2013高二物理課件第16章第五節(jié)第六節(jié).ppt

第五節(jié) 自感現(xiàn)象 第六節(jié) 日光燈原理,核心要點突破,課堂互動講練,知能優(yōu)化訓練,第五節(jié)第六節(jié),課前自主學案,目標概覽,目標概覽,學習目標：1.知道什么是互感現(xiàn)象和自感現(xiàn)象 2知道互感現(xiàn)象和自感現(xiàn)象的利與弊，以及對它們的利用和防止 3了解自感系數(shù)和自感電動勢公式，知道自感系數(shù)的意義和決定因素及單位 4知道普通日光燈的組成和電路圖 5知道啟動器和鎮(zhèn)流器的構造和工作原理 重點難點：1.自感現(xiàn)象的應用 2對自感現(xiàn)象及自感系數(shù)、自感電動勢的理解 3日光燈的工作原理,課前自主學案,一、自感 1自感現(xiàn)象：由于導體本身的_而產(chǎn)生的電磁感應現(xiàn)象 2自感電動勢：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應電動勢叫自感電動勢自感電動勢的大小取決于_ _ 3自感系數(shù)L (1)大?。壕€圈的長度越長、線圈的面積_，單位長度上的匝數(shù)_，線圈的自感系數(shù)越大；線圈有鐵芯比無鐵芯時自感系數(shù)_ (2)單位：_(符號H)，1H103mH106H.,電流發(fā)生變化,電流變化的快慢和自感系數(shù),越大,越多,大,亨利,二、日光燈 圖1651 1日光燈電路：如圖1651，主要由燈管、_、_組成日光燈管點燃時，電壓比220 V電壓高，工作時電壓_220 V.,鎮(zhèn)流器,啟動器,小于,2啟動器 (1)構造：靜觸片、用_制成的U形動觸片、還有一個電容器作為附件與小氖泡并聯(lián) (2)作用：使電路短暫接通再將_ 3鎮(zhèn)流器的作用 在啟動器短暫接通電路再將電路斷開的瞬間，鎮(zhèn)流器中的電流急劇_，產(chǎn)生很高的_這個自感電動勢的方向與原來電源的電壓方向_，它們合在一起，形成一個_，加在燈管兩端，使燈管中的氣體放電，于是燈管成為電流的通路，開始發(fā)光 日光燈正常發(fā)光時，鎮(zhèn)流器起著_的作用，保證日光燈的正常工作,雙金屬片,電路斷開,減小,自感電動勢,相同,瞬時高壓,降壓限流,核心要點突破,一、對自感現(xiàn)象的進一步理解 1自感電動勢 (1)產(chǎn)生的原因：通過線圈的電流發(fā)生變化，導致穿過線圈的磁通量發(fā)生變化，因而在原線圈上產(chǎn)生感應電動勢 (2)作用：阻礙原電流的變化，而不是阻止，電流仍在變化，只是使原電流的變化時間變長 (3)方向：當原電流增大時，自感電動勢方向與原電流方向相反；當原電流減小時，自感電動勢方向與原電流方向相同,2自感現(xiàn)象的分析思路 (1)明確電流情況：按照直流電路的分析方法，判斷由于開關閉合，變阻器調節(jié)等導致線圈中的電流增大還是減小 . (2)分析線圈對電流的阻礙：線圈中電流增強時(如通電)，由于自感電動勢方向與原電流方向相反，阻礙增加，電流逐漸增大；線圈中電流減小時(如斷電)，由于自感電動勢方向與原電流方向相同，阻礙減小，線圈中電流方向不變，電流逐漸減小 (3)分析最后的穩(wěn)定狀態(tài)：常出現(xiàn)在電路中有線圈和燈泡串聯(lián)、線圈和燈泡并聯(lián)兩種形式，現(xiàn)分別分析如下：,二、日光燈的工作原理 1日光燈的啟動 日光燈的工作電路圖如圖1651所示，當開關閉合后，電源電壓加在啟動器兩極之間由于兩極間距離較近，使氖氣放電而發(fā)出輝光輝光產(chǎn)生的熱量使U形動觸片膨脹伸長跟靜觸片接觸而將電路接通，燈管燈絲因有電流通過發(fā)熱對燈管中的汞蒸氣預熱，與此同時，啟動器中的氖氣停止放電，,U形動觸片冷卻收縮而與靜觸片分開，電路斷開，這一瞬間電流的變化，使鎮(zhèn)流器中線圈因電流急劇減少而產(chǎn)生很高的自感電動勢，這個自感電動勢與原電壓加在一起，使燈管兩端產(chǎn)生瞬間高壓，使汞蒸氣變成離子而導電，日光燈管被點燃而發(fā)光,2日光燈的工作 日光燈管點燃后，電阻小，要求電流小，且日光燈管是用交流電源(大小與方向都隨時間變化的電流)供電此時鎮(zhèn)流器產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流的變化，從而鎮(zhèn)流器在燈管正常發(fā)光時起到降壓限流的作用，保證日光燈管的正常工作 日光燈由于靠離子導電，電阻很小，故電流的熱效應小，這樣日光燈能節(jié)省電能,課堂互動講練,關于線圈的自感系數(shù)，下面說法正確的是( ) A線圈中產(chǎn)生的自感電動勢越大，線圈的自感系數(shù)一定越大 B線圈中電流變化越快，自感系數(shù)越大 C線圈中的電流為零，自感系數(shù)也為零 D線圈的自感系數(shù)是由線圈本身的幾何尺寸及鐵芯情況決定的,【解析】 自感系數(shù)是線圈本身的固有屬性，只決定于線圈的長短、粗細、匝數(shù)、有無鐵芯等自身因素，而與電流變化快慢等外部因素無關，所以選D. 【答案】 D 【點評】 注意自感系數(shù)與自感電動勢的區(qū)別與聯(lián)系,變式訓練1 在電磁感應現(xiàn)象中，下列說法正確的是( ) A感應電流的磁場總是阻礙原來磁場的變化 B自感電動勢的方向總是與原電流方向相反 C穿過閉合電路的磁通量越大，電路中的感應電流也越大 D穿過回路的磁通量變化越快，電路中的感應電動勢也越大 答案：AD,在圖1652所示的電路中，線圈L的自感系數(shù)很大，且其電阻可以忽略不計D1和D2是兩個完全相同的小燈泡，在開關S閉合和斷開的過程中(燈絲不會斷)，D1和D2的亮度變化情況是( ),圖1652,AS閉合，D1很亮且亮度不變，D2亮度逐漸增加，最后兩燈一樣亮；S斷開后，D2立即熄滅，D1漸亮 BS閉合，D1不亮，D2很亮；S斷開，D1和D2都立即不亮 CS閉合，D1、D2同時亮，而后D1熄滅，D2亮度不變；S斷開，D2立即熄滅，D1亮一下后才滅 DS閉合，D1、D2同時亮，而后D1逐漸熄滅，D2則逐漸變得更亮；S斷開，D2立即熄滅，D1亮一下后才滅,【解析】 當S閉合，L的自感系數(shù)很大，對電流的阻礙作用較大電源輸出電流的通道是D1和D2串聯(lián)后與電源相連，故D1和D2同時亮，隨著通過L的電流增大，L的直流電阻不計，L的分流作用增大，D1中的電流逐漸減小為零由于總電阻變小，總電流變大，D2中的電流增大，燈變得更亮；當S斷開，D2中無電流，立即熄滅而電感L將要維持它的電流不變，因L與D1組成回路，D1將亮一下后再滅，故選項D正確 【答案】 D,變式訓練2 圖1653 如圖1653所示，電路中L為一電感線圈，ab支路和cd支路電阻相等，則( ) A合上開關S時，電流表A1的示數(shù)小于電流表A2的示數(shù) B合上開關S時，電流表A1的示數(shù)等于電流表A2的示數(shù),C斷開開關S時，電流表A1的示數(shù)大于電流表A2的示數(shù) D斷開開關S時，電流表A1的示數(shù)等于電流表A2的示數(shù) 解析：選AD.電路接通時，ab支路有電感線圈L，由于電流要增加，產(chǎn)生的自感電動勢阻礙其電流的增加，因此其電流增加緩慢，電流表A1的示數(shù)小于電流表A2的示數(shù)斷電瞬間，電感線圈L電流減弱，產(chǎn)生的自感電動勢阻礙電流的減弱，可以維持一段時間的電流，通過電阻R和電流表A2構成回路，這時電流表A1、A2示數(shù)相同,如圖1654所示的電路中，兩個相同的電流表，零刻點在刻度盤的中央當電流從“”接線柱流入時，指針向右擺；當電流從“”接線柱流入時，指針向左擺在電路接通且穩(wěn)定時再斷開開關的瞬間，下列說法正確的是( ),圖1654,AG1指針向右擺，G2指針向左擺 BG1指針向左擺，G2指針向右擺 C兩指針都向右擺 D兩指針都向左擺,【解析】 電路接通且穩(wěn)定時，兩支路均有自左向右的電流當開關斷開的瞬間，無自感線圈的支路則沒有自感電流產(chǎn)生有自感線圈的支路產(chǎn)生阻礙原電流變化的自感電流，且這一自感電流將通過能與它形成回路的各支路此題中開關斷開的瞬間，電路電流減小，故L將產(chǎn)生自左至右的自感電流以阻礙原電流變化且此時開關斷開，L所在支路只能與R所在支路串聯(lián)形成回路，則自感電流自右至左流經(jīng)R所在支路故選A.,【答案】 A 【點評】 在通電自感中，線圈中的電流方向由電源決定，在斷電自感中，線圈中的電流方向與原電流方向相同,變式訓練3 圖1655 (2010年高考江蘇卷)如圖1655所示的電路中，電源的電動勢為E，內阻為r，電感L的電阻不計，電阻R的阻值大于燈泡D的阻值在t0時刻閉合開關S，經(jīng)過一段時間后，在tt1時刻斷開S.下列表示A、B兩點間電壓UAB隨時間t變化的圖象中，正確的是( ),圖1656 解析：選B.由于自感現(xiàn)象，t0時刻UAB較大，隨時間推移UAB減小；斷開S，L中的電流方向不變，大小減小，經(jīng)過L、R、D形成回路，故UAB方向改變，逐漸減小至0.故B正確,如圖1657所示，日光燈主要由燈管、鎮(zhèn)流器和啟動器組成下列說法正確的是( ),圖1657,A鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的瞬時高壓來源于啟動器兩觸片接通再斷開的瞬間 B燈管點燃后，啟動器中兩個觸片分離 C燈管點燃后，燈管兩端的電壓等于電源電壓220 V D在日光燈正常工作時，鎮(zhèn)流器和啟動器都不再起作用,【自主解答】 在啟動器斷開的瞬間，通過鎮(zhèn)流器的電流急劇減小，鎮(zhèn)流器中產(chǎn)生瞬時高壓，A正確當燈管內氣體放電開始發(fā)光后，動靜觸片間電壓不足以使氖氣放電產(chǎn)生熱量使雙金屬片受熱膨脹而接觸，因此動靜觸片是分離的