新高中物理 1.6自感现象及其应用（讲授式）课件 粤教版选修32.ppt

第一章电磁感应 学案6自感现象及其应用 如何设计实验电路 预测一下实验现象 思考与讨论 当线圈中电流发生变化时 自身的回路中是否有电磁感应现象呢 s 如何改进实验电路 如何解释实验现象 电源 自感现象 自感 自身的 自身的 自身的 自感现象中产生的感应电动势 称为自感电动势 自身的 由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象 自感现象 在如图所示的甲 乙电路中 电阻r和灯泡电阻值相等 自感线圈l的电阻值可认为是零 在接通开关s时 则 a 在电路甲中 a将渐渐变亮b 在电路甲中 a将先变亮 后渐渐变暗c 在电路乙中 a将渐渐变亮d 在电路乙中 a将由亮渐渐变暗 后熄灭 在电路甲中 通过灯泡的电流只能慢慢增加 在电路乙中 通过自感线圈的电流逐渐增加 而通过灯泡的电流逐渐减小 流过线圈的电流最大时 通过灯泡的电流可以认为是零 自感线圈产生自感电动势来阻碍电流的流入 1 如图是用于观察自感现象的电路图 设线圈的自感系数较大 线圈的直流电阻rl与灯泡的电阻r满足rl r 则在开关s由闭合到断开的瞬间 可以观察到 a 灯泡立即熄灭b 灯泡逐渐熄灭c 灯泡有明显的闪亮现象d 只有在rl r时 才会看到灯泡有明显的闪亮现象 若rl r 则il ir 这样不会有明显的闪亮 电路稳定时 由于rl r 那么il ir s断开的瞬时 在l上产生的自感电动势要阻碍电流的减小 流过线圈的电流il通过灯泡 由于il ir 因此灯开始有明显的闪亮 2 预测一下实验现象 如何改进实验电路 线圈中电流增加时 会产生自感电动势 那么线圈中电流减少时 又会怎么样呢 如何解释实验现象 思考与讨论 自感系数 描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量 决定因素 线圈的圈数 是否有铁芯 线圈的大小 线圈的形状 亨利 h 物理意义 单位 甲在铁芯上绕了几千匝的线圈 乙空芯线圈 丙一条导线弯了几匝的线圈 自感系数 电流增大时 电流产生的磁场的磁通量增大 根据楞次定律和右手定则可判断自感电动势的方向与原电流方向相反 下列说法正确的是 a 当线圈中电流不变时 线圈中没有自感电动势b 当线圈中电流不变时 线圈中有稳定的自感电动势c 当线圈中电流增大时 线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反d 当线圈中电流减小时 线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反 3 电流不变时 则电流产生的磁场的磁通量不变 不能产生自感电动势 约瑟夫 亨利henryjoseph1797 1878 美国著名物理学家 1867年起 任美国科学院第一任院长 1829年制成了能提起一吨重铁块的电磁铁 1830年发现电磁感应现象 比法拉第早一年 1832年发现了电流的自感现象 从来不申请专利无偿贡献给社会 自感系数 自感系数 自感现象的防止 油浸开关 双线绕法 形式多样的日光灯 自感现象的应用 应用广泛的日光灯 自感现象的应用 日光灯优点 1 比白炽灯省电 发光效率是白炽灯的5 6倍 2 日光灯的发光颜色比白炽灯更接近日光 光色好 且发光柔和 3 白炽灯 寿命短 普通白炽灯的寿命只有1000 3000小时之间 日光灯寿命较长 一般有效寿命是3000 6000小时 日光灯 白炽灯 日光灯 日光灯管的结构 1 结构 氩气 低压水银蒸汽 日光灯管的结构 荧光粉发出可见光 受到紫外线照射时 在高压下导电 发出紫外线 两端灯丝给气体加热并给气体加上高电压 日光灯管的结构 启动时提供瞬时高压正常工作时降压限流 镇流器组成和作用 起到一个开关的作用 能使动靜触片不产生电火花保护触点 氖泡电容器 镇流器组成和作用 日光灯 日光灯电路图 日光灯的工作原理 启动器的工作过程 日光灯的工作原理 电流流向 镇流器在启动时产生瞬时高压 在正常工作时起降压限流的作用 启动器起自动开关的作用 镇流器和启动器在电路中的作用 日光灯的工作原理 如图是日光灯的结构示意图 若按图示的电路连接 关于日光灯的发光情况 下列叙述中正确的是 a 只把s1接通 s2 s3不接通 日光灯就能正常发光b 把s1和s2接通后 s3不接通 日光灯就能正常发光c s3不接通 接通s1和s2后再断开s2 日光灯就能正常发光d 当日光灯正常发光后 再接通s3 日光灯仍能正常发光 a 灯管两端不能产生瞬时高压 b 日光灯被短路 c 镇流器产生自感电动势与外加电压一起形成瞬时高压使日光灯点亮而正常发光 d 镇流器被短接不再起限流和降压作用灯管将会烧坏 4 思考 如果日光灯的启动器丢失 作为应急措施 可以用一小段带绝缘外皮的导线来启动日光灯吗 怎么做 1 如图所示 电路中电源的内阻不能忽略 r的阻值和l的自感系数都很大 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 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 l阻碍电流的增大 所以b比a先亮 稳定后 由于r阻值很大流过b灯电流很小 所以b灯逐渐变暗 b正确 2 如图所示 l是自感系数很大的线圈 但其自身的电阻较小 则 1 当开关s由断开变为闭合时 a灯泡的亮度将如何变化 2 当开关s由闭合变为断开时 a灯泡的度又将如何变化 马上亮 然后慢慢熄灭 闪亮一下 然后慢慢熄灭 3 关于线圈的自感系数 下面说法正确的是 a 线圈的自感系数越大 自感电动势就一定越大b 线圈中电流等于零时 自感系数也等于零c 线圈中电流变化越快 自感系数越大d 线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定 自感系数是由线圈本身的因素及有无铁芯决定的 自感电动势的大小与自感系数有关还与电流的变化率有关 4 日光灯是最常用的节能照明工具 它的主要构成有灯管 镇流器 启动器 启动器的构造如图所示 为了便于日光灯工作 常在启动器两端并上一个纸质电容器c 现有一盏日光灯总是出现灯管两端亮而中间不亮 经检查 灯管是好的 电源电压正常 镇流器无故障 其原因可能是 a 启动器两脚a b与启动器座接触不良b 电容器c断路c 电容器c击穿而短路d 镇流器自感系数l太大 启动器接通 但不能自动断开电容器c短路了 1 为使通电自感实验的效果更明显 能比较明显地看到灯有