第1章　1.5　自感现象与日光灯

第1章1.5自感现象与日光灯2了解自感电动势的表达式E＝L，知道自感系数的决定因素，了解自感现象中的能量转化。1了解自感现象，能够通过电磁感应的规律分析通电、断电自感现象的成因。3了解日光灯的组成以及起辉器和镇流器的工作原理。重难点日光灯电路按图所示电路连接日光灯电路，闭合开关，观察日光灯的发光过程，简单叙述其工作原理。答案

(1)闭合开关，电源把电压加在起辉器的两极，起辉器内氖气放电产生热量从而使起辉器内双金属片接触，电路导通。(2)电路接通后，起辉器中氖气停止放电，温度降低，双金属片分离，瞬间切断的电流使镇流器产生瞬时高压，使灯管内气体导电而发光。(3)日光灯正常发光时，镇流器起降压限流作用，保证日光灯正常工作。1.日光灯电路包括日光灯管、_______、_______、开关、导线等。2.起辉器的作用为_________。3.镇流器是一个带铁心的多匝线圈，在启动时提供_________，点燃灯管之后起到_________的作用。

[要点总结]镇流器起辉器自动开关瞬时高压降压限流例1

关于日光灯的工作原理，下列说法正确的是A.起辉器触片接通时，产生瞬时高压B.日光灯正常工作时，镇流器降压限流以保证日光灯正常工作C.日光灯正常工作时，日光灯管的电压稳定在220VD.镇流器的作用是将交流电变为直流电√在日光灯电路中，镇流器的作用是在日光灯起动时，产生一个瞬时高压，与电源电压叠加在一起，加在灯管两端，激发水银蒸气导电，而不是把交流电变成直流电；日光灯正常工作后，镇流器起降压、限流的作用，日光灯起动时，起辉器的两个触片先接触后断开，镇流器产生瞬时高压，所以B正确。例2

若将图甲中起辉器换为开关S1，并给镇流器并联一个开关S2，如图乙所示，则下列叙述正确的是A.只把S3接通，日光灯就能正常发光B.把S3、S1接通后，S2不接通，日光灯就能正常发光C.S2不接通，接通S3、S1后，再断开S1，日光灯就能正常发光D.当日光灯正常发光后，再接通S2，日光灯仍能正常发光√一般日光灯启动的瞬间把电源、灯丝、镇流器接通后，起辉器自动断开，靠镇流器产生瞬时高压，使灯管内气体导电，所以启动时既要使题图乙中S3闭合，又要使S1瞬间闭合再断开，A、B错，C对。正常工作时镇流器起降压限流作用，若把题图乙中S2闭合，则镇流器失去作用，日光灯不能正常工作，D错。自感现象1.通电自感：如图，先闭合S，调节R1和R2，使A1、A2的亮度相同，再断开S，再次闭合S。根据楞次定律分析现象，观察两只灯泡在电路接通瞬间的发光情况有什么不同？答案现象：灯泡A2立即发光，灯泡A1逐渐亮起来。原因：电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量逐渐增加，为了阻碍磁通量的增加，感应电流产生的磁通量与原来电流产生的磁通量方向相反，则线圈中感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍了L中电流的增加，即推迟了电流达到稳定值的时间。2.断电自感：如图所示，先闭合开关，待灯泡正常发光后，然后断开开关。(1)开关断开前后，流过灯泡的电流方向各怎样？(2)在断开过程中，有时灯泡闪亮一下再熄灭，有时灯泡只会缓慢变暗直至熄灭，请分析上述两种现象的原因是什么？答案

在开关断开后灯泡又闪亮一下的原因是灯泡断电后自感线圈中产生的感应电流比原线圈中的电流大。当自感线圈的电阻小于与之并联的灯泡电阻时，灯泡会闪亮一下再熄灭，而当线圈电阻大于或等于灯泡电阻时，灯泡只会延迟一段时间再熄灭。答案

S闭合时，灯泡A中电流方向向左，S断开瞬间，灯泡A中电流方向向右，所以开关S断开前后，流过灯泡的电流方向相反。1.自感现象：由于_________的电流发生变化，在线圈中产生的电磁感应现象。2.自感电动势：_________中产生的感应电动势。3.当线圈中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向_____；当线圈中电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向_____。

[要点总结]导体本身自感现象相反相同4.自感电动势总是______线圈中电流的变化，但不能_____线圈中电流的变化。对通电自感和断电自感现象的分析(1)通电瞬间自感电动势_____电流的增加，与线圈串联的灯泡在通电后会逐渐变亮，直到稳定。通电瞬间自感线圈处相当于_____，电流稳定时自感线圈相当于_____。(2)断电时自感线圈处相当于电源，若断电前，自感线圈电流大小_____灯泡的电流则灯会闪亮一下再熄灭；若断电前自感线圈中的电流____________灯泡中的电流则灯泡不会闪亮，而是逐渐熄灭。要注意断电前后通过灯泡的电流方向是否变化。阻碍阻止阻碍断路导体大于小于或等于

例3

如图所示，电路中电源的内阻不能忽略，A、B为两个完全相同的灯泡，当S闭合时，下列说法正确的是(线圈L的直流电阻较小)A.A比B先亮，然后A灭B.B比A先亮，然后B逐渐变暗C.A、B一起亮，然后A灭D.A、B一起亮，然后B灭√S闭合时，线圈上产生很大的自感电动势，阻碍电流的增大，所以B比A先亮，电路稳定后，由于线圈L的电阻较小，故流过B灯支路的电流变小，所以B灯逐渐变暗，故B正确。例4

(多选)如图甲、乙所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻都很小，且小于灯泡A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则A.在电路甲中，断开S，A将渐渐变暗B.在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗C.在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗D.在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗√√在电路甲中，断开S，由于线圈产生自感电动势阻碍电流变小，导致回路中的电流逐渐减小，A将逐渐变暗，故A正确，B错误；在电路乙中，由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比线圈的电流小，断开S时，由于线圈阻碍电流变小，于是原来通过线圈的电流通过灯泡形成新的回路，由于通过灯泡A的电流比原来的大，导致A将变得更亮一下，然后逐渐变暗，故C错误，D正确。例5

如图所示的电路中，开关S闭合且稳定后，流过自感线圈的电流是2A，流过灯泡的电流是1A，现将开关S断开，开关S断开前后，能正确反映流过灯泡的电流i随时间t变化关系的图像是√开关S断开前，通过灯泡D的电流是稳定的，其值为1A。开关S断开瞬间，自感线圈的支路由于自感现象会产生与线圈中原电流方向相同的自感电动势，使线圈中的电流从原来的2A逐渐减小，方向不变，且与灯泡D构成回路，通过灯泡D的电流和线圈L中的电流相同，也应该是从2A逐渐减小到零，但是方向与原来通过灯泡D的电流方向相反，D对。提示要注意断电前后，无线圈的支路电流方向是否变化。自感电动势的大小1.自感电动势的大小跟线圈内____________和线圈本身的自感特性有关。2.自感电动势E的表达式：

。其中L是自感系数，简称电感，单位：_____，符号：___。1mH＝_____H；1μH＝_____H。3.电感L的决定因素：与线圈的大小、几何形状、_____，以及是否有__________等因素有关，与E、ΔI、Δt等无关。磁通量变化率亨利H10－310－6

匝数铁(或磁)心E＝L例6

关于线圈中自感电动势的大小，下列说法中正确的是A.电感一定时，电流变化越大，自感电动势越大B.电感一定时，电流变化越快，自感电动势越大C.通过线圈