L的自感系數(shù)很大，其直流電阻忽略不計(jì)，A、B為兩個(gè)完全相同的燈泡，當(dāng)S閉合時(shí)，A燈 亮，B燈 亮.當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，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(diǎn)探究導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究如圖2所示，先閉合S，調(diào)節(jié)R2使A1、A2的亮度相同，再調(diào)節(jié)R1，使A1、A2都正常發(fā)光，然后斷開(kāi)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(jù)楞次定律分析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因.一、通電自感現(xiàn)象答案圖2答案答案現(xiàn)象：燈泡A2立即發(fā)光，燈泡A1逐漸亮起來(lái).原因：電路接通時(shí)，電流由零開(kāi)始增加，穿過(guò)線(xiàn)圈L的磁通量逐漸增加，為了阻礙磁通量的增加，感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁通量與原來(lái)電流產(chǎn)生的磁通量方向相反，則線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向與原來(lái)的電流方向相反，阻礙了L中電流的增加，即推遲了電流達(dá)到穩(wěn)定值的時(shí)間.知識(shí)深化知識(shí)深化通電自感現(xiàn)象中，

4、當(dāng)線(xiàn)圈中的電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)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(xiàn)圈L的電阻值可認(rèn)為是0，在接通開(kāi)關(guān)S時(shí)，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(dāng)接通開(kāi)關(guān)S時(shí)，通過(guò)與燈泡相連的自感線(xiàn)圈的電流突然增大，由于線(xiàn)圈的自感現(xiàn)象，開(kāi)始時(shí)，自感線(xiàn)圈產(chǎn)生一個(gè)很大的自感電動(dòng)勢(shì)來(lái)阻礙電流的流入，流入燈泡的電流很??；后來(lái)由于電流的不斷流入，通過(guò)自感線(xiàn)圈的電流變化逐漸變慢

5、，所以自感線(xiàn)圈的阻礙作用逐漸減小；當(dāng)流過(guò)線(xiàn)圈的電流最大時(shí)，自感線(xiàn)圈不再有阻礙作用，所以通過(guò)燈泡的電流只能慢慢增大，故選項(xiàng)A正確.在電路乙中，當(dāng)接通開(kāi)關(guān)S時(shí)，通過(guò)自感線(xiàn)圈的電流突然增大，由于線(xiàn)圈的自感現(xiàn)象，開(kāi)始時(shí)，自感線(xiàn)圈就產(chǎn)生一個(gè)很大的自感電動(dòng)勢(shì)來(lái)阻礙電流的流入，流入線(xiàn)圈的電流很小(可認(rèn)為是0)，電路中的電流可以認(rèn)為都是從燈泡通過(guò)的，以后自感線(xiàn)圈的阻礙作用逐漸減小，通過(guò)自感線(xiàn)圈的電流逐漸增大，而通過(guò)燈泡的電流逐漸減小，直到流過(guò)線(xiàn)圈的電流最大時(shí)，自感線(xiàn)圈不再有阻礙作用，又因?yàn)樽愿芯€(xiàn)圈L的電阻值可認(rèn)為是0，所以燈泡被短路，故選項(xiàng)D正確.分析通電自感需抓住三點(diǎn)：(1)通電瞬間自感線(xiàn)圈處相當(dāng)于斷路；(

6、2)電流增大過(guò)程中自感線(xiàn)圈對(duì)電流有阻礙作用，使線(xiàn)圈中的電流從0逐漸增大到穩(wěn)定值；(3)電流穩(wěn)定時(shí)自感線(xiàn)圈相當(dāng)于導(dǎo)體(若直流電阻為0，相當(dāng)于導(dǎo)線(xiàn)).總結(jié)提升總結(jié)提升導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究如圖4所示，先閉合開(kāi)關(guān)使燈泡發(fā)光，然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān).二、斷電自感現(xiàn)象圖4(1)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)前后，流過(guò)燈泡的電流方向相同嗎？答案答案不相同.S閉合時(shí)，燈泡A中的電流方向向左，S斷開(kāi)瞬間，燈泡A中的電流方向向右，所以開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)前后，流過(guò)燈泡的電流方向相反.答案(2)在斷開(kāi)過(guò)程中，有時(shí)燈泡閃亮一下再熄滅，有時(shí)燈泡只會(huì)緩慢變暗直至熄滅，請(qǐng)分析上述兩種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因是什么？答案答案在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后燈泡又閃亮一下的原因是燈泡斷電后自感線(xiàn)圈中產(chǎn)

7、生的感應(yīng)電流比開(kāi)關(guān)斷開(kāi)前流過(guò)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(xiàn)圈的電阻小于與之并聯(lián)的燈泡電阻.而當(dāng)線(xiàn)圈電阻大于或等于燈泡電阻時(shí)，燈泡就會(huì)緩慢變暗直至熄滅.答案知識(shí)深化知識(shí)深化1.當(dāng)線(xiàn)圈中的電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原電流方向相同；2.斷電自感中，由于自感電動(dòng)勢(shì)的作用，線(xiàn)圈中電流從原值逐漸減小.若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間通過(guò)燈泡的電流大于斷開(kāi)開(kāi)關(guān)前的電流，燈泡會(huì)閃亮一下；若斷開(kāi)開(kāi)關(guān)瞬間通過(guò)燈泡的電流小于或等于斷開(kāi)開(kāi)關(guān)前的電流，燈泡不會(huì)閃亮一下，而是逐漸變暗直至熄滅.3.自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙線(xiàn)圈中電流的變化，但不能阻止線(xiàn)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(xiàn)圈L的電阻值都很小， 且小于燈泡A的電阻， 閉合開(kāi)關(guān)S， 使電路達(dá)到穩(wěn)定， 燈泡A發(fā)光， 則 A.在電路甲中，斷開(kāi)S，A將漸漸變暗B.在電路甲中，斷開(kāi)S，A將先變得更亮，然后漸漸變暗C.在電路乙中，斷開(kāi)S，A將漸漸變暗D.在電路乙中，斷開(kāi)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(xiàn)圈L串聯(lián)，它們的電流相同，斷開(kāi)S時(shí)，線(xiàn)圈上產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙原電流的減小，流過(guò)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(lián)，燈A的電阻大于線(xiàn)圈L的電阻，電流則小于線(xiàn)圈L中的電流，斷開(kāi)S時(shí)，電源不再給燈泡供電，而線(xiàn)圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的減小，通過(guò)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(guò)電感線(xiàn)圈的電流是2 A，流過(guò)燈泡的電流是1 A，現(xiàn)將S突然斷開(kāi)，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)系的圖像是 三、自感現(xiàn)象中的圖像問(wèn)題圖6答案解析解析解析開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)前，通過(guò)燈泡D的電流是穩(wěn)定的，其值為1 A.開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間，自感線(xiàn)圈的支路由于自感現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生與線(xiàn)圈中原電流方向相同的自感電動(dòng)勢(shì)，使線(xiàn)圈中的電流從原來(lái)的2 A逐漸減小，方向不變，且同燈泡D構(gòu)成回路，通過(guò)燈泡D的電流和線(xiàn)圈L中的電流相等，也應(yīng)該是從2 A逐漸減小到零，但是方向與原來(lái)通過(guò)燈泡D的電流方向相反，D對(duì).1

10、.斷電時(shí)，若自感線(xiàn)圈能組成閉合回路，自感線(xiàn)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(xiàn)圈不能組成閉合回路，自感線(xiàn)圈處電流立即變?yōu)?.2.斷電前后，無(wú)線(xiàn)圈的支路要注意電流方向是否變化.技巧點(diǎn)撥技巧點(diǎn)撥2.工作原理：日光燈在接通電源時(shí)，啟動(dòng)器首先導(dǎo)通，又立即斷開(kāi)，在斷開(kāi)的瞬間，由于自感現(xiàn)象，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)，而使燈管快速啟動(dòng).3.鎮(zhèn)流器的作用：日光燈啟動(dòng)時(shí)，鎮(zhèn)流器提供瞬時(shí)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(yīng)用日光燈圖7例例4若將圖8甲中啟動(dòng)器換為開(kāi)關(guān)S1，并給鎮(zhèn)流器并聯(lián)一個(gè)開(kāi)關(guān)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(kāi) S1，日光燈就能正常發(fā)光D.當(dāng)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(dòng)的瞬間把電源、燈絲、鎮(zhèn)流器接通，然后自動(dòng)斷開(kāi)，靠鎮(zhèn)流器產(chǎn)生瞬時(shí)高壓，使燈管內(nèi)氣體導(dǎo)電，所以啟動(dòng)時(shí)既要使題圖乙中S3閉合，又需使S1瞬間閉合再斷開(kāi)，A、B錯(cuò)，C對(duì).正常工作時(shí)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(cuò).達(dá)標(biāo)檢測(cè)1.(對(duì)自感電動(dòng)勢(shì)的理解對(duì)自感電動(dòng)勢(shì)的理解)關(guān)于線(xiàn)圈中自感電動(dòng)勢(shì)的

12、大小，下列說(shuō)法中正確的是 A.電感一定時(shí)，電流變化越大，自感電動(dòng)勢(shì)越大B.電感一定時(shí)，電流變化越快，自感電動(dòng)勢(shì)越大C.通過(guò)線(xiàn)圈的電流為零的瞬間，自感電動(dòng)勢(shì)為零D.通過(guò)線(xiàn)圈的電流為最大值的瞬間，自感電動(dòng)勢(shì)最大答案1234解析解析解析電感一定時(shí)，電流變化越快， 越大，由ELL 知，自感電動(dòng)勢(shì)越大，A錯(cuò)，B對(duì)；線(xiàn)圈中電流為零時(shí)，電流的變化率不一定為零，自感電動(dòng)勢(shì)不一定為零，故C錯(cuò)；當(dāng)通過(guò)線(xiàn)圈的電流最大時(shí)，若電流的變化率為零，自感電動(dòng)勢(shì)為零，故D錯(cuò).12342.(自感現(xiàn)象的分析自感現(xiàn)象的分析)(多選)如圖9所示，帶鐵芯的電感線(xiàn)圈的電阻與電阻器R的阻值相同，A1、A2是兩個(gè)完全相同的電流表，則下列說(shuō)法中

13、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(kāi)S瞬間，電流表A1示數(shù)大于A2示數(shù)D.斷開(kāi)S瞬間，電流表A1示數(shù)等于A2示數(shù)答案圖91234解析解析解析開(kāi)關(guān)S閉合瞬間，線(xiàn)圈L中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流增大，所以此時(shí)電流表A1中的電流小于電流表A2中的電流，A項(xiàng)正確；開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)瞬間，線(xiàn)圈L與A1、A2和R構(gòu)成回路，線(xiàn)圈L中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，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(xiàng)正確.12343.(自感現(xiàn)象的圖像問(wèn)題自感現(xiàn)象的圖像問(wèn)題)(多選)如圖10所示，用電流傳感器研究自感現(xiàn)象.電源內(nèi)阻不可忽略，線(xiàn)圈的自感系數(shù)較大，其直

14、流電阻小于電阻R的阻值.t0時(shí)刻閉合開(kāi)關(guān)S，電路穩(wěn)定后，t1時(shí)刻斷開(kāi)S，電流傳感器連接計(jì)算機(jī)分別描繪了整個(gè)過(guò)程線(xiàn)圈中的電流IL和電阻中的電流IR隨時(shí)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(dòng)器，A為燈管，L為鎮(zhèn)流器，關(guān)于日光燈的工作原理，下列說(shuō)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(shí)，啟動(dòng)器中的兩個(gè)觸片是 分開(kāi)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(dòng)時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)高壓，在正常工作時(shí)起降壓限流作用，故A錯(cuò)誤；電路接通后，啟動(dòng)器中的氖氣停止放電(啟動(dòng)器分壓少、輝光放電無(wú)法進(jìn)行，不工作)，U形動(dòng)觸片冷卻收縮，兩個(gè)觸片分離，B正確.燈絲受熱時(shí)發(fā)射出來(lái)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(shì)端向高電勢(shì)端運(yùn)動(dòng).在加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，碰撞管內(nèi)氣體(通常是氬氣)分子，使之迅速電離.在紫外線(xiàn)的激發(fā)下，管壁上的熒光粉發(fā)出近乎白色的可見(jiàn)光.故C、D錯(cuò)誤.1234