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(diǎn)突破,課堂互動(dòng)講練,知能優(yōu)化訓(xùn)練,第五節(jié)第六節(jié),課前自主學(xué)案,目標(biāo)概覽,目標(biāo)概覽,學(xué)習(xí)目標(biāo)：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(duì)它們的利用和防止 3了解自感系數(shù)和自感電動(dòng)勢(shì)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(dòng)器和鎮(zhèn)流器的構(gòu)造和工作原理 重點(diǎn)難點(diǎn)：1.自感現(xiàn)象的應(yīng)用 2對(duì)自感現(xiàn)象及自感系數(shù)、自感電動(dòng)勢(shì)的理解 3日光燈的工作原理,課前自主學(xué)案,一、自感 1自感現(xiàn)象：由于導(dǎo)體本身的_而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象 2自感電動(dòng)勢(shì)：在自感現(xiàn)象中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)叫自感電動(dòng)勢(shì)自感電動(dòng)勢(shì)的大小取決于_ _ 3自感系數(shù)L (1)大小：線圈的長(zhǎng)度越長(zhǎng)、線圈的面積_，單位長(zhǎng)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(shí)自感系數(shù)_ (2)單位：_(符號(hào)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(diǎn)燃時(shí)，電壓比220 V電壓高，工作時(shí)電壓_220 V.,鎮(zhèn)流器,啟動(dòng)器,小于,2啟動(dòng)器 (1)構(gòu)造：靜觸片、用_制成的U形動(dòng)觸片、還有一個(gè)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(dòng)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(gè)自感電動(dòng)勢(shì)的方向與原來電源的電壓方向_，它們合在一起，形成一個(gè)_，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(shí)，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(dòng)勢(shì),相同,瞬時(shí)高壓,降壓限流,核心要點(diǎn)突破,一、對(duì)自感現(xiàn)象的進(jìn)一步理解 1自感電動(dòng)勢(shì) (1)產(chǎn)生的原因：通過線圈的電流發(fā)生變化，導(dǎo)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(yīng)電動(dòng)勢(shì) (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(shí)間變長(zhǎng) (3)方向：當(dāng)原電流增大時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)方向與原電流方向相反；當(dāng)原電流減小時(shí)，自感電動(dòng)勢(shì)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(guān)閉合，變阻器調(diào)節(jié)等導(dǎo)致線圈中的電流增大還是減小 . (2)分析線圈對(duì)電流的阻礙：線圈中電流增強(qiáng)時(shí)(如通電)，由于自感電動(dòng)勢(shì)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(shí)(如斷電)，由于自感電動(dòng)勢(shì)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(dòng) 日光燈的工作電路圖如圖1651所示，當(dāng)開關(guān)閉合后，電源電壓加在啟動(dòng)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(dòng)觸片膨脹伸長(zhǎng)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(duì)燈管中的汞蒸氣預(yù)熱，與此同時(shí)，啟動(dòng)器中的氖氣停止放電，,U形動(dòng)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(dòng)勢(shì)，這個(gè)自感電動(dòng)勢(shì)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(dǎo)電，日光燈管被點(diǎn)燃而發(fā)光,2日光燈的工作 日光燈管點(diǎn)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(shí)間變化的電流)供電此時(shí)鎮(zhèn)流器產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，阻礙電流的變化，從而鎮(zhèn)流器在燈管正常發(fā)光時(shí)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(dǎo)電，電阻很小，故電流的熱效應(yīng)小，這樣日光燈能節(jié)省電能,課堂互動(dòng)講練,關(guān)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(dòng)勢(shì)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(zhǎng)短、粗細(xì)、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?zé)o關(guān)，所以選D. 【答案】 D 【點(diǎn)評(píng)】 注意自感系數(shù)與自感電動(dòng)勢(shì)的區(qū)別與聯(lián)系,變式訓(xùn)練1 在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，下列說法正確的是( ) A感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總是阻礙原來磁場(chǎng)的變化 B自感電動(dòng)勢(shì)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(yīng)電流也越大 D穿過回路的磁通量變化越快，電路中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(jì)D1和D2是兩個(gè)完全相同的小燈泡，在開關(guān)S閉合和斷開的過程中(燈絲不會(huì)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(shí)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(shí)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(dāng)S閉合，L的自感系數(shù)很大，對(duì)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(shí)亮，隨著通過L的電流增大，L的直流電阻不計(jì)，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(dāng)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(xiàng)D正確 【答案】 D,變式訓(xùn)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(guān)S時(shí)，電流表A1的示數(shù)小于電流表A2的示數(shù) B合上開關(guān)S時(shí)，電流表A1的示數(shù)等于電流表A2的示數(shù),C斷開開關(guān)S時(shí)，電流表A1的示數(shù)大于電流表A2的示數(shù) D斷開開關(guān)S時(shí)，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(shí)，ab支路有電感線圈L，由于電流要增加，產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)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(dòng)勢(shì)阻礙電流的減弱，可以維持一段時(shí)間的電流，通過電阻R和電流表A2構(gòu)成回路，這時(shí)電流表A1、A2示數(shù)相同,如圖1654所示的電路中，兩個(gè)相同的電流表，零刻點(diǎn)在刻度盤的中央當(dāng)電流從“”接線柱流入時(shí)，指針向右擺；當(dāng)電流從“”接線柱流入時(shí)，指針向左擺在電路接通且穩(wěn)定時(shí)再斷開開關(guān)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(shí)，兩支路均有自左向右的電流當(dāng)開關(guān)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(guān)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(shí)開關(guān)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(diǎn)評(píng)】 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(xùn)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(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，電感L的電阻不計(jì)，電阻R的阻值大于燈泡D的阻值在t0時(shí)刻閉合開關(guān)S，經(jīng)過一段時(shí)間后，在tt1時(shí)刻斷開S.下列表示A、B兩點(diǎn)間電壓UAB隨時(shí)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(shí)刻UAB較大，隨時(shí)間推移UAB減?。粩嚅_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(dòng)器組成下列說法正確的是( ),圖1657,A鎮(zhèn)流器產(chǎn)生的瞬時(shí)高壓來源于啟動(dòng)器兩觸片接通再斷開的瞬間 B燈管點(diǎn)燃后，啟動(dòng)器中兩個(gè)觸片分離 C燈管點(diǎn)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(shí)，鎮(zhèn)流器和啟動(dòng)器都不再起作用,【自主解答】 在啟動(dòng)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(shí)高壓，A正確當(dāng)燈管內(nèi)氣體放電開始發(fā)光后，動(dòng)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(dòng)靜觸片是分離的