18 19第1章第6节自感现象及其应用

1、第六节自感现象及其应用学习目标1理解自感现象，把握自感现象的 特点，能正确分析两类自感现象.（重点）2 知道日光灯的结构和工作原理.（重点）3断电自感灯泡闪亮原因的分析 判断.（难点）知识脉络自感系数通电口感断电自感口光灯匣理镇流器、启动器第3页自主预习探新知知识梳理、自感现象及自感系数1. 自感现象：当线圈中的电流发生变化时，线圈本身产生感应电动势，阻 碍原来电流变化的现象.2. 通电自感和断电自感电路现象自感电动势的作用通电 自 感L扎CZZZI-I 11接通电源的瞬间，灯泡Ai较慢的亮起来阻碍电流的增加断 电 自 感A ，FL，k1-断开开关的瞬间，灯泡A逐渐变暗阻碍电流的减小3自感电动

2、势在自感现象中产生的感应电动势.4.自感系数(1) 定义：描述通电线圈自身特性的物理量，又称自感或电感.(2) 物理意义：表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量.(3) 大小的决定因素：与线圈的大小、形状、匝数以及有无铁芯等因素有关.(4) 单位：国际单位是亨利，简称亨，符号是H，常用的还有毫亨(mH)和微亨(卩 H) 1 H = 103 mH = 106 卩 H.二、日光灯1. 主要组成灯管、镇流器和启动器.2. 灯管(1) 工作原理：管中气体导电时发出紫外线，荧光粉受其照射时发出可见 光.可见光的颜色由荧光粉的种类决定.(2) 气体导电的特点：灯管两端的电压达到一定值时，气体才能导电；而要

3、 在灯管中维持一定大小的电流，所需的电压却很低.3. 镇流器的作用日光灯启动时，提供高压；日光灯启动后，降压限流.4. 启动器启动器的作用：通断电路.基础自测1. 思考判断(1) 自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象.(V)(2) 线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反.(X )(3) 线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关.(V)日光灯使用的是稳恒电流.(X)(5) 日光灯正常发光后，启动器就不起什么作用了.(V)(6) 镇流器只起升压作用.(X)【提示】(2)当原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同.日光灯使用的是交变电流.(6)日

4、光灯启动后，镇流器起降压限流作用2. 侈选)如图1-6-1所示，灯La、Lb完全相同，带铁芯的线圈L的电阻可忽略则()【导学号： 97752056】图 1-6-1A. S闭合的瞬间，La、Lb同时发光，接着La熄灭，Lb更亮B. S闭合的瞬间，La不亮，Lb立即亮C. S闭合的瞬间，La、Lb都不立即亮D. 稳定后断开S的瞬间，Lb立即熄灭，La先亮一下再熄灭AD S 接通的瞬间， L 支路中电流从无到有发生变化，因此， L 中产生的自感电动势阻碍电流增大.所以，S接通的瞬间L中的电流非常小，即干路中的 电流几乎全部流过La，故La、Lb会同时亮.又由于L中电流很快稳定，感应电 动势很快消失，

5、对La起到“短路”作用，因此，La便熄灭.这时电路的总电阻 比刚接通时小，由恒定电流知识可知 Lb会比以前更亮，故选项 A正确.断开S 的瞬间，线圈L产生自感电动势，在L、La回路中产生自感电流，所以La先亮 一下再熄灭；Lb在S断开的瞬间处于断路状态，电流立即变为零，所以Lb立即熄灭 3(多选)下列关于日光灯的说法正确的是 ()A .启动器触片接通时，镇流器产生瞬时高压B. 工作时，镇流器降压、限流，保证日光灯管正常发光C. 工作时，镇流器使日光灯管的电压稳定在 220 VD. 正常工作和不工作时，双金属片的状态相同BD 启动器接通后再断开时，镇流器产生瞬时高压，而不是接通时产生高 压，故

6、A 错误；日光灯正常工作时，因交流电通过镇流器产生自感电动势，起 降压、限流作用，故 B 正确；保证日光灯管正常工作，此时有电流通过日光灯 管，灯管两端电压小于220 V,故C错误；启动器在启动时，相当于自动开关的作用，启动后双金属片恢复原状，故 D正确合作探究攻重难1OJI对自感现象的分析灯泡亮度的变化分析与线圈串联的灯泡与线圈并联的灯泡电路图rrh通电时电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮电流突然变大，然后逐渐减小达到稳定断电时电流逐渐减小灯泡逐渐变暗电流方向不变电路中稳态电流为11、I2若I211，灯泡闪亮后逐渐变暗 两种情况灯泡电流方向均改变例（多选）如图1-6-2所示，电路甲、乙中电阻 R和自

7、感线圈L的电阻都很小接通开关S,使电路达到稳定，灯泡 A发光，则（）图 1-6-2A 在电路甲中,断开S，A将渐渐变暗B. 在电路甲中,C. 在电路乙中,断开断开S，S，A将先变得更亮,A将渐渐变暗然后渐渐变暗D.在电路乙中,断开S，A将先变得更亮,然后渐渐变暗思路点拨：甲图中灯A与线圈在同一支路，电流总相等.乙图中灯A与线圈不在同一支路，灯 A可能会闪亮.AD 甲图中，灯泡A与线圈L在同一支路，通过它们的电流相同，Ia = Il； 断开开关S时，A、L、R组成回路；由于自感作用，回路中电流由Il逐渐减小， 灯泡A不会闪亮，将逐渐变暗，故 A正确；乙图中，电路稳定时，通过上支路第5页的电流Il

8、Ia(因L的电阻很小)；断开开关S时，由于L的自感作用，回路中的 自感电流在Il的基础上减小，电流反向通过灯泡A的瞬间，灯泡A中电流变大，然后逐渐变小，所以灯泡 A 闪亮一下，然后逐渐变暗，故 D 正确 自感电动势的作用(1) 在通电自感现象中，线圈 L 相当于阻值逐渐减小的 “电阻”；在断电自 感现象中，线圈 L 相当于电动势逐渐减小的 “电源”(2) 在断电自感中要判断某一个小灯泡是否会闪亮一下再熄灭，一是看是否 能组成临时回路；二是看此时通过小灯泡的电流比断开前大还是小针对训练 1. 如图 1-6-3 所示，电感线圈 L 的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB 是两个相同的灯泡

9、，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2 阻值约等于 R1的两倍，则 ()图 1-6-3A .闭合开关S时，La、Lb同时达到最亮，且Lb更亮一些B 闭合开关S时，La、Lb均慢慢亮起来，且La更亮一些C. 断开开关S时，La慢慢熄灭，Lb马上熄灭D. 断开开关S时，La慢慢熄灭，Lb闪亮后才慢慢熄灭D 由于灯泡La与线圈L串联，灯泡Lb与电阻R2串联，当S闭合的瞬间， 通过线圈的电流突然增大，线圈产生自感电动势，阻碍电流的增加，所以LB 先亮，A、B错误.由于La所在的支路电阻阻值偏小，故稳定时电流大，即La更亮一些，当 S 断开的瞬间，线圈产生自感电动势，两灯组成的串联电路中，电流 从Ia开始减

10、小，故La慢慢熄灭，Lb闪亮后才慢慢熄灭，C错误，D正确.2. 如图1-6-4所示的电路中，S闭合且稳定后流过电感线圈的电流是 2 A,流过灯泡的电流是1 A，现将S突然断开，S断开前后，能正确反映流过灯泡的电 流 i 随时间 t 变化关系的图象是 ()图 1-6-4第 5 页CDD 开关S断开前，通过灯泡D的电流是稳定的，其值为1 A.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感应电动势，使线圈中的电流从原来的2A逐渐减小，方向不变，且同灯泡 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 2 A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

11、，D对第 11 页1 开关闭合后，启动器动触片与静触片接触，使灯丝和镇流器线圈中有电 流流过，使灯丝预热.2电路接通后，启动器中的氖气停止放电，U形动触片冷却收缩，两个触片分离，电路自动断开.在电路突然断开的瞬间，由于通过镇流器的电流急剧减 小,会产生很大的自感电动势，方向与原来的电压方向相同，自感电动势与电源 电压一起加在灯管两端，形成一个瞬时高电压，使灯管中的气体击穿，于是日光 灯开始发光.3日光灯正常发光后，由于交变电流通过镇流器线圈，线圈中会产生自感卜例电动势，它总是阻碍电流变化，镇流器起降压限流的作用，保证日光灯正常发光.（多选）启动器由电容器和氖管两大部分组成，其中氖管中充有氖气,

12、内部有静触片和U形动触片.通常动、静触片不接触，有一个小缝隙，则下列 说法中正确的是（）A .当电源的电压加在启动器两极时，氖气放电并产生热量，导致U形动触片受热膨胀B. 当电源的电压加在启动器两极后，启动器的两个触片才接触，使电路有 电流通过C. 电源的电压加在启动器两极前，启动器的两个触片就接触着，电路就已 经有电流通过D. 当电路接通后，两个触片冷却，两个触片重新分离ABD 依据日光灯的工作原理可知，电源把电压加在启动器的两极之间， 使氖气放电而发出辉光，辉光产生热量使 U 形动触片膨胀伸长，跟静触片接触 把电路接通电路接通后，启动器的氖气停止放电， U 形动触片冷却收缩，两个 触片分开

13、，电路自动断开 镇流器作用的两点说明(1) 日光灯管在启动时需要500700 V的瞬时高压，这个高压是由镇流器产 生的自感电动势与电源电压叠加后产生的(2) 当灯管正常发光后，它的电阻变得很小，允许通过较小的电流，需要加 在它两端的电压变小，镇流器这时又起到给灯管降压限流的作用针对训练 3如选项图所示， S 为启动器， L 为镇流器，其中日光灯的接线图正确的是()【导学号： 97752058】 ABCDA 根据日光灯的工作原理，要想使日光灯发光，灯丝需要预热发出电子， 灯管两端应有瞬时高压，这两个条件缺一不可当动、静触片分离后，选项 B 中灯管和电源断开，选项B错误；选项C中镇流器与灯管断开，

14、无法将瞬时高 压加在灯管两端，选项 C 错误；选项 D 中灯丝左、右两端分别被短接，无法预 热放出电子，不能使灯管气体导电，选项 D 错误只有 A 项满足发光条件 当堂达标固双基1 关于自感现象，下列说法中正确的是 ()A 自感现象是线圈自身的电流变化而引起的电磁感应现象B. 自感电动势总是阻止原电流的变化C. 自感电动势的方向总与原电流方向相反D. 自感电动势的方向总与原电流方向相同A 自感现象是线圈自身的电流变化而引起的电磁感应现象， 在自感现象中 自感电动势总是阻碍原电流的变化，不是阻止，所以选项 B错当原电流减小 时，自感电动势与原电流的方向相同，当原电流增加时，自感电动势与原电流方

15、向相反，所以选项C、D错.2. 侈选）如图1-6-5所示，带铁芯的电感线圈的电阻与电阻器 R的阻值相同，Ai、A2是指针零刻度在中间的两个完全相同的电流表，则下列说法中正确的是（）【导学号：97752059】图 1-6-5A. 闭合S瞬间，电流表Ai示数小于A2示数B闭合S瞬间，电流表Ai示数等于A2示数C. 断开S瞬间，电流表Ai示数大于A2示数D. 断开S瞬间，电流表Ai示数等于A2示数AD 开关S闭合瞬间，线圈L产生自感电动势阻碍电流增大， 所以此时电 流表Ai中的电流小于电流表A2中的电流，A项正确；开关断开瞬间，线圈L与 Ai、A2和R构成回路，线圈L中产生自感电动势，阻碍电流减小，

16、所以 Ai、A2 中电流也逐渐减小，但始终相等，D项正确.3. 如图I-6-6所示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RlR,则在开关S由闭合到断开的瞬间，可以观察到（）图 I-6-6A .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R R时，才会看到灯泡有明显的闪亮现象C S闭合电路稳定时，由于rJ ，R,那么IlIr, S断开的瞬间，流过线圈的电流Il要减小，在L上产生的自感电动势要阻碍电流的减小通过灯泡 原来的电流Ir随着开关的断开变为零，而灯泡与线圈形成闭合回路，此时灯泡 的电流等于流过线圈的电流，即从Il开始逐渐变小，由于I Ir，因此灯泡开 始时有明显的闪亮现象，C正确，A、B错