通用版2018_2019版高中物理第1章电磁感应与现代生活1.5自感现象与日光灯学案沪科版选修3_

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1、1.5　自感现象与日光灯[目标定位]1.能分析通电自感和断电自感现象.2.能写出自感电动势的表达式，知道自感系数的决定因素.3.了解自感现象中的能量转化.4.了解日光灯的组成以及起辉器和镇流器的工作原理.一、日光灯电路按图1所示电路连接日光灯电路，闭合开关，观察日光灯的发光过程，简单叙述其工作原理.图1答案　(1)闭合开关，电源把电压加在起辉器的两极，起辉器内氖气放电产生热量从而使起辉器内双金属片接触，电路导通.(2)电路接通后，起辉器中氖气停止放电，温度降低，双金属片分离，瞬间切断的电流使镇流器产生瞬时高压，使灯管内气体导电而发光.(3

2、)日光灯正常发光时，镇流器起降压限流作用，保证日光灯正常工作.[要点总结]1.日光灯电路包括日光灯管、镇流器、起辉器、开关、导线等.2.起辉器的作用为自动开关.73.镇流器是一个带铁心的多匝线圈，在启动时提供瞬时高压，点燃灯管之后起到降压限流的作用.例1　若将图2甲中起辉器换为开关S1，并给镇流器并联一个开关S2，如图乙所示，则下列叙述正确的是(　　)图2A.只把S3接通，日光灯就能正常发光B.把S3、S1接通后，S2不接通，日光灯就能正常发光C.S2不接通，接通S3、S1后，再断开S1，日光灯就能正常发光D.当日光灯正常发光后，再接通S

3、2，日光灯仍能正常发光答案　C解析　一般日光灯启动的瞬间把电源、灯丝、镇流器接通后自动断开，靠镇流器产生瞬时高压，使灯管内气体导电，所以启动时既要使题图乙中S3闭合，又要使S1瞬间闭合再断开，A、B错，C对.正常工作时镇流器起降压限流作用，若把题图乙中S2闭合，则镇流器失去作用，日光灯不能正常工作，D错.二、自感现象1.通电自感：如图3，先闭合S，调节R2，使A1、A2的亮度相同，再调节R1使A1、A2正常发光，再断开S，再次闭合.根据楞次定律分析现象，观察两只灯泡在电路接通的瞬间发光情况有什么不同？图3答案　现象：灯泡A2立即发光，灯泡

4、A1逐渐亮起来.原因：电路接通时，电流由零开始增加，穿过线圈L的磁通量逐渐增加，为了阻碍磁通量的增加，感应电流产生的磁通量与原来电流产生的磁通量方向相反，则线圈中感应电动势的方向与原来的电流方向相反，阻碍了L中电流的增加，即推迟了电流达到稳定值的时间.2.断电自感：如图4所示，先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关.7图4(1)开关断开前后，流过灯泡的电流方向各怎样？(2)在断开过程中，有时灯泡闪亮一下再熄灭，有时灯泡只会缓慢变暗直至熄灭，请分析上述两种现象的原因是什么？答案　(1)S闭合时，灯泡A中电流向左，S断开瞬间，灯泡A中电流方向向右

5、，所以开关S断开前后，流过灯泡的电流方向相反.(2)在电源断开后灯泡又闪亮一下的原因是灯泡断电后自感线圈中产生的感应电流比原线圈中的电流大.要想使灯泡闪亮一下再熄灭，就必须使自感线圈的电阻小于与之并联的灯泡电阻.而当线圈电阻大于或等于灯泡电阻时，灯泡只会延迟一段时间再熄灭.[要点总结]1.自感现象：由于通过导体本身的的电流发生变化时，在线圈中引起的电磁感应现象.2.自感电动势：自感现象中产生的感应电动势.3.当线圈中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当线圈中电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同.4.自感电动势总是阻碍

6、线圈中电流的变化，但不能阻止线圈中电流的变化.对通电自感和断电自感现象的分析(1)通电瞬间自感电动势阻碍电流的增加，与线圈串联的灯泡在通电后会逐渐变亮，直到稳定.通电瞬间自感线圈处相当于断路，电流稳定时自感线圈相当于导体.(2)断电时自感线圈处相当于电源，若断电前，自感线圈电流大小IL大于灯泡的电流IA则灯会闪亮一下再熄灭；若断电前自感线圈中的电流IL小于或等于灯泡中的电流IA则灯泡不会闪亮，而是逐渐熄灭.要注意断电前后通过灯泡的电流方向是否变化.例2　如图5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

7、，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5A.闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些7B.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闪亮后才慢慢熄灭答案　D解析　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，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，A、B错误；当S断开的瞬间，线圈产生自感电动势

8、，两灯组成的串联电路中，电流从线圈中电流开始减小，即从IA减小，故LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭，C错误，D正确.1.分析通电自感需抓住三点：(1)通电瞬间自感线圈处相当于断路；(2)电流