《高中物理 第1章 電磁感應與現(xiàn)代生活 1.5 自感現(xiàn)象與日光燈課件 滬科選修32》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高中物理 第1章 電磁感應與現(xiàn)代生活 1.5 自感現(xiàn)象與日光燈課件 滬科選修32(22頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、1.5 自感現(xiàn)象與日光燈 第1章 電磁感應與現(xiàn)代生活 目標定位 1.能分析通電自感和斷電自感現(xiàn)象. 2.能寫出自感電動勢的表達式,知道自感系數(shù)的決定因素. 3.了解自感現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化. 4.了解日光燈的組成以及起輝器和鎮(zhèn)流器的工作原理. 內(nèi)容索引 知識探究 新知探究 點點落實 達標檢測 當堂檢測 鞏固反饋 知識探究 按圖1所示電路連接日光燈電路,閉合開關(guān),觀察日光燈的發(fā)光過程,簡單敘述其工作原理. 一、日光燈電路 答案 圖1 答案答案 (1)閉合開關(guān),電源把電壓加在起輝器的兩極,起輝器內(nèi)氖氣放電產(chǎn)生熱量從而使起輝器內(nèi)雙金屬片接觸,電路導通. (2)電路接通后,起輝器中氖氣停止放電,溫度降低,
2、雙金屬片分離,瞬間切斷的電流使鎮(zhèn)流器產(chǎn)生瞬時高壓,使燈管內(nèi)氣體導電而發(fā)光. (3)日光燈正常發(fā)光時,鎮(zhèn)流器起降壓限流作用,保證日光燈正常工作. 要點總結(jié)要點總結(jié) 1.日光燈電路包括日光燈管、 、 、開關(guān)、導線等. 2.起輝器的作用為 . 3.鎮(zhèn)流器是一個帶鐵心的多匝線圈,在啟動時提供 ,點燃燈 管之后起到 的作用. 鎮(zhèn)流器 起輝器 自動開關(guān) 瞬時高壓 降壓限流 例例1 若將圖2甲中起輝器換為開關(guān)S1,并給鎮(zhèn)流器并聯(lián)一個開關(guān)S2,如圖乙所示,則下列敘述正確的是 圖2 A.只把S3接通,日光燈就能正常發(fā)光 B.把S3、S1接通后,S2不接通,日光燈就 能正常發(fā)光 C.S2不接通,接通S3、S1后,
3、再斷開S1, 日光燈就能正常發(fā)光 D.當日光燈正常發(fā)光后,再接通S2,日 光燈仍能正常發(fā)光 答案 解析 1.通電自感:如圖3,先閉合S,調(diào)節(jié)R2,使A1、A2的亮度相同,再調(diào)節(jié)R1使A1、A2正常發(fā)光,再斷開S,再次閉合.根據(jù)楞次定律分析現(xiàn)象,觀察兩只燈泡在電路接通的瞬間發(fā)光情況有什么不同? 二、自感現(xiàn)象 圖3 答案答案 現(xiàn)象:燈泡A2立即發(fā)光,燈泡A1逐漸亮起來. 原因:電路接通時,電流由零開始增加,穿過線圈L的磁通量逐漸增加,為了阻礙磁通量的增加,感應電流產(chǎn)生的磁通量與原來電流產(chǎn)生的磁通量方向相反,則線圈中感應電動勢的方向與原來的電流方向相反,阻礙了L中電流的增加,即推遲了電流達到穩(wěn)定值的
4、時間. 答案 2.斷電自感:如圖4所示,先閉合開關(guān)使燈泡發(fā)光,然后斷開開關(guān). (1)開關(guān)斷開前后,流過燈泡的電流方向各怎樣? 圖4 答案答案 S閉合時,燈泡A中電流向左,S斷開瞬間,燈泡A中電流方向向右,所以開關(guān)S斷開前后,流過燈泡的電流方向相反. 答案 (2)在斷開過程中,有時燈泡閃亮一下再熄滅,有時燈泡只會緩慢變暗直至熄滅,請分析上述兩種現(xiàn)象的原因是什么? 答案答案 在電源斷開后燈泡又閃亮一下的原因是燈泡斷電后自感線圈中產(chǎn)生的感應電流比原線圈中的電流大.要想使燈泡閃亮一下再熄滅,就必須使自感線圈的電阻小于與之并聯(lián)的燈泡電阻.而當線圈電阻大于或等于燈泡電阻時,燈泡只會延遲一段時間再熄滅. 答
5、案 要點總結(jié)要點總結(jié) 1.自感現(xiàn)象:由于通過 的的電流發(fā)生變化時,在線圈中引起的電磁感應現(xiàn)象. 2.自感電動勢: 中產(chǎn)生的感應電動勢. 3.當線圈中的電流增大時,自感電動勢的方向與原電流方向 ;當線圈中電流減小時,自感電動勢的方向與原電流方向 . 4.自感電動勢總是 線圈中電流的變化,但不能 線圈中電流的 變化. 導體本身 自感現(xiàn)象 相反 相同 阻礙 阻止 對通電自感和斷電自感現(xiàn)象的分析 (1)通電瞬間自感電動勢 電流的增加,與線圈串聯(lián)的燈泡在通電后會逐漸變亮,直到穩(wěn)定.通電瞬間自感線圈處相當于 ,電流穩(wěn)定時自感線圈相當于 . (2)斷電時自感線圈處相當于電源,若斷電前,自感線圈電流大小IL_
6、 燈泡的電流IA則燈會閃亮一下再熄滅;若斷電前自感線圈中的電流IL 燈泡中的電流IA則燈泡不會閃亮,而是逐漸熄滅.要注意斷電前后通過燈泡的電流方向是否變化. 阻礙 斷路 導體 大于 小于或等于 典型例題典型例題 例例2 如圖5所示,電感線圈L的自感系數(shù)足夠大,其直流電阻忽略不計,LA、LB是兩個相同的燈泡,且在下列實驗中不會燒毀,電阻R2阻值約等于R1的兩倍,則 A.閉合開關(guān)S時,LA、LB同時達到最亮,且LB更亮一些 B.閉合開關(guān)S時,LA、LB均慢慢亮起來,且LA更亮一些 C.斷開開關(guān)S時,LA慢慢熄滅,LB馬上熄滅 D.斷開開關(guān)S時,LA慢慢熄滅,LB閃亮后才慢慢熄滅 圖5 答案 解析
7、總結(jié)提升總結(jié)提升 1.分析通電自感需抓住三點:(1)通電瞬間自感線圈處相當于斷路;(2)電流增大過程中自感線圈對電流有阻礙作用,使線圈中的電流從0逐漸增大到穩(wěn)定值;(3)電流穩(wěn)定時自感線圈相當于導體. 2.斷電自感時,由于自感電動勢的作用,線圈中的電流從原值逐漸減小.若斷開開關(guān)瞬間通過燈泡的電流大于斷開開關(guān)前的電流,燈泡會閃亮一下;若斷開開關(guān)瞬間通過燈泡的電流小于或等于斷開開關(guān)前的電流,燈泡不會閃亮一下,而是逐漸變暗. 例例3 如圖6所示的電路中,S閉合且穩(wěn)定后流過電感線圈的電流是2 A,流過燈泡的電流是1 A,現(xiàn)將S突然斷開,S斷開前后,能正確反映流過燈泡的電流i隨時間t變化關(guān)系的圖像是 圖
8、6 答案 解析 1.自感電動勢的大小跟線圈內(nèi) 和線圈本身的自感特性有關(guān). 2.自感電動勢E的表達式:_.其中L是自感系數(shù),簡稱電感,單位: ,符號: .1 mH H;1 H H. 3.決定因素:與線圈的大小、形狀、 ,以及是否有 等因素有關(guān),與E、I、t等無關(guān). 三、自感電動勢的大小 磁通量變化率 ELIt 亨利 H 103 106 匝數(shù) 鐵心 例例4 關(guān)于線圈中自感電動勢的大小,下列說法中正確的是 A.電感一定時,電流變化越大,自感電動勢越大 B.電感一定時,電流變化越快,自感電動勢越大 C.通過線圈的電流為零的瞬間,自感電動勢為零 D.通過線圈的電流為最大值的瞬間,自感電動勢最大 答案 解
9、析 解析解析 電感一定時,電流變化越快,It越大,由 ELIt知,自感電動勢越大,A 錯,B 對; 線圈中電流為零時,電流的變化率不一定為零,自感電動勢不一定為零,故C錯; 當通過線圈的電流最大時,若電流的變化率為零,自感電動勢為零,故D錯. 達標檢測 1.(對自感現(xiàn)象的理解對自感現(xiàn)象的理解)關(guān)于自感現(xiàn)象,下列說法正確的是 A.感應電流一定和原來的電流方向相反 B.對于同一線圈,當電流變化越大時,線圈產(chǎn)生的自感電動勢也越大 C.對于同一線圈,當電流變化越快時,線圈的自感系數(shù)也越大 D.對于同一線圈,當電流變化越快時,線圈中的自感電動勢也越大 答案 解析 1 2 3 4 2.(自感現(xiàn)象的分析自感
10、現(xiàn)象的分析)(多選)如圖7所示電路中, 、 是兩只相同的電流表,電感線圈L的直流電阻與電阻R阻值相等.下面判斷正確的是 答案 圖7 1 2 3 4 A.開關(guān)S接通的瞬間,電流表 的讀數(shù)大于 的讀數(shù) B.開關(guān)S接通的瞬間,電流表 的讀數(shù)小于 的讀數(shù) C.開關(guān)S接通,電路穩(wěn)定后再斷開的瞬間,電流表 的讀數(shù)大于 的讀數(shù) D.開關(guān)S接通,電路穩(wěn)定后再斷開的瞬間,電流表 的讀數(shù)等于 的讀數(shù) 3.(對日光燈電路的分析對日光燈電路的分析)(多選)關(guān)于日光燈電路,下列說法正確的是 A.起輝器在電路中起自動開關(guān)作用 B.正常使用時鎮(zhèn)流器不起作用 C.如果把日光燈燈管兩端的電極分別短路,日光燈仍能正常發(fā)光 D.如果日光燈在正常發(fā)光時,把起輝器取走,日光燈仍能正常發(fā)光 答案 1 2 3 4 解析 4.(自感現(xiàn)象的圖像問題自感現(xiàn)象的圖像問題)在如圖8所示的電路中,兩個相同的小燈泡L1和L2分別串聯(lián)一個帶鐵心的電感線圈L和一個滑動變阻器R.閉合開關(guān)S后,調(diào)節(jié)R,使L1和L2發(fā)光的亮度一樣,此時流過兩個燈泡的電流均為I.然后,斷開S.若t時刻再閉合S,則在t前后的一小段時間內(nèi),能正確反映流過L1的電流i1、流過L2的電流i2隨時間t變化的圖像是 1 2 3 4 圖8 答案 解析