2223自感现象应用鲁科版选修.pptx

第第2节自感节自感第第3节自感现象的应用节自感现象的应用课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.知道自感现象和自感电动势知道自感现象和自感电动势2了解自感现象的应用和防止了解自感现象的应用和防止3知道自感系数的决定因素是自感线圈的自身结构知道自感系数的决定因素是自感线圈的自身结构4知道日光灯及其原理，知道启动器和镇流器的构知道日光灯及其原理，知道启动器和镇流器的构造和原理造和原理重点难点：重点难点：1.自感现象的原因及分析自感现象的原因及分析2镇流器的应用，日光灯的工作原理镇流器的应用，日光灯的工作原理 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第2 2、3 3节节课前自主学案课前自主学案课前自主学案课前自主学案一、自感现象一、自感现象1自感现象：当导体中电流发生变化时，导体本自感现象：当导体中电流发生变化时，导体本身就产生感应电动势，这个电动势总是身就产生感应电动势，这个电动势总是_导体导体中原来电流的变化的这种由于中原来电流的变化的这种由于_发发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象2通电自感和断电自感通电自感和断电自感阻碍阻碍导体自身电流导体自身电流电路电路现象现象自感电动自感电动势的作用势的作用通电通电自感自感接通电源的瞬间，接通电源的瞬间，灯泡灯泡A1_电电流的增流的增加加断电断电自感自感断开开关的瞬间，断开开关的瞬间，灯泡灯泡A1_，A2_电电流的减小流的减小缓慢变亮缓慢变亮渐暗渐暗立即熄灭立即熄灭阻碍阻碍阻碍阻碍思考感悟思考感悟1在断电自感现象中灯在断电自感现象中灯A1一定一定“闪亮闪亮”一下才一下才熄灭吗？熄灭吗？提示：提示：不一定，关键看断电瞬间流过灯不一定，关键看断电瞬间流过灯A1的电流的电流是否大于原来电流，若大于原电流则闪亮是否大于原来电流，若大于原电流则闪亮二、自感电动势二、自感电动势由于由于_变化所产生的感应电动势叫变化所产生的感应电动势叫做自感电动势自感电动势的大小做自感电动势自感电动势的大小E_三、自感系数：三、自感系数：自感系数自感系数L简称自感或电感，它跟线圈的简称自感或电感，它跟线圈的_、_、_、_，以及是否有，以及是否有_等因素有关，线圈的横截面积越等因素有关，线圈的横截面积越_，线圈绕制，线圈绕制得越得越_、匝数越、匝数越_，它的自感系数越大，另，它的自感系数越大，另外有外有_的线圈的自感系数比没有铁芯的大的线圈的自感系数比没有铁芯的大单位：单位：_常用的还有常用的还有_、_.1H_mH_H.导体自身电流导体自身电流形状形状横截面积横截面积长短长短匝数匝数铁芯铁芯大大密密多多铁芯铁芯亨利亨利(H)毫亨毫亨(mH)微亨微亨(H)103106四、自感现象的应用四、自感现象的应用1日光灯构造：主要由日光灯构造：主要由_、_、_组成组成2镇流器的作用：在启动时产生镇流器的作用：在启动时产生_，在，在正常工作时起正常工作时起_作用作用3感应圈：感应圈：_直接绕在铁芯上，由几匝直接绕在铁芯上，由几匝_绕制而成；次级线圈则由多匝绕制而成；次级线圈则由多匝_绕成绕成4感应圈的应用：可作实验室中小功率感应圈的应用：可作实验室中小功率_，能产生，能产生105V的高压，汽车发动机点火，的高压，汽车发动机点火，煤气灶电子点火装置都是利用感应线圈产生的煤气灶电子点火装置都是利用感应线圈产生的_来完成工作的另外，电焊机也利用来完成工作的另外，电焊机也利用了自感现象了自感现象日光灯管日光灯管镇流器镇流器启动器启动器瞬时高压瞬时高压降压限流降压限流初级线圈初级线圈粗导线粗导线细导线细导线高压电源高压电源高压电火花高压电火花思考感悟思考感悟2若将日光灯接在若将日光灯接在220V的电源上，日光灯的电源上，日光灯正常工作时灯管两端电压一定是正常工作时灯管两端电压一定是220V吗？吗？提示：提示：不是，正常工作时镇流器降压限流，不是，正常工作时镇流器降压限流，日光灯管两端电压小于日光灯管两端电压小于220V.核心要点突破核心要点突破一、自感电动势和自感系数一、自感电动势和自感系数1自感电动势自感电动势2自感系数自感系数定义定义表表征征线线圈圈产产生生自自感感电电动动势势本本领领大大小小的的物物理理量量，简称自感或电感简称自感或电感单位及单位及符号符号亨利亨利H,1H1Vs/A.大小大小与线圈形状、长短、匝数及有无铁芯有关，与线圈形状、长短、匝数及有无铁芯有关，面积越大，匝数越多、越密、线圈越长，自面积越大，匝数越多、越密、线圈越长，自感系数越大加入铁芯后线圈的自感系数明感系数越大加入铁芯后线圈的自感系数明显增大显增大.即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1(2010年高考海南理综卷改编年高考海南理综卷改编)下列说法正确下列说法正确的是的是()A只要当线圈中有电流时，线圈中就有自感只要当线圈中有电流时，线圈中就有自感电动势电动势B当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势当线圈中电流反向时，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相反的方向与线圈中原电流的方向相反C当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势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的方向与线圈中电流的方向相反解析：解析：选选C.由法拉第电磁感应定律可知，当线圈由法拉第电磁感应定律可知，当线圈中电流不变时，不产生自感电动势，中电流不变时，不产生自感电动势，A错；当线错；当线圈中电流反向时相当于电流减小，线圈中自感圈中电流反向时相当于电流减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，电动势的方向与线圈中原电流的方向相同，B错；错；当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流增大，当线圈中电流增大时，自感电动势阻碍电流增大，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反，反，C对；当线圈中电流减小时，自感电动势阻对；当线圈中电流减小时，自感电动势阻碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈碍电流的减小，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相同，中电流的方向相同，D错错二、两种自感现象的分析二、两种自感现象的分析1通电自感通电自感实验电路实验电路实验要求实验要求电路稳定时电路稳定时A1、A2亮度相同亮度相同S闭合的闭合的瞬间瞬间A1先亮先亮由于由于A1支路为纯电阻支路为纯电阻电路，不产生自感现电路，不产生自感现象象A2逐渐变亮最后逐渐变亮最后与与A1一样亮一样亮由于由于L的自感的自感作用阻作用阻碍碍A2支路电流增大，支路电流增大，出现出现“延迟延迟”现象现象2.断电自感断电自感实验电路实验电路实验要求实验要求电路稳定时电路稳定时A1、A2亮度相同亮度相同ILIAA1猛然亮一下猛然亮一下再逐渐熄灭再逐渐熄灭A2立立刻熄灭刻熄灭R0为纯电阻不产生自感现为纯电阻不产生自感现象，象，A2立即熄灭立即熄灭L为自为自感系数较大的线圈，断开感系数较大的线圈，断开S后，后，L中产生自感电动势，中产生自感电动势，与与A1组成闭合回路，线圈组成闭合回路，线圈中的电流在原来电流值基中的电流在原来电流值基础上逐渐减小础上逐渐减小ILIAA1由原来亮度由原来亮度逐渐熄灭逐渐熄灭ILR.L是一个自感系数很大的是一个自感系数很大的线圈，它的电阻和线圈，它的电阻和R相等由于自感现象，当开关相等由于自感现象，当开关接通或断开时，下列说法正确的是接通或断开时，下列说法正确的是()例例例例1 1自感现象的分析自感现象的分析图图224AS接通时，灯泡接通时，灯泡LA先亮，先亮，LB后亮后亮BS接通时，接通时，IAIBCS断开，断开，LB先熄灭，先熄灭，LA则先闪亮一下再熄则先闪亮一下再熄灭灭DS断开时，断开时，IAIB【精讲精析精讲精析】S接通时，接通时，L中产生与电流方向中产生与电流方向相反的电动势，阻碍作用很大，相当于断路相反的电动势，阻碍作用很大，相当于断路因此因此LA和和LB同时亮，且同时亮，且LA亮度大，即亮度大，即IAIB，故，故AB错误当达到稳定时，错误当达到稳定时，LA和和LB亮度相同，此亮度相同，此时时IAIBIA，因此，因此LA先闪亮一下再熄灭，故先闪亮一下再熄灭，故C正确开关断开后，无电流通过正确开关断开后，无电流通过LB，因此，因此LB先熄灭故先熄灭故D错误错误【答案答案】C【规律总结规律总结】若电路中的电流发生变化，电若电路中的电流发生变化，电感感L的作用总是阻碍电流的变化；当电路稳定的作用总是阻碍电流的变化；当电路稳定时，电感时，电感L相当于一段导体，若电感相当于一段导体，若电感L有直流有直流电阻，则相当于定值电阻的作用；若无直流电电阻，则相当于定值电阻的作用；若无直流电阻，则它相当于一根短路导线阻，则它相当于一根短路导线如图如图225所示的电路中，所示的电路中，S闭合时流过电闭合时流过电感线圈的电流为感线圈的电流为2A，流过灯泡的电流是，流过灯泡的电流是1A将将S突然断开，则突然断开，则S断开前后，能正确反映流过灯泡的断开前后，能正确反映流过灯泡的电流电流I随时间随时间t变化关系的图象是下图中的变化关系的图象是下图中的()类型二类型二自感中的图象问题自感中的图象问题例例例例2 2图图225图图226【精精讲讲精精析析】由由题题图图所所示示知知，在在S闭闭合合的的时时候候，流流过过灯灯泡泡、线线圈圈L的的电电流流方方向向都都是是自自左左向向右右的的，在在S断断开开的的瞬瞬间间，流流过过L的的电电流流大大小小仍仍为为2A，方方向向仍仍是是从从左左向向右右的的它它与与灯灯泡泡构构成成串串联联回回路路，故故流流过过灯灯泡泡的的电电流流大大小小变变成成2A，方方向向变变成成由由右右向向左左，然然后后逐逐渐渐减减小小为为零零，故故D正确正确【答案答案】D【规律总结规律总结】解决自感现象中的图象问题，一解决自感现象中的图象问题，一般思路是：般思路是：首先要明确首先要明确S断开前线圈中电流的大小及方向，断开前线圈中电流的大小及方向，其次要知道其次要知道S断开后的临时电路，最后即可判断断开后的临时电路，最后即可判断出灯泡或其它支路中电流的方向和大小变化情况出灯泡或其它支路中电流的方向和大小变化情况类型三类型三日光灯的原理分析日光灯的原理分析在日光灯工作原理中，如图在日光灯工作原理中，如图227所示，所示，简述其原理并完成以下问题：简述其原理并完成以下问题：(1)开关合上前，启动器的静金属片和动金属片开关合上前，启动器的静金属片和动金属片是是_(填填“接通的接通的”或或“断开的断开的”);(2)开关刚合上时，开关刚合上时，220V交流电压加在交流电压加在_之间，使氖泡发出辉光；之间，使氖泡发出辉光；(3)日光灯启动瞬间，灯管两端的电压日光灯启动瞬间，灯管两端的电压_220V(填填“高于高于”“等于等于”或或“小于小于”)；例例例例3 3图图227(4)日光灯正常发光时，启动器的静触片和动日光灯正常发光时，启动器的静触片和动触片触片_(填填“接通接通”或或“断开断开”)，镇流，镇流器起着器起着_的作用，保证日光灯正常工的作用，保证日光灯正常工作；作；(5)启动器中的电容器能启动器中的电容器能_，没有电容，没有电容器，启动器也能工作器，启动器也能工作【思路点拨思路点拨】日光灯是典型自感现象的日光灯是典型自感现象的应用，要根据其现成部件的作用分析应用，要根据其现成部件的作用分析【自主解答自主解答】按原理图接好日光灯电路按原理图接好日光灯电路后，当开关闭合，电源把电压加在启动器后，当开关闭合，电源把电压加在启动器的两金属片之间，使氖泡内的氖气放电发的两金属片之间，使氖泡内的氖气放电发出辉光辉光放电产生的热量使出辉光辉光放电产生的热量使U形动片膨形动片膨胀，跟静片接触把电路接通，于是镇流器胀，跟静片接触把电路接通，于是镇流器的线圈和灯管的灯丝中就有电流通过，电的线圈和灯管的灯丝中就有电流通过，电路接通后，启动器中的氖气停止放电，路接通后，启动器中的氖气停止放电，U形形片冷却后收缩恢复原状，两金属片分离电片冷却后收缩恢复原状，两金属片分离电路断开，路断开，由于镇流器的自感作用，会产生很高的自感由于镇流器的自感作用，会产生很高的自感电动势，其方向与原电压方向相同，很高的电动势，其方向与原电压方向相同，很高的自感电动势加上原电源电压加在灯管两端，自感电动势加上原电源电压加在灯管两端，使管内汞气体导电，产生紫外线，激发荧光使管内汞气体导电，产生紫外线，激发荧光粉发光，灯管被点亮粉发光，灯管被点亮日光灯使用的是正弦交流电，电流的大小和日光灯使用的是正弦交流电，电流的大小和方向都随时间做周期性变化，在日光灯正常方向都随时间做周期性变化，在日光灯正常发光后，由于交变电流通过镇流器的线圈，发光后，由于交变电流通过镇流器的线圈，线圈中会产生自感电动势，它的作用总是阻线圈中会产生自感电动势，它的作用总是阻碍电流的变化，这时的镇流器就起到了降压碍电流的变化，这时的镇流器就起到了降压限流的作用，保证日光灯的正常工作限流的作用，保证日光灯的正常工作启动器中的电容器能使动静片脱离时避免产生启动器中的电容器能使动静片脱离时避免产生电火花而烧毁启动器没有电容器，同样能工电火花而烧毁启动器没有电容器，同样能工作，当日光灯正常点亮后，启动器不再起作用，作，当日光灯正常点亮后，启动器不再起作用，就是摘去了也不影响日光灯的发光就是摘去了也不影响日光灯的发光【答案答案】(1)断开的断开的(2)启动器的两电极启动器的两电极(3)高于高于(4)断开降压限流断开降压限流(5)避免产生电火花避免产生电火花变式训练变式训练如图如图228所示，日光灯主要由所示，日光灯主要由灯管、镇流器和启动器组成下列说法错误灯管、镇流器和启动器组成下列说法错误的是的是()图图228A镇流器产生的瞬间高压来源于启动器两触片镇流器产生的瞬间高压来源于启动器两触片接通再断开的瞬间接通再断开的瞬间B灯管点燃后，启动器中两个触片分离灯管点燃后，启动器中两个触片分离C灯管点燃后，灯管两端的电压等于电源电压灯管点燃后，灯管两端的电压等于电源电压220VD在日光灯正常工作时，镇流器起着降压限流在日光灯正常工作时，镇流器起着降压限流的作用的作用解析：解析：选选C.在日光灯正常工作时，镇流器起着降在日光灯正常工作时，镇流器起着降压限流的作用，因此灯管点燃后，灯管两端的电压限流的作用，因此灯管点燃后，灯管两端的电压小于电源电压压小于电源电压220V.知能优化训练知能优化训练本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束点此点此进入入课件目件目录按按ESC键退出全屏播放退出全屏播放谢谢使用谢谢使用