高二物理课件第16章第五节~第六节

1、第五节自感现象第五节自感现象第第六节日光灯原理六节日光灯原理核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第五节第五节第六节第六节课前自主学案课前自主学案目标概览目标概览目标概览目标概览学习目标：学习目标：1.知道什么是互感现象和自感现象知道什么是互感现象和自感现象2知道互感现象和自感现象的利与弊，以及对它知道互感现象和自感现象的利与弊，以及对它们的利用和防止们的利用和防止3了解自感系数和自感电动势公式，知道自感系了解自感系数和自感电动势公式，知道自感系数的意义和决定因素及单位数的意义和决定因素及单位4知道普通日光灯的组成和电路图知道普通日光灯的组成和电路图5知道启动

2、器和镇流器的构造和工作原理知道启动器和镇流器的构造和工作原理重点难点：重点难点：1.自感现象的应用自感现象的应用2对自感现象及自感系数、自感电动势的理解对自感现象及自感系数、自感电动势的理解3日光灯的工作原理日光灯的工作原理课前自主学案课前自主学案一、自感一、自感1 自 感 现 象 ： 由 于 导 体 本 身 的 自 感 现 象 ： 由 于 导 体 本 身 的_而产生的电磁感应现象而产生的电磁感应现象2自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势叫 自 感 电 动 势 自 感 电 动 势 的 大 小 取 决 于叫 自 感 电 动 势 自 感 电 动 势 的

3、大 小 取 决 于_3自感系数自感系数l(1)大小：线圈的长度越长、线圈的面积大小：线圈的长度越长、线圈的面积_，单位长度上的匝数单位长度上的匝数_，线圈的自感系数越大；，线圈的自感系数越大；线圈有铁芯比无铁芯时自感系数线圈有铁芯比无铁芯时自感系数_(2)单位：单位：_(符号符号h)，1h103mh106h.电流发生变化电流发生变化电流变电流变化的快慢和自感系数化的快慢和自感系数越大越大越多越多大大亨利亨利二、日光灯二、日光灯图图16511日光灯电路：如图日光灯电路：如图1651，主要由灯管、，主要由灯管、_、_组成日光灯管点燃时，电组成日光灯管点燃时，电压比压比220 v电压高，工作时电压电

4、压高，工作时电压_220 v.镇流器镇流器启动器启动器小于小于2启动器启动器(1)构造：静触片、用构造：静触片、用_制成的制成的u形动触片、形动触片、还有一个电容器作为附件与小氖泡并联还有一个电容器作为附件与小氖泡并联(2)作用：使电路短暂接通再将作用：使电路短暂接通再将_3镇流器的作用镇流器的作用在启动器短暂接通电路再将电路断开的瞬间，镇在启动器短暂接通电路再将电路断开的瞬间，镇流 器 中 的 电 流 急 剧流 器 中 的 电 流 急 剧 _ _ _ _ _ ， 产 生 很 高 的， 产 生 很 高 的_这个自感电动势的方向与原来电源这个自感电动势的方向与原来电源的电压方向的电压方向_，它们

5、合在一起，形成一，它们合在一起，形成一个个_，加在灯管两端，使灯管中的气体，加在灯管两端，使灯管中的气体放电，于是灯管成为电流的通路，开始发光放电，于是灯管成为电流的通路，开始发光日光灯正常发光时，镇流器起着日光灯正常发光时，镇流器起着_的作的作用，保证日光灯的正常工作用，保证日光灯的正常工作双金属片双金属片电路断开电路断开减小减小自感电动势自感电动势相同相同瞬时高压瞬时高压降压限流降压限流核心要点突破核心要点突破一、对自感现象的进一步理解一、对自感现象的进一步理解1自感电动势自感电动势(1)产生的原因：通过线圈的电流发生变化，导致产生的原因：通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变

6、化，因而在原线圈上产穿过线圈的磁通量发生变化，因而在原线圈上产生感应电动势生感应电动势(2)作用：阻碍原电流的变化，而不是阻止，电流作用：阻碍原电流的变化，而不是阻止，电流仍在变化，只是使原电流的变化时间变长仍在变化，只是使原电流的变化时间变长(3)方向：当原电流增大时，自感电动势方向与原方向：当原电流增大时，自感电动势方向与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势方电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同向与原电流方向相同2自感现象的分析思路自感现象的分析思路(1)明确电流情况：按照直流电路的分析方法，判断明确电流情况：按照直流电路的分析方法，判断由于开关闭合，变阻器调

7、节等导致线圈中的电流增由于开关闭合，变阻器调节等导致线圈中的电流增大还是减小大还是减小 .(2)分析线圈对电流的阻碍：线圈中电流增强时分析线圈对电流的阻碍：线圈中电流增强时(如如通电通电)，由于自感电动势方向与原电流方向相反，阻，由于自感电动势方向与原电流方向相反，阻碍增加，电流逐渐增大；线圈中电流减小时碍增加，电流逐渐增大；线圈中电流减小时(如断如断电电)，由于自感电动势方向与原电流方向相同，阻碍，由于自感电动势方向与原电流方向相同，阻碍减小，线圈中电流方向不变，电流逐渐减小减小，线圈中电流方向不变，电流逐渐减小(3)分析最后的稳定状态：常出现在电路中有线圈和分析最后的稳定状态：常出现在电路

8、中有线圈和灯泡串联、线圈和灯泡并联两种形式，现分别分析灯泡串联、线圈和灯泡并联两种形式，现分别分析如下：如下：灯泡与线圈串联灯泡与线圈串联灯泡与线圈并联灯泡与线圈并联电路电路连接连接部分部分通电通电时的时的现象现象电流逐渐变大，电流逐渐变大，灯泡逐渐变亮灯泡逐渐变亮因线圈相当于阻值很大，然因线圈相当于阻值很大，然后逐渐减小的电阻，所以灯后逐渐减小的电阻，所以灯泡中电流突然变大，然后逐泡中电流突然变大，然后逐渐减小到稳定渐减小到稳定灯泡与线圈串灯泡与线圈串联联灯泡与线圈并联灯泡与线圈并联断断电电时时的的现现象象电流在回路中电流在回路中逐渐减小，灯逐渐减小，灯泡逐渐变暗，泡逐渐变暗，灯泡中的电流灯

9、泡中的电流方向不变，大方向不变，大小逐渐减小到小逐渐减小到零零i1、i2为稳态时的电流，若为稳态时的电流，若i2i1，逐渐变暗直到熄灭；，逐渐变暗直到熄灭；若若i2i1，闪亮后逐渐变暗直，闪亮后逐渐变暗直到熄灭，因回路中电流是从到熄灭，因回路中电流是从i1逐渐减到零的，小灯泡中逐渐减到零的，小灯泡中的电流方向改变的电流方向改变二、日光灯的工作原理二、日光灯的工作原理1日光灯的启动日光灯的启动日光灯的工作电路图如图日光灯的工作电路图如图1651所示，当开关所示，当开关闭合后，电源电压加在启动器两极之间由于两闭合后，电源电压加在启动器两极之间由于两极间距离较近，使氖气放电而发出辉光辉光产极间距离较

10、近，使氖气放电而发出辉光辉光产生的热量使生的热量使u形动触片膨胀伸长跟静触片接触而形动触片膨胀伸长跟静触片接触而将电路接通，灯管灯丝因有电流通过发热对灯管将电路接通，灯管灯丝因有电流通过发热对灯管中的汞蒸气预热，与此同时，启动器中的氖气停中的汞蒸气预热，与此同时，启动器中的氖气停止放电，止放电，u形动触片冷却收缩而与静触片分开，电路断开，形动触片冷却收缩而与静触片分开，电路断开，这一瞬间电流的变化，使镇流器中线圈因电流急这一瞬间电流的变化，使镇流器中线圈因电流急剧减少而产生很高的自感电动势，这个自感电动剧减少而产生很高的自感电动势，这个自感电动势与原电压加在一起，使灯管两端产生瞬间高压，势与原

11、电压加在一起，使灯管两端产生瞬间高压，使汞蒸气变成离子而导电，日光灯管被点燃而发使汞蒸气变成离子而导电，日光灯管被点燃而发光光2日光灯的工作日光灯的工作日光灯管点燃后，电阻小，要求电流小，且日光日光灯管点燃后，电阻小，要求电流小，且日光灯管是用交流电源灯管是用交流电源(大小与方向都随时间变化的电大小与方向都随时间变化的电流流)供电此时镇流器产生自感电动势，阻碍电流供电此时镇流器产生自感电动势，阻碍电流的变化，从而镇流器在灯管正常发光时起到降压的变化，从而镇流器在灯管正常发光时起到降压限流的作用，保证日光灯管的正常工作限流的作用，保证日光灯管的正常工作日光灯由于靠离子导电，电阻很小，故电流的热日

12、光灯由于靠离子导电，电阻很小，故电流的热效应小，这样日光灯能节省电能效应小，这样日光灯能节省电能课堂互动讲练课堂互动讲练 关于线圈的自感系数，下面说法正确的是关于线圈的自感系数，下面说法正确的是()a线圈中产生的自感电动势越大，线圈的自感系线圈中产生的自感电动势越大，线圈的自感系数一定越大数一定越大b线圈中电流变化越快，自感系数越大线圈中电流变化越快，自感系数越大c线圈中的电流为零，自感系数也为零线圈中的电流为零，自感系数也为零d线圈的自感系数是由线圈本身的几何尺寸及铁线圈的自感系数是由线圈本身的几何尺寸及铁芯情况决定的芯情况决定的自感系数、自感电动势自感系数、自感电动势【解析解析】自感系数是

13、线圈本身的固有属性，只自感系数是线圈本身的固有属性，只决定于线圈的长短、粗细、匝数、有无铁芯等自决定于线圈的长短、粗细、匝数、有无铁芯等自身因素，而与电流变化快慢等外部因素无关，所身因素，而与电流变化快慢等外部因素无关，所以选以选d.【答案答案】d【点评点评】注意自感系数与自感电动势的区别与注意自感系数与自感电动势的区别与联系联系变式训练变式训练1在电磁感应现象中，下列说法正确的在电磁感应现象中，下列说法正确的是是()a感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化感应电流的磁场总是阻碍原来磁场的变化b自感电动势的方向总是与原电流方向相反自感电动势的方向总是与原电流方向相反c穿过闭合电路的磁通量越大，电

14、路中的感应穿过闭合电路的磁通量越大，电路中的感应电流也越大电流也越大d穿过回路的磁通量变化越快，电路中的感应穿过回路的磁通量变化越快，电路中的感应电动势也越大电动势也越大答案：答案：ad在图在图1652所示的电路中，线圈所示的电路中，线圈l的自感的自感系数很大，且其电阻可以忽略不计系数很大，且其电阻可以忽略不计d1和和d2是两是两个完全相同的小灯泡，在开关个完全相同的小灯泡，在开关s闭合和断开的过程闭合和断开的过程中中(灯丝不会断灯丝不会断)，d1和和d2的亮度变化情况是的亮度变化情况是()自感现象的分析自感现象的分析图图1652as闭合，闭合，d1很亮且亮度不变，很亮且亮度不变，d2亮度逐渐

15、增加，亮度逐渐增加，最后两灯一样亮；最后两灯一样亮；s断开后，断开后，d2立即熄灭，立即熄灭，d1渐渐亮亮bs闭合，闭合，d1不亮，不亮，d2很亮；很亮；s断开，断开，d1和和d2都都立即不亮立即不亮cs闭合，闭合，d1、d2同时亮，而后同时亮，而后d1熄灭，熄灭，d2亮亮度不变；度不变；s断开，断开，d2立即熄灭，立即熄灭，d1亮一下后才灭亮一下后才灭ds闭合，闭合，d1、d2同时亮，而后同时亮，而后d1逐渐熄灭，逐渐熄灭，d2则逐渐变得更亮；则逐渐变得更亮；s断开，断开，d2立即熄灭，立即熄灭，d1亮亮一下后才灭一下后才灭【解析解析】当当s闭合，闭合，l的自感系数很大，对电流的自感系数很大

16、，对电流的阻碍作用较大电源输出电流的通道是的阻碍作用较大电源输出电流的通道是d1和和d2串联后与电源相连，故串联后与电源相连，故d1和和d2同时亮，随着通过同时亮，随着通过l的电流增大，的电流增大，l的直流电阻不计，的直流电阻不计，l的分流作用的分流作用增大，增大，d1中的电流逐渐减小为零由于总电阻变中的电流逐渐减小为零由于总电阻变小，总电流变大，小，总电流变大，d2中的电流增大，灯变得更亮；中的电流增大，灯变得更亮；当当s断开，断开，d2中无电流，立即熄灭而电感中无电流，立即熄灭而电感l将要将要维持它的电流不变，因维持它的电流不变，因l与与d1组成回路，组成回路，d1将亮将亮一下后再灭，故选

17、项一下后再灭，故选项d正确正确【答案答案】d变式训练变式训练2图图1653如图如图1653所示，电路中所示，电路中l为一电感线圈，为一电感线圈，ab支路和支路和cd支路电阻相等，则支路电阻相等，则()a合上开关合上开关s时，电流表时，电流表a1的示数小于电流表的示数小于电流表a2的示数的示数b合上开关合上开关s时，电流表时，电流表a1的示数等于电流表的示数等于电流表a2的示数的示数c断开开关断开开关s时，电流表时，电流表a1的示数大于电流表的示数大于电流表a2的示数的示数d断开开关断开开关s时，电流表时，电流表a1的示数等于电流表的示数等于电流表a2的示数的示数解析：解析：选选ad.电路接通时

18、，电路接通时，ab支路有电感线圈支路有电感线圈l，由于电流要增加，产生的自感电动势阻碍其电流由于电流要增加，产生的自感电动势阻碍其电流的增加，因此其电流增加缓慢，电流表的增加，因此其电流增加缓慢，电流表a1的示数的示数小于电流表小于电流表a2的示数断电瞬间，电感线圈的示数断电瞬间，电感线圈l电电流减弱，产生的自感电动势阻碍电流的减弱，可流减弱，产生的自感电动势阻碍电流的减弱，可以维持一段时间的电流，通过电阻以维持一段时间的电流，通过电阻r和电流表和电流表a2构成回路，这时电流表构成回路，这时电流表a1、a2示数相同示数相同如图如图1654所示的电路中，两个相同的所示的电路中，两个相同的电流表，

19、零刻点在刻度盘的中央当电流从电流表，零刻点在刻度盘的中央当电流从“”接线柱流入时，指针向右摆；当电流从接线柱流入时，指针向右摆；当电流从“”接接线柱流入时，指针向左摆在电路接通且稳定时线柱流入时，指针向左摆在电路接通且稳定时再断开开关的瞬间，下列说法正确的是再断开开关的瞬间，下列说法正确的是()自感电流方向的判断自感电流方向的判断图图1654ag1指针向右摆，指针向右摆，g2指针向左摆指针向左摆bg1指针向左摆，指针向左摆，g2指针向右摆指针向右摆c两指针都向右摆两指针都向右摆d两指针都向左摆两指针都向左摆【解析解析】电路接通且稳定时，两支路均有自左电路接通且稳定时，两支路均有自左向右的电流当

20、开关断开的瞬间，无自感线圈的向右的电流当开关断开的瞬间，无自感线圈的支路则没有自感电流产生有自感线圈的支路产支路则没有自感电流产生有自感线圈的支路产生阻碍原电流变化的自感电流，且这一自感电流生阻碍原电流变化的自感电流，且这一自感电流将通过能与它形成回路的各支路此题中开关断将通过能与它形成回路的各支路此题中开关断开的瞬间，电路电流减小，故开的瞬间，电路电流减小，故l将产生自左至右的将产生自左至右的自感电流以阻碍原电流变化且此时开关断开，自感电流以阻碍原电流变化且此时开关断开，l所在支路只能与所在支路只能与r所在支路串联形成回路，则自所在支路串联形成回路，则自感电流自右至左流经感电流自右至左流经r

21、所在支路故选所在支路故选a.【答案答案】a【点评点评】在通电自感中，线圈中的电流方向由在通电自感中，线圈中的电流方向由电源决定，在断电自感中，线圈中的电流方向与电源决定，在断电自感中，线圈中的电流方向与原电流方向相同原电流方向相同变式训练变式训练3图图1655(2010年高考江苏卷年高考江苏卷)如图如图1655所示的电路中，所示的电路中，电源的电动势为电源的电动势为e，内阻为，内阻为r，电感，电感l的电阻不计，的电阻不计，电阻电阻r的阻值大于灯泡的阻值大于灯泡d的阻值在的阻值在t0时刻闭合时刻闭合开关开关s，经过一段时间后，在，经过一段时间后，在tt1时刻断开时刻断开s.下列下列表示表示a、b两点间电压两点间电压uab随时间随时间t变化的图象中，变化的图象中，正确的是正确的是()图图1656解析：解析：选选b.由于自感现象，由于自感现象，t0时刻时刻uab较大，随较大，随时间推移时间推移uab减小；断开减小；断开s，l中的电流方向不变，中的电流方向不变，大小减小，经过大小减小，经过l、r、d形成回路，故形成回路，故uab方向方向改变，逐渐减小至改变，逐渐减小至0.故故b正确正确如图如图1657所示，日光灯主要由灯管、所示，日光灯主要由灯管、镇流器和启动器组成下列说法正确的是镇流器和启动器组成下列说法正确的是()日