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*,*,第六节 自感现象及其应用,11/16/2024,第六节 自感现象及其应用10/6/2023,1,课标定位,学习目标：,1.,能够通过电磁感应的有关规律分析自感现象,2,.,了解影响自感电动势大小的因素，知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量,3,.,了解自感现象，知道日光灯的构造及工作原理,重点难点：,1.,自感现象的原理,2,.,日光灯的工作原理,11/16/2024,课标定位学习目标：10/6/2023,2,第六节,核心要点突破,课堂互动讲练,知能优化训练,课前自主学案,课标定位,11/16/2024,第六节核心要点突破课堂互动讲练知能优化训练课前自主学案课标,3,课前自主学案,一、自感现象,1,自感：由于线圈本身的,_,发生变化而产生的电磁感应现象，叫做自感现象,2,实验探究,(1),实验一：通电自感实验,电流,11/16/2024,课前自主学案一、自感现象电流10/6/2023,4,实验装置,在图,1,6,1,所示的通电自感电路中，两灯泡,L,1,、,L,2,的规格完全相同根据灯泡,L,1,、,L,2,的亮度调节滑动变阻器,R,的电阻和线圈,L,的电阻相同，即：,R,R,L,.,这样两并联支路的电阻就完全相同,图,1,6,1,11/16/2024,实验装置图16110/6/2023,5,实验现象,在通电瞬间，与滑动变阻器,R,串联的灯泡,L,2,_,，而与线圈串联的灯泡,L,1,则,_,(,即其正常发光比,L,2,_,一段时间,),，最后两灯泡都正常发光,亮度相同,(2),实验二：断电自感实验,实验装置,图,1,6,2,逐渐变亮,滞后,立即变亮,11/16/2024,实验现象图162逐渐变亮滞后立即变亮10/6/2023,6,在图,1,6,2,所示的断电自感电路中，线圈,L,的电阻较小,(,线圈中有恒定电流时电阻值较小,),，目的是接通电路的灯泡正常发光时，通过线圈的电流,I,L,大于通过灯泡的电流,I,L,，即,I,L,I,L,.,实验现象,闭合开关,S,接通电路，调节,R,使灯泡,L,正常发光，达到稳定后，突然断开,S,时，发现灯泡,L,先_,_,一下，过一会儿才熄灭,闪亮,11/16/2024,在图162所示的断电自感电路中，线圈L的电阻较小(线圈中,7,(3),实验分析：两个实验电路有一个共同特点，当闭合开关或断开开关时，通过线圈的电流发生了,_.,由法拉第电磁感应定律可知，穿过线圈的磁通量发生了变化线圈中产生,_.,这个电动势总是,_,导体中原来电流的变化,3,自感电动势：在,_,中产生的感应电动势叫自感电动势,思考感悟：,互感现象和自感现象是否属于电磁感应现象，是否遵守楞次定律和法拉第电磁感应定律？,提示：,两者都属于电磁感应现象，所以都遵守楞次定律和法拉第电磁感应定律,变化,感应电动势,阻碍,自感现象,11/16/2024,(3)实验分析：两个实验电路有一个共同特点，当闭合开关或断开,8,二、自感系数,1,影响自感电动势大小的因素,(1),穿过线圈的磁通量变化的,_.,(2),线圈本身的特性,2,自感系数,自感系数是描述通电线圈_,_,的物理量，简称为自感或电感，用,L,表示,(1),大小：线圈的长度越,_,，线圈的截面积越,_,单位长度上匝数越,_,，线圈的自感系数越大，有铁芯的线圈比无铁芯时自感系数,_,得多,(2),单位：亨利,(,符号,H),，,1 H,10,3,mH,10,6,H,快慢,自身特性,长,多,大,大,11/16/2024,二、自感系数快慢自身特性长多大大10/6/2023,9,三、日光灯,1,日光灯的构造,(1),日光灯主要由灯管、,_,和,_,组成，灯管的组成如图,1,6,3,所示电路图如图,1,6,4,所示,镇流器,启动器,图,1,6,3,11/16/2024,三、日光灯镇流器启动器图16310/6/2023,10,图,1,6,4,(2),镇流器：镇流器是一个带铁芯的线圈，自感系数很大日光灯点燃时，利用自感现象产生,_,；日光灯正常发光时，利用自感现象,对灯管起到,_,作用,瞬时高压,降压限流,11/16/2024,图164(2)镇流器：镇流器是一个带铁芯的线圈，自感系数,11,(3),启动器：启动器的构造如图,1,6,5,所示，可利用氖气的辉光放电使动、静触片接通在日光灯电路中相当于一个自动开关,图,1,6,5,11/16/2024,(3)启动器：启动器的构造如图165所示，可利用氖气的辉,12,2,工作过程,(1),当开关闭合时，电源把电压加在启动器的两极之间，使氖气放电而发出辉光辉光产生的热量使,U,形动触片膨胀伸长，跟静触片接触而把电路接通，于是镇流器的线圈和灯管的灯丝中就有电流通过电路接通后，启动器中的氖气停止电,U,形动触片冷却收缩，两个触片分离，电路自动断开流过镇流器的电流急剧减小，会产生很高的_，方向与原来电压的方向_，形成瞬时高压加在灯管两端，使灯管中的气体开始放电，于是日光灯管成为电流的通路开始发光,自感电动势,相同,11/16/2024,2工作过程自感电动势相同10/6/2023,13,(2),日光灯正常发光时，由于使用的是交变电流，电流的大小和方向做周期性变化当交流电的大小增大时，镇流器上的自感电动势,_,原电流增大，自感电动势与原电压反向；当交流电的大小减小时,镇流器上的自感电动势,_,原电流减小，自感电动势与原电压同向，可见镇流器的自感电动势总是阻碍电流的变化，镇流器就起,_,的作用,阻碍,阻碍,降压限流,11/16/2024,(2)日光灯正常发光时，由于使用的是交变电流，电流的大小和方,14,核心要点突破,一、自感现象的理解,1,对自感现象的理解：自感现象是一种电磁感应现象，遵从法拉第电磁感应定律和楞次定律,2,对自感电动势的理解,(1),产生原因,通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈的磁通量发生变化，因而在原线圈上产生感应电动势,11/16/2024,核心要点突破一、自感现象的理解10/6/2023,15,(2),自感电动势的方向,当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同,(,增反减同,),(3),自感电动势的作用,阻碍原电流的变化，而不是阻止，电流仍在变化，只是使原电流的变化时间变长，即总是起着推迟电流变化的作用,11/16/2024,(2)自感电动势的方向10/6/2023,16,3,对电感线圈阻碍作用的理解,(1),两种阻碍作用产生的原因不同,线圈对稳定电流的阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻决定的，对稳定电流阻碍作用的产生原因是金属对定向运动电子的阻碍作用，具体可用金属导电理论理解,线圈对变化电流的阻碍作用是由线圈的自感现象引起的，当通过线圈中的电流变化时，穿过线圈的磁通量发生变化，产生自感电动势，根据楞次定律知，当线圈中的电流增加时，线圈中的自感电动势与原电流方向相反，阻碍电流的增加，,11/16/2024,3对电感线圈阻碍作用的理解10/6/2023,17,如图,1,6,6,甲所示当线圈中的电流减小时，线圈中的自感电动势与原电流方向相同，阻碍电流减小,(,图乙,),图,1,6,6,11/16/2024,如图166甲所示当线圈中的电流减小时，线圈中的自感电动,18,(2)两种阻碍作用产生的效果不同,在通电线圈中，电流稳定值为,E,/,R,L,，由此可知线圈的稳定态电阻决定了电流的稳定值,L,越大，电流由零增大到稳定值,I,0,的时间越长也就是说，线圈对变化电流的阻碍作用越大，电流变化的越慢总之，稳定态电阻决定了电流所能达到的稳定值，对变化电流的阻碍作用决定了要达到稳定值所需的时间,11/16/2024,(2)两种阻碍作用产生的效果不同10/6/2023,19,即时应用,(,即时突破，小试牛刀,),1,(,双选,),如图,1,6,7,图,1,6,7,11/16/2024,即时应用(即时突破，小试牛刀)图16710/6/202,20,所示的电路中，电源电动势为,E,，内阻,r,不能忽略,R,1,和,R,2,是两个定值电阻，,L,是一个自感系数较大的线圈开关,S,原来是断开的，从闭合开关,S,到电路中电流达到稳定为止的时间内，通过,R,1,的电流,I,1,和通过,R,2,的电流,I,2,的变化情况是,(,),A,I,1,开始较大而后逐渐变小,B,I,1,开始很小而后逐渐变大,C,I,2,开始很小而后逐渐变大,D,I,2,开始较大而后逐渐变小,11/16/2024,所示的电路中，电源电动势为E，内阻r不能忽略R1和R2是两,21,解析：,选,AC.,闭合开关,S,时，由于,L,是一个自感系数较大的线圈，产生反向的自感电动势阻碍电流的变化，所以开始,I,2,很小，随着电流达到稳定，自感作用减小，,I,2,开始逐渐变大闭合开关,S,时，由于线圈阻碍作用很大，路端电压较大，随着自感作用减小，路端电压减小，所以,R,1,上的电压逐渐减小，电流逐渐减小，故,A,、,C,正确,11/16/2024,解析：选AC.闭合开关S时，由于L是一个自感系数较大的线圈，,22,二、自感现象的分析思路,1,明确通过自感线圈的电流的变化情况,(,增大还是减小,),2,判断自感电动势方向，电流增强时,(,如通电,),，自感电动势方向与电流方向相反；电流减小时,(,如断电,),，自感电动势方向与电流方向相同,3,分析线圈中电流变化情况，电流增强时,(,如通电,),，由于自感电动势方向与原电流方向相反，阻碍增加，电流逐渐增大；电流减小时,(,如断电,),，由于自感电动势方向与原电流方向相同，阻碍减小，线圈中电流方向不变，电流逐渐减小,11/16/2024,二、自感现象的分析思路10/6/2023,23,4,明确电路中元件与自感线圈的连接方式，若元件与自感线圈串联，元件中的电流与线圈中电流有相同的变化规律；若元件与自感线圈并联，元件上的电压与线圈上的电压有相同的变化规律；若元件与自感线圈构成临时回路，元件成为自感线圈的临时外电路，元件中的电流大小与线圈中电流大小有相同的变化规律,11/16/2024,4明确电路中元件与自感线圈的连接方式，若元件与自感线圈串联,24,5,分析阻碍的结果，具体见下表,与线圈串联的灯泡,与线圈并联的灯泡,电路图,11/16/2024,5分析阻碍的结果，具体见下表与线圈串联的灯泡与线圈并联的灯,25,与线圈串联的灯泡,与线圈并联的灯泡,通电时,电流逐渐增大，灯泡逐渐变亮,电流突然变大，然后逐渐减小达到稳定,断电时,电流逐渐减小,灯泡逐渐变暗,电流方向不变,电路中稳定电流为,I,1,、,I,2,若,I,2,I,1,，灯泡逐渐变暗；,若,I,2,I,1,，灯泡闪亮后逐渐变暗,两种情况灯泡电流方向均改变,11/16/2024,与线圈串联的灯泡与线圈并联的灯泡通电时电流逐渐增大，灯泡逐渐,26,特别提醒：,电流减小时，自感线圈中电流大小一定小于原先所通电流大小，自感电动势可能大于原电源电动势,11/16/2024,特别提醒：电流减小时，自感线圈中电流大小一定小于原先所通电流,27,即时应用,(,即时突破，小试牛刀,),2.,(,单选,),如图,1,6,8,所示电路中，,图,1,6,8,11/16/2024,即时应用(即时突破，小试牛刀)图16810/6/202,28,A,，,B,是两个相同的灯泡，,L,是一个带铁芯的线圈，电阻可不计调节,R,，电流稳定时两灯都正常发光，则在开关合上和断开时,(,),A,两灯同时亮、同时熄灭,B,合上,S,时，,B,灯比,A,灯先到达正常发光状态,C,断开,S,时，,A,、,B,两灯都不会立即熄灭，通过,A,、,B,两灯的电流方向都与原电流方向相同,D,断开,S,时，,A,灯会突然闪亮一下后再熄灭,11/16/2024,A，B是两个相同的灯泡，L是一个带铁芯的线圈，电阻可不计调,29,解析：,选,B.,本题考查自感电动势的作用合上,S,时,B,灯立即正常发光，,A,灯支路中，由于,L,产生的自感电动势阻碍电流增大，,A,灯将推迟一些时间才能达到正常发光状
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