届高考物理核心要点突破系列课件：第章《自感现象》《日光灯原理》人教选修

第五节自感现象

第六节日光灯原理

核心要点突破课堂互动讲练知能优化训练第五节~第六节课前自主学案目标概览目标概览学习目标：1.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．5．知道启动器和镇流器的构造和工作原理．重点难点：1.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．3．日光灯的工作原理．课前自主学案一、自感1．自感现象：由于导体本身的_______________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叫自感电动势．自感电动势的大小取决于__________________________．3．自感系数L(1)大小：线圈的长度越长、线圈的面积_______，单位长度上的匝数_____，线圈的自感系数越大；线圈有铁芯比无铁芯时自感系数____．(2)单位：_______(符号H)，1H＝103mH＝106μH.电流发生变化电流变化的快慢和自感系数越大越多大亨利二、日光灯图16－5－11．日光灯电路：如图16－5－1，主要由灯管、_______、________组成．日光灯管点燃时，电压比220V电压高，工作时电压_______220V.镇流器启动器小于2．启动器(1)构造：静触片、用________制成的U形动触片、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__________．3．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，镇流器中的电流急剧_____，产生很高的__________．这个自感电动势的方向与原来电源的电压方向_________，它们合在一起，形成一个__________，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．日光灯正常发光时，镇流器起着__________的作用，保证日光灯的正常工作．双金属片电路断开减小自感电动势相同瞬时高压降压限流核心要点突破一、对自感现象的进一步理解1．自感电动势(1)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化，因而在原线圈上产生感应电动势．(2)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．(3)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，自感电动势方向与原电流方向相同．2．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.(2)分析线圈对电流的阻碍：线圈中电流增强时(如通电)，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(如断电)，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．(3)分析最后的稳定状态：常出现在电路中有线圈和灯泡串联、线圈和灯泡并联两种形式，现分别分析如下：灯泡与线圈串联灯泡与线圈并联电路连接部分通电时的现象电流逐渐变大，灯泡逐渐变亮因线圈相当于阻值很大，然后逐渐减小的电阻，所以灯泡中电流突然变大，然后逐渐减小到稳定灯泡与线圈串联灯泡与线圈并联断电时的现象电流在回路中逐渐减小，灯泡逐渐变暗，灯泡中的电流方向不变，大小逐渐减小到零I1、I2为稳态时的电流，若I2≥I1，逐渐变暗直到熄灭；若I2<I1，闪亮后逐渐变暗直到熄灭，因回路中电流是从I1逐渐减到零的，小灯泡中的电流方向改变二、日光灯的工作原理1．日光灯的启动日光灯的工作电路图如图16－5－1所示，当开关闭合后，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．辉光产生的热量使U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中的汞蒸气预热，与此同时，启动器中的氖气停止放电，U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，使汞蒸气变成离子而导电，日光灯管被点燃而发光．2．日光灯的工作日光灯管点燃后，电阻小，要求电流小，且日光灯管是用交流电源(大小与方向都随时间变化的电流)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，故电流的热效应小，这样日光灯能节省电能．课堂互动讲练 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，线圈的自感系数一定越大B．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D．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自感系数、自感电动势例1【解析】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、有无铁芯等自身因素，而与电流变化快慢等外部因素无关，所以选D.【答案】

D【点评】注意自感系数与自感电动势的区别与联系．变式绕训练1在电吹磁感碰应现易象中研，下化列说剃法正赶确的拔是()A．感靠应电揉流的淘磁场余总是银阻碍殿原来弊磁场便的变予化B．自捐感电绵动势每的方晋向总总是与扒原电战流方葵向相朴反C．穿侧过闭捕合电剥路的阶磁通锯量越养大，连电路在中的磁感应屡电流芹也越剖大D．穿献过回厨路的嚼磁通聚量变绵化越宴快，魂电路偷中的土感应阻电动东势也纲越大答案厉：AD在图16－5－2所示粉的电肌路中龄，线满圈L的自泄感系虎数很届大，必且其链电阻吼可以灯忽略凯不计态．D1和D2是两糊个完旷全相向同的毛小灯哈泡，司在开鲜关S闭合佣和断父开的草过程蓬中(灯丝全不会狱断)，D1和D2的亮愁度变爸化情栗况是()自感现象的分析例2图16－5－2A．S闭合尊，D1很亮愤且亮斜度不谷变，D2亮度喉逐渐两增加旺，最呢后两脚灯一况样亮顾；S断开竹后，D2立即味熄灭疾，D1渐亮B．S闭合物，D1不亮鹊，D2很亮童；S断开罩，D1和D2都立李即不奸亮C．S闭合幻玉，D1、D2同时军亮，兴而后D1熄灭铲，D2亮度村不变本；S断开咬，D2立即央熄灭跳，D1亮一熔下后物才灭D．S闭合退，D1、D2同时柱亮，浮而后D1逐渐亩熄灭爪，D2则逐删渐变秀得更舱亮；S断开盲，D2立即孔熄灭间，D1亮一涛下后妹才灭【解析】当S闭合株，L的自康感系系数很朋大，博对电顺流的僵阻碍涉作用遭较大穴．电干源输宫出电医流的乎通道哨是D1和D2串联世后与爱电源矮相连痰，故D1和D2同时踩亮，锤随着绪通过L的电遭流增齐大，L的直段流电疲阻不生计，L的分破流作全用增真大，D1中的铺电流夏逐渐屋减小庄为零艺．由穴于总菠电阻旺变小乐，总属电流些变大念，D2中的剪电流佛增大膝，灯壶变得安更亮肥；当S断开阳，D2中无屠电流抬，立秀即熄启灭．土而电维感L将要衣维持继它的事电流籍不变菌，因L与D1组成热回路醉，D1将亮遥一下姨后再偷灭，燥故选烦项D正确鼓．【答案】D变式糠训练2图16－5－3如图16－5－3所示患，电肾路中L为一脏电感悦线圈兽，ab支路绳和cd支路姜电阻咬相等栽，则()A．合鸡上开夺关S时，严电流擦表A1的示仙数小捏于电眠流表A2的示更数B．合畅上开才关S时，齿电流浴表A1的示稍数等避于电妹流表A2的示蜻数C．断傅开开醉关S时，酿电流棋表A1的示丑数大立于电悬流表A2的示除数D．断剂开开烛关S时，习电流察表A1的示起数等淹于电假流表A2的示岛数解析精：选AD恨.电路退接通庙时，ab支路冈有电锹感线庸圈L，由须于电世流要滔增加火，产纤生的卡自感塞电动酬势阻惭碍其凳电流衣的增哥加，否因此浊其电合流增仙加缓衣慢，吹电流须表A1的示静数小彼于电挡流表A2的示梳数．圆断电添瞬间没，电失感线津圈L电流存减弱谷，产填生的堤自感舱电动遵势阻凉碍电监流的赛减弱捷，可壶以维已持一走段时搁间的票电流绕，通善过电羊阻R和电良流表A2构成配回路被，这王时电锤流表A1、A2示数冠相同置．如图16－5－4所示岭的电抬路中要，两滩个相旧同的商电流熔表，辜零刻挥点在杜刻度还盘的帐中央断．当鞋电流年从“＋”接线街柱流铁入时罢，指义针向猾右摆哨；当躺电流焰从“－”接线艘柱流兽入时序，指旺针向彩左摆灵．在勾电路酱接通屠且稳基定时久再断宪开开怕关的攻瞬间成，下披列说皂法正口确的党是()自感电流方向的判断例3图16－5－4A．G1指针烤向右历摆，G2指针牛向左抢摆B．G1指针改向左唱摆，G2指针汽向右绩摆C．两间指针猫都向欢右摆D两指舟针都登向左屈摆【解析】电路适接通帖且稳择定时将，两迟支路驼均有纯自左芦向右手的电逝流．概当开蚕关断摩开的棵瞬间般，无吸自感只线圈普的支糠路则惕没有害自感败电流锋产生匪．有驼自感逆线圈迟的支饿路产胁生阻税碍原坚电流籍变化河的自站感电姓流，禽且这粱一自葱感电咱流将志通过吓能与者它形散成回宾路的智各支恼路．展此题绿中开自关断持开的恢瞬间蜂，电洁路电奔流减均小，朴故L将产滥生自丑左至洁右的市自感罢电流资以阻绢碍原成电流勤变化少．且街此时筑开关奖断开勉，L所在胶支路傻只能另与R所在裁支路畅串联尿形成诸回路靠，则印自感缎电流州自右输至左含流经R所在栋支路菊．故扶选A.【答案】A【点评】在通扬电自疗感中埋，线粘圈中尤的电慢流方刺向由勤电源俗决定啄，在侍断电踩自感患中，蜜线圈胳中的君电流国方向勾与原允电流暗方向坊相同赞．变式耳训练3图16－5－5如图16－5－5所示砖的电量路中闭，电恢源的费电动施势为E，内艘阻为r，电垄感L的电芒阻不裁计，辱电阻R的阻秘值大耕于灯肌泡D的阻躁值．引在t＝0时刻毁闭合杨开关S，经缘瑞过一店段时括间后油，在t＝t1时刻疮断开S.下列葬表示A、B两点里间电旺压UAB随时帝间t变化故的图城象中聋，正矿确的开是()图16－5－6解析预：选B.由于影自感歪现象野，t＝0时刻UAB较大首，随双时间海推移UAB减小课；断携开S，L中的阻电流花方向嘱不变状，大草小减市小，闻经过L、R、D形成摆回路店，故UAB方向兽改变扫，逐粘渐减祝小至0.故B正确我．如图16－5－7所示浊，日爬光灯间主要枯由灯旋管、医镇流茫器和秩启动喜器组户成．斗下列巴说法粘正确拔的是()日光灯的有关问题例4图16－5－7A．镇贝流器吐产生套的瞬窜时高浊压来赵源于保启动喇器两突触片份接通促再断掘开的鞭瞬间B．灯旧管点厚燃后物，启椒动器梳中两倾个触匹片分求离C．灯派管点坐燃后认，灯补管两省端的阴电压削等于秀电源旅电压22桶0号VD．在隙日光铅灯正蓬常工恒作时碍