第一章第6节 自感课件

1、第第一一章章第第6节节理解教材理解教材新知新知把握热点把握热点考向考向应用创新应用创新演练演练 知识点一知识点一 考向一考向一考向二考向二考向三考向三随堂基础巩固随堂基础巩固课时跟踪训练课时跟踪训练 知识点二知识点二 知识点三知识点三1由于导体线圈本身的电流发生变化而产生由于导体线圈本身的电流发生变化而产生 的感应电动势叫自感电动势的感应电动势叫自感电动势,它的作用是它的作用是 阻碍线圈自身电流的变化。阻碍线圈自身电流的变化。3镇流器是一个有铁芯的自感系数很大的线镇流器是一个有铁芯的自感系数很大的线 圈，能产生瞬时高压，点亮日光灯，日圈，能产生瞬时高压，点亮日光灯，日 光灯点亮后镇流器又起着降

2、压限流光灯点亮后镇流器又起着降压限流的作的作 用，以保证日光灯的正常工作。用，以保证日光灯的正常工作。线圈通电线圈通电线圈断电线圈断电电电路路图图现现象象L2立即正常发光，立即正常发光，L1 灯泡灯泡L过一会才逐渐熄过一会才逐渐熄灭灭逐渐变亮逐渐变亮1实验探究实验探究自学教材自学教材线圈通电线圈通电线圈断电线圈断电实实验验分分析析接通瞬间，线圈接通瞬间，线圈L中电流增中电流增大，磁通量大，磁通量 ，产生的，产生的感应电动势阻碍了感应电动势阻碍了 的的增大，导致灯泡增大，导致灯泡L1 电路断开时，线圈电路断开时，线圈L中电中电流流 ，磁通量减小，产生，磁通量减小，产生的感应电动势阻碍的感应电动势

3、阻碍 的的减小，导致灯泡减小，导致灯泡L逐渐熄灭逐渐熄灭增大增大原电流原电流逐渐变亮逐渐变亮减小减小原电流原电流 2自感现象自感现象 (1)定义：由于线圈本身的定义：由于线圈本身的 而产生的电而产生的电磁感应现象。磁感应现象。 (2)自感电动势：在自感电动势：在 现象中产生的感应电动势。现象中产生的感应电动势。 电流发生变化电流发生变化自感自感 1自感电动势的产生原因自感电动势的产生原因 通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈自身的磁通量通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈自身的磁通量发生变化，因而在原线圈上产生感应电动势。发生变化，因而在原线圈上产生感应电动势。 2自感电动势的方向自感电动势的

4、方向 当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同。当原电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同。 3自感电动势的作用自感电动势的作用 阻碍原电流的变化，起到推迟电流变化的作用。阻碍原电流的变化，起到推迟电流变化的作用。重点诠释重点诠释1如图如图161所示是用于观察自感现象所示是用于观察自感现象 的电路图。若线圈的直流电阻的电路图。若线圈的直流电阻RL与灯与灯 泡的电阻泡的电阻R满足满足RLR，则在开关，则在开关S由由 闭合到断开的瞬间，可以观察到闭合到断开的瞬间，可以观察到()图图16

5、1A灯泡立即熄灭灯泡立即熄灭B灯泡逐渐熄灭灯泡逐渐熄灭C灯泡有明显的闪亮现象灯泡有明显的闪亮现象D只有在只有在RLR时，才会看到灯泡有明显的闪亮现象时，才会看到灯泡有明显的闪亮现象解析：解析：S闭合，电路稳定时，由于闭合，电路稳定时，由于RLIR，S断开断开瞬时，流过线圈的电流瞬时，流过线圈的电流IL要减小，在要减小，在L上产生自感电动上产生自感电动势要阻碍电流的减小，通过灯泡原来的电流势要阻碍电流的减小，通过灯泡原来的电流IR随着开关随着开关断开变为零，而灯泡与线圈形成闭合回路，流过线圈的断开变为零，而灯泡与线圈形成闭合回路，流过线圈的电流电流IL通过灯泡，由于通过灯泡，由于ILIR，因此灯

6、泡开始有些明显闪，因此灯泡开始有些明显闪亮，亮，C正确；正确；A、B错。若错。若RLR时时ILIR，不会有明显，不会有明显的闪亮现象，的闪亮现象，D错。错。答案：答案：C自感电动势自感电动势匝数匝数自学教材自学教材 1决定自感电动势大小的因素决定自感电动势大小的因素 自感电动势的大小不是由通过导体电流的大小、导自感电动势的大小不是由通过导体电流的大小、导体两端电压的高低决定的，也不是由电流的变化量决定体两端电压的高低决定的，也不是由电流的变化量决定的，而是由电流的变化快慢即电流的变化率决定的。的，而是由电流的变化快慢即电流的变化率决定的。重点诠释重点诠释 2对自感系数的理解对自感系数的理解 (

7、1)线圈的自感系数是由线圈本身性质决定的，与电线圈的自感系数是由线圈本身性质决定的，与电流的通断、电流的大小无关。流的通断、电流的大小无关。 (2)线圈的横截面积越大，线圈越长，匝数越多、越线圈的横截面积越大，线圈越长，匝数越多、越密，它的自感系数就越大。实际上它与线圈上单位长度的密，它的自感系数就越大。实际上它与线圈上单位长度的匝数匝数n成正比，与线圈的体积成正比。除此之外，线圈内有成正比，与线圈的体积成正比。除此之外，线圈内有无铁芯起相当大的作用，有铁芯比没有铁芯自感系数要大无铁芯起相当大的作用，有铁芯比没有铁芯自感系数要大得多。得多。答案：答案：D 1构造构造 如图如图162所示，由灯管

8、、所示，由灯管、 和启动器组成。和启动器组成。镇流器、灯丝和启动器串联。镇流器、灯丝和启动器串联。镇流器镇流器图图162自学教材自学教材 2灯管灯管 (1)工作原理：工作原理： 在高压激发下，灯管内两灯丝间的气体导电，发出紫外在高压激发下，灯管内两灯丝间的气体导电，发出紫外线，管壁上的荧光粉在线，管壁上的荧光粉在 的照射下发出可见光。的照射下发出可见光。 (2)气体导电的特点：气体导电的特点： 只有当灯管两端的电压达到一定值时，气体才能电离导只有当灯管两端的电压达到一定值时，气体才能电离导电；而要在灯管中维持一定大小的电流，所需的电压却低得电；而要在灯管中维持一定大小的电流，所需的电压却低得多

9、。多。紫外线紫外线3启动器的构造及作用启动器的构造及作用(1)构造：构造：双金属片双金属片(U形动触片和静触片形动触片和静触片)。(2)作用：作用：在开关闭合后，使电路短暂接通再将电路断开。在开关闭合后，使电路短暂接通再将电路断开。4镇流器的作用镇流器的作用(1)启动时产生瞬时高压使灯管发光。启动时产生瞬时高压使灯管发光。(2)正常发光时，起着降压、正常发光时，起着降压、 的作用，保证日光灯的正的作用，保证日光灯的正常工作。常工作。限流限流 1对启动器工作原理的认识对启动器工作原理的认识 启动器主要由电容器和玻璃泡组成，电容器与玻璃泡启动器主要由电容器和玻璃泡组成，电容器与玻璃泡并联。玻璃泡内

10、构造如图并联。玻璃泡内构造如图163所示。玻璃泡内充有氖所示。玻璃泡内充有氖气，泡内装有两个金属片，一个是固定不动的静触片，另气，泡内装有两个金属片，一个是固定不动的静触片，另一个是由双金属片制成的一个是由双金属片制成的U形动触片，动、静触片之间留形动触片，动、静触片之间留有小缝隙，形成两个电极。有小缝隙，形成两个电极。重点诠释重点诠释图图163 启动器的主要作用是在开关闭合后，利用氖管的辉光启动器的主要作用是在开关闭合后，利用氖管的辉光放电，通过动、静触片的接通和断开过程，使镇流器产生放电，通过动、静触片的接通和断开过程，使镇流器产生瞬时高电压。瞬时高电压。 2对镇流器工作原理的认识对镇流器

11、工作原理的认识 镇流器是一个带铁芯的线圈，其自感系数很大。镇流镇流器是一个带铁芯的线圈，其自感系数很大。镇流器在日光灯启动阶段和正常发光阶段，起着不尽相同的作器在日光灯启动阶段和正常发光阶段，起着不尽相同的作用，具体表现为：用，具体表现为： (1)在灯管启动时，镇流器能够产生一个高出电源电压在灯管启动时，镇流器能够产生一个高出电源电压很多的瞬时电压，使日光灯内的气体导电，而被点燃；在很多的瞬时电压，使日光灯内的气体导电，而被点燃；在日光灯启动后，因为日光灯的电阻变得很小，只允许通过日光灯启动后，因为日光灯的电阻变得很小，只允许通过不大的电流，否则就会将灯管烧坏。这时加在灯管两端的不大的电流，否

12、则就会将灯管烧坏。这时加在灯管两端的电压低于电源电压，此要求也是通过镇流器来实现的。电压低于电源电压，此要求也是通过镇流器来实现的。 (2)日光灯的工作过程分为预热阶段、点燃阶段和正日光灯的工作过程分为预热阶段、点燃阶段和正常发光阶段。在不同阶段，镇流器的作用不同。在点燃常发光阶段。在不同阶段，镇流器的作用不同。在点燃时，镇流器的作用是提供瞬时电压；在正常发光时，镇时，镇流器的作用是提供瞬时电压；在正常发光时，镇流器起降压限流作用。流器起降压限流作用。3日光灯镇流器的作用有日光灯镇流器的作用有 ()A启动器触片接通时，产生瞬时高压启动器触片接通时，产生瞬时高压B灯管正常工作时，起降压、限流作用

13、，保证日光灯管正常工作时，起降压、限流作用，保证日光 灯正常工作灯正常工作C灯管正常工作时，使日光灯管的电压稳定在灯管正常工作时，使日光灯管的电压稳定在220 VD灯管正常工作时，不准电流通过日光灯管灯管正常工作时，不准电流通过日光灯管解析：解析：启动器接通后再断开时，镇流器产生断电自感电动启动器接通后再断开时，镇流器产生断电自感电动势是瞬时高压，故势是瞬时高压，故A错。日光灯正常工作时，因交流电通错。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，故过镇流器产生自感电动势，起降压限流作用，故B正确。正确。保证日光灯管正常工作，此时有电流通过日光灯管，灯管保证日光灯管正常工

14、作，此时有电流通过日光灯管，灯管两端电压小于两端电压小于220 V，故，故C、D错。错。答案：答案：B 例例1如图如图164所示所示(a)、(b)中，电阻中，电阻R和自感线和自感线圈圈L的电阻都很小，接通的电阻都很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡，使电路达到稳定，灯泡A发发光，下列说法正确的是光，下列说法正确的是 () 图图164A在电路在电路(a)中，断开中，断开S，A将逐渐变暗将逐渐变暗B在电路在电路(a)中，断开中，断开S，A将先变得更亮，然后逐渐变暗将先变得更亮，然后逐渐变暗C在电路在电路(b)中，断开中，断开S，A将逐渐变暗将逐渐变暗D在电路在电路(b)中，断开中，断开S，A将先变得

15、更亮，然后渐渐变暗将先变得更亮，然后渐渐变暗思路点拨思路点拨(1)判断判断S闭合时，闭合时，A、L中电流的方向及大小。中电流的方向及大小。(2)明确明确S断开时，由于自感电动势，断开时，由于自感电动势，L中电流变化情况。中电流变化情况。(3)由由L中电流变化情况，根据中电流变化情况，根据A、L的连接关系，确定灯泡的连接关系，确定灯泡中电流的变化情况。中电流的变化情况。解析解析(a)图中，灯泡图中，灯泡A与电感线圈与电感线圈L在同一个支路中，流在同一个支路中，流过的电流相同，断开开关过的电流相同，断开开关S时，线圈时，线圈L中的自感电动势的作中的自感电动势的作用使得支路中的电流瞬间不变，以后渐渐

16、变小，用使得支路中的电流瞬间不变，以后渐渐变小，A正确，正确，B错误。错误。(b)图中，灯泡图中，灯泡A所在支路的电流比电感线圈所在支路的电所在支路的电流比电感线圈所在支路的电流要小流要小(因为电感线圈的电阻很小因为电感线圈的电阻很小)，断开开关，断开开关S时，电感线时，电感线圈的自感电动势要阻碍电流变小，此瞬间电感线圈中的电圈的自感电动势要阻碍电流变小，此瞬间电感线圈中的电流不变，电感线圈相当于一个电源给灯泡流不变，电感线圈相当于一个电源给灯泡A供电。因此反向供电。因此反向流过流过A的电流瞬间要变大，然后逐渐变小，所以灯泡要先更的电流瞬间要变大，然后逐渐变小，所以灯泡要先更亮一下，然后渐渐变

17、暗，故亮一下，然后渐渐变暗，故C错错D正确。正确。答案答案AD 借题发挥借题发挥 (1)通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加，与通电时线圈产生的自感电动势阻碍电流的增加，与原电流方向相反。原电流方向相反。 (2)断电时，线圈产生的自感电动势与原电流方向相同。断电时，线圈产生的自感电动势与原电流方向相同。在在 与线圈串联的回路中，线圈相当于电源，它提供的电流与线圈串联的回路中，线圈相当于电源，它提供的电流大小由原来的大小由原来的IL逐渐变小。逐渐变小。 (3)若断开开关后，线圈与灯泡不能组成闭合回路，则若断开开关后，线圈与灯泡不能组成闭合回路，则灯泡会立即熄灭。灯泡会立即熄灭。1(2011北

18、京高考北京高考)某同学为了验证断某同学为了验证断 电自感现象，自己找来带铁芯的线圈电自感现象，自己找来带铁芯的线圈 L、小灯泡、小灯泡A、开关、开关S和电池组和电池组E，用导，用导 线将它们连接成如图线将它们连接成如图165所示的电所示的电 路。检查电路后，闭合开关路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡，小灯泡 发光；再断开开关发光；再断开开关S，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现，小灯泡仅有不显著的延时熄灭现 象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪象。虽经多次重复，仍未见老师演示时出现的小灯泡闪 亮现象，他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成亮现象，他冥思苦想找不出原因。你认为最有可能造成

19、 小灯泡未闪亮的原因是小灯泡未闪亮的原因是()图图165A电源的内阻较大电源的内阻较大B小灯泡电阻偏大小灯泡电阻偏大C线圈电阻偏大线圈电阻偏大D线圈的自感系数较大线圈的自感系数较大解析：解析：根据实物连线图画出正确的电路图，如图所示。根据实物连线图画出正确的电路图，如图所示。当闭合电键当闭合电键S，电路稳定之后，小灯泡中有稳定的电流，电路稳定之后，小灯泡中有稳定的电流IA，电，电感线圈中有稳定的电流感线圈中有稳定的电流IL，当电键，当电键S突然断开时，电流突然断开时，电流IA立即立即消失，但是，由于自感的作用，流过线圈的电流消失，但是，由于自感的作用，流过线圈的电流IL不能突变，不能突变，而是

20、要继续流动，于是，电感线圈和小灯泡构成了回路，如而是要继续流动，于是，电感线圈和小灯泡构成了回路，如果果ILIA，则能观察到小灯泡闪亮一下再熄灭，线圈的自感系，则能观察到小灯泡闪亮一下再熄灭，线圈的自感系数越大，小灯泡延时闪亮的时间就越长。如果不满足数越大，小灯泡延时闪亮的时间就越长。如果不满足ILIA的的条件，小灯泡只是延时熄灭，不会观察到闪亮一下再熄灭。条件，小灯泡只是延时熄灭，不会观察到闪亮一下再熄灭。可见灯泡未闪亮的根本原因是不满足可见灯泡未闪亮的根本原因是不满足ILIA的条件，这是线圈的条件，这是线圈电阻偏大造成的电阻偏大造成的IL偏小。偏小。答案：答案：C 例例2如图如图166所示

21、电路中，所示电路中，S是闭合的，此时流过线圈是闭合的，此时流过线圈L的电流为的电流为I1，流过灯流过灯D的电流为的电流为I2，且，且I1I2，在，在t1时刻时刻将将S断开，那么流过灯断开，那么流过灯D的电流随时间变的电流随时间变化的图像是下列图化的图像是下列图167中的中的 ()图图166图图167 思路点拨思路点拨解答本题时应注意以下两点：解答本题时应注意以下两点： (1)t1时刻之前时刻之前D中的电流的大小和方向。中的电流的大小和方向。 (2)t1时刻之后时刻之后D中的电流方向及大小变化规律。中的电流方向及大小变化规律。 解析解析注意分析各段时间内流过灯注意分析各段时间内流过灯D电流的方向

22、的变化电流的方向的变化情况。情况。S闭合时流过灯闭合时流过灯D的电流大小为的电流大小为I2，方向由左向右；，方向由左向右；S断开时灯断开时灯D中电流立即减小为零，由于线圈中电流立即减小为零，由于线圈L的作用，的作用，I1不能不能立即减小为零，立即减小为零，L与灯与灯D构成闭合电路，其中电流由构成闭合电路，其中电流由I1逐渐减逐渐减小至零，流经灯小至零，流经灯D的电流方向由右向左，故选的电流方向由右向左，故选D。 答案答案D 借题发挥借题发挥 (1)S断开时，因自感作用，线圈断开时，因自感作用，线圈L中的电流不能立即减中的电流不能立即减小为零，要通过回路逐渐减小为零。小为零，要通过回路逐渐减小为

23、零。 (2)回路中的电流方向与回路中的电流方向与S断开前线圈断开前线圈L中的电流方向相中的电流方向相同。同。 (3)回路中的电流从线圈回路中的电流从线圈L中原来的电流大小开始逐渐中原来的电流大小开始逐渐减小，但不是均匀减小。减小，但不是均匀减小。 2在如图在如图168所示的电路中，所示的电路中， 两个相同的小灯泡两个相同的小灯泡L1和和 L2分别串分别串 联一个带铁芯的电感线圈联一个带铁芯的电感线圈L和一个和一个 滑动变阻器滑动变阻器R。 闭合开关闭合开关S后，调后，调 整整R，使，使L1和和L2发光的亮度一样，发光的亮度一样， 此时流过两个灯泡的电流均为此时流过两个灯泡的电流均为I。 然后，

24、断开然后，断开S。若。若t时刻再闭合时刻再闭合S， 则在则在t前后的一小段时间内，图前后的一小段时间内，图169正确反映流过正确反映流过L1的的 电流电流i1、流过、流过L2的电流的电流i2随时间随时间t变化的图像变化的图像 是是 ()图图168图图169解析：解析：由题中给出的电路可知，电路由由题中给出的电路可知，电路由L与与L1和和L2与与R两两个支路并联，在个支路并联，在t时刻，时刻，L1支路的电流因为有支路的电流因为有L的自感作的自感作用，所以用，所以i1由由0逐渐增大，逐渐增大，L2支路为纯电阻电路，支路为纯电阻电路，i2不存不存在逐渐增大的过程，所以选项在逐渐增大的过程，所以选项B

25、正确。正确。答案：答案：B 例例3如图如图1610所示是日光所示是日光灯的结构示意图，若按图示的电路连灯的结构示意图，若按图示的电路连接，关于日光灯发光的情况，下列叙接，关于日光灯发光的情况，下列叙述中正确的是述中正确的是 ()图图1610 AS1接通，接通，S2、S3断开，日光灯就能正常发光断开，日光灯就能正常发光 BS1、S2接通，接通，S3断开，日光灯就能正常发光断开，日光灯就能正常发光 CS3断开，接通断开，接通S1、S2后，再断开后，再断开S2，日光灯就能，日光灯就能正常发光正常发光 D当日光灯正常发光后，再接通当日光灯正常发光后，再接通S3，日光灯仍能正，日光灯仍能正常发光常发光 思路点拨思路点拨解答本题应注意以下两点：解答本题应注意以下两点： (1)S2的作用相当于启动器。的作用相当于启动器。 (2)镇流器在日光灯点燃瞬间和正常发光后均起一定的镇流器在日光灯点燃瞬间和正常发光后均起一定的作用。作用。 解析解析当当S1接通，接通，S2、S3断开时，电源电压断开时，电源电压220 V直接直接加在灯管两端，达不到灯管启动的高压值，日光灯不能发光，加在灯管两端，达不到灯管启动的高压值，日光灯不能发光，选项选项A错误。当错误。当S1、S2接通，接通，S3断开时，灯管两端被短路，电断开时，