高中物理選修3-2自感_日光燈[1]課件

1、自感 日光燈一、自感現(xiàn)象 1、回顧：在做（右圖）的實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于線圈A中電流的變化，它產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生變化，引起了穿過線圈B磁通量的變化，在B中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)?；ジ小?思考：線圈A中電流的變化會(huì)引起線圈A中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)嗎？2、演示：一節(jié)干電池和變壓器相連，斷開電鍵。 自感現(xiàn)象：由于導(dǎo)體線圈本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫做自感現(xiàn)象。3、觀察兩個(gè)實(shí)驗(yàn)自感現(xiàn)象對(duì)電路的影響 為什么燈 立即亮 燈 要過會(huì)兒亮呢 AB,?通電自感BA再看一遍 為什么 燈 立即亮 燈 要過會(huì)兒亮呢 AB,?通電自感BA現(xiàn)象分析AB分析B燈S接通穿過線圈的電流I 增大穿過線圈的磁通量增大線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)B燈逐漸亮

2、流過B燈的電流隨時(shí)間怎樣變化？阻礙電流增大？分析B燈IBItABAB 線圈中出現(xiàn)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)只是阻礙了原電流的的變化，而非阻止，所以雖延緩了電流變化的進(jìn)程，但最終電流仍然達(dá)到最大值，B最終會(huì)正常發(fā)光。說明 為什么燈不是立即熄滅，而要閃亮一下才熄滅.斷電自感通過線圈的電流I 減小穿過圈的磁通量減小線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)燈逐漸熄滅流減小（補(bǔ)償）S斷開？ 1 感應(yīng)電流方向如何？ 2 原電流方向如何？OtI3 通過燈的電流怎樣變化？阻礙電(1 ) 通電自感：電流通過線圈時(shí)，線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，線圈因此具有磁場(chǎng)能，即剛通電時(shí)，電能首先要轉(zhuǎn)化為線圈磁場(chǎng)能，再轉(zhuǎn)化為B燈的電能，故B燈過一會(huì)兒才亮。從能量的角度分析自感

3、現(xiàn)象AB (2) 斷電自感：S斷開前，線圈中有電流，則線圈中有磁場(chǎng)能，S斷開后，線圈存有的磁場(chǎng)能通過燈釋放出來，使燈延遲熄滅。從能量的角度分析自感現(xiàn)象 在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)，用E表示。4.自感電動(dòng)勢(shì)自感電動(dòng)勢(shì)的作用總是阻礙原電流的變化，即延緩電流變化。自感電動(dòng)勢(shì)的方向結(jié)論增 反 減 同 導(dǎo)體電流增加時(shí)，阻礙電流增加，此時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電動(dòng)勢(shì)（原電流）方向相反；導(dǎo)體電流減小時(shí)阻礙電流減小，此時(shí)自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電動(dòng)勢(shì)（原電流）方向相同自感電動(dòng)勢(shì)的大小結(jié)論與電流的變化率成正比E=L5.自感系數(shù)L 公式E=L 中的比例恒量L叫自感系數(shù),簡(jiǎn)稱“自感”或“電感” 自感系數(shù)由線圈本身的

4、性質(zhì)決定，與線圈是否通電無關(guān)。 它跟線圈的形狀、長(zhǎng)短、匝數(shù)、有無鐵芯等因素有關(guān)，線圈越長(zhǎng)，單位長(zhǎng)度的匝數(shù)越多，截面積越大，自感系數(shù)就越大，有鐵芯時(shí)線圈的自感系數(shù)比沒有鐵芯時(shí)要大得多。特 別 提 醒自感系數(shù)的單位 在國(guó)際單位制中是亨利，簡(jiǎn)稱亨，符號(hào)是H。 常用的單位還有豪亨（mH)和微亨（H）1H=103 mH=106 H 如果通過線圈的電流在1秒內(nèi)改變1安培時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)是1伏特，這個(gè)線圈的自感系數(shù)就是1亨利。6.自感現(xiàn)象的應(yīng)用日光燈的自感現(xiàn)象感應(yīng)圈利用自感現(xiàn)象來產(chǎn)生高壓。應(yīng)用：汽車發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火器煤氣灶電子點(diǎn)火器小功率高壓產(chǎn)生器自感現(xiàn)象的其它應(yīng)用交流電路電磁波發(fā)射與接收電焊自感現(xiàn)象的防止自感現(xiàn)

5、象也有有害的一面 大型電動(dòng)機(jī)的定子繞組自感系數(shù)很大，電流很大，開關(guān)斷開時(shí)會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)，使開關(guān)周圍空氣電離，形成電弧火花。會(huì)燒壞開關(guān)，對(duì)人造成傷害。采用特制開關(guān)。開關(guān)放在絕緣性能好的油中。 工作中的家用電器拔下或拔動(dòng)插頭時(shí)也常會(huì)見到電火花，這也是自感現(xiàn)象引起的。懷疑有易爆易燃?xì)怏w泄漏場(chǎng)所，不可開關(guān)電源。如圖所示，由于兩根平行導(dǎo)線中的電流方向相反，它們的磁場(chǎng)可以互相抵消，從而可以使自感現(xiàn)象的影響減弱到可以忽略的程度。雙線繞法消除自感現(xiàn)象 實(shí)例例題1 如圖所示，L為一個(gè)純電感線圈（直流電阻為零），A為一個(gè)燈泡，下列說法正確的是：（ ）A開關(guān)S接通瞬間無電流通過燈泡B開關(guān)S接通后，電路穩(wěn)定時(shí)

6、，無電流通過燈泡C開關(guān)S斷開瞬間無電流通過燈泡D開關(guān)S接通瞬間及接通穩(wěn)定后，燈泡有由a到b的電流，而在開關(guān)S斷開瞬間，燈泡中有從b到a的電流過程分析LabALab接通瞬間接通穩(wěn)定斷 開再看一遍返回題目Lab接通瞬間接通穩(wěn)定斷 開返回題目例題1 如圖所示，L為一個(gè)純電感線圈（直流電阻為零），A為一個(gè)燈泡，下列說法正確的是：（ ）A開關(guān)S接通瞬間無電流通過燈泡B開關(guān)S接通后，電路穩(wěn)定時(shí)，無電流通過燈泡C開關(guān)S斷開瞬間無電流通過燈泡D開關(guān)S接通瞬間及接通穩(wěn)定后，燈泡有由a到b的電流，而在開關(guān)S斷開瞬間，燈泡中有從b到a的電流LabB 如圖所示，線圈的直流電阻為10,燈泡電阻R=20 ,線圈的自感系數(shù)

7、很大,電源的電動(dòng)勢(shì)6V，內(nèi)阻不計(jì),則在閉合S的瞬間，通過L的電流為 A,通過燈的電流為 A;S閉合后電路中的電流穩(wěn)定時(shí)斷開S的瞬間,通過燈的電流為 A，方向與原電流方向 。 例題2L、燈泡亮暗程度如何變化？、若燈炮的電阻，燈的亮暗程度如何變化？3、燈在什么條件下會(huì)閃亮一下？00.30.6相反課堂小結(jié)自感現(xiàn)象自感電動(dòng)勢(shì)E作用：總是阻礙電流變化自感系數(shù)L影響因素:線圈的形狀、長(zhǎng)短、匝數(shù)、有無鐵芯等單位：亨、毫亨、微亨自感現(xiàn)象的防治和利用大小:E=LI/t自感現(xiàn)象i1i2-i1-i2iOtt1Ai1i2-i1-i2iOtt1Bti1i2-i1-i2iOt1Ci1i2-i1-i2iOtt1DSi1i2

8、AL 如右圖所示電路中,S閉合時(shí),此時(shí)流過線圈L的電流為i1,流過燈泡A的電流為i2,且i1i2.在t1時(shí)刻將S斷開,那么流過燈泡的電流隨時(shí)間變化的圖象是下圖中的哪一個(gè)( )練習(xí)1D二、 日光燈一、組成：主要由燈管、鎮(zhèn)流器、起動(dòng)器組成 2、鎮(zhèn)流器 鎮(zhèn)流器是一個(gè)帶鐵芯的線圈，自感系數(shù)很大。 1、日光燈管兩端有燈絲，內(nèi)涂有熒光粉，充有微量的氬和汞蒸汽。3、起動(dòng)器主要是一個(gè)充有氖氣的小氖泡，里面裝有兩個(gè)電極，一個(gè)是靜觸片，一個(gè)是由兩個(gè)膨脹系數(shù)不同的金屬制成的U型動(dòng)觸片。 日光燈管的結(jié)構(gòu)及各部分的作用熒光粉發(fā)出可見光受到紫外線照射時(shí)在高壓下導(dǎo)電發(fā)出紫外線兩端燈絲給氣體加熱 并給氣體加上高電壓鎮(zhèn)流器結(jié)構(gòu)

9、和作用：?jiǎn)?dòng)時(shí)提供瞬時(shí)高壓 正常工作時(shí)降壓限流啟動(dòng)器組成和作用：起到一個(gè)開關(guān)的作用氖泡電容器能使動(dòng)靜觸片不產(chǎn)生電火花保護(hù)觸點(diǎn)工作過程 在電路突然斷開的瞬間，由于鎮(zhèn)流器電流急劇減小，會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)，方向與電源電動(dòng)勢(shì)方向相同，這個(gè)自感電動(dòng)勢(shì)與電源電壓加在一起，形成一個(gè)瞬時(shí)高壓，加在燈管中的氣體開始放電，于是日光燈成為電流的通路開始發(fā)光。1日光燈的點(diǎn)燃過程： 閉合開關(guān)，電壓加在啟動(dòng)器兩極間，氖氣放電發(fā)出輝光，產(chǎn)生的熱量使U型動(dòng)觸片膨脹伸長(zhǎng)，跟靜觸片接觸使電路接通。燈絲和鎮(zhèn)流器中有電流通過。 電路接通后，啟動(dòng)器中的氖氣停止放電，U型片冷卻收縮，兩個(gè)觸片分離，電路自動(dòng)斷開。 2日光燈正常發(fā)光：

10、日光燈開始發(fā)光后，由于交變電流通過鎮(zhèn)流器線圈，線圈中會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，它總是阻礙電流變化的，這時(shí)的鎮(zhèn)流器起著降壓限流的作用，保證日光燈正常發(fā)光。 總結(jié)：鎮(zhèn)流器在啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)高壓，在正常工作時(shí)起降壓限流的作用。啟動(dòng)器起自動(dòng)開關(guān)的作用。關(guān)于日光燈正常發(fā)光原理例1 如圖所示是日光燈的構(gòu)造示意圖若按圖示的電路連接，關(guān)于日光燈發(fā)光的情況，下列敘述中正確的是( )（A） 接通S1,斷開S2,S3，日光燈就能正常發(fā)光 （B） 接通S1,S2,斷開S3，日光燈就能正常發(fā)光（C） 斷開S3，接通S1,S2 后,再斷開S2 ，日光燈就能正常發(fā)光（D）當(dāng)日光燈正常發(fā)光后，再接通S3 ，日光燈仍能正常發(fā)光C例題2.在日光燈的連接線路中,關(guān)于起動(dòng)器的作用,以下說法正確的是 A.日光燈起動(dòng)時(shí),為燈管提供瞬時(shí)高壓