高中物理 2.3 自感現(xiàn)象的應(yīng)用 魯科選修32

第3節(jié)自感現(xiàn)象的應(yīng)用..123.123練一練日光燈中鎮(zhèn)流器的作用有(

)A.啟動(dòng)器觸片接通時(shí),產(chǎn)生瞬時(shí)高壓B.工作時(shí),降壓、限流保證日光燈正常工作C.工作時(shí),使日光燈管的電壓穩(wěn)定在220VD.工作時(shí),不準(zhǔn)電流通過(guò)日光燈管解析:鎮(zhèn)流器在啟動(dòng)器觸片斷開時(shí),產(chǎn)生瞬時(shí)高壓,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在正常工作時(shí),鎮(zhèn)流器的作用是保證加在燈管兩端的電壓較小,保證燈管的正常工作,故選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。答案:B.1232.感應(yīng)圈(1)感應(yīng)圈的主要組成部分有:初級(jí)線圈、次級(jí)線圈、絕緣套、鐵芯、轉(zhuǎn)換開關(guān)、斷續(xù)器、電容器、放電器等。(2)作用:利用低壓直流電源獲取高電壓。.123練一練(多選)下列利用了感應(yīng)圈的是(

)A.煤氣灶電子點(diǎn)火裝置B.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火裝置C.物理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的小功率高壓電源D.自動(dòng)設(shè)備中的延時(shí)繼電器解析:煤氣灶電子點(diǎn)火裝置、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火裝置都是利用感應(yīng)圈產(chǎn)生的高壓電火花來(lái)完成點(diǎn)火工作的,選項(xiàng)A、B符合題意;物理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的小功率高壓電源是利用感應(yīng)圈通過(guò)低壓直流電源獲得高電壓,選項(xiàng)C符合題意;延時(shí)繼電器是利用線圈的電磁感應(yīng)來(lái)正常工作的,沒有用到感應(yīng)圈,選項(xiàng)D不符合題意。答案:ABC.1233.自感現(xiàn)象的其他應(yīng)用(1)其他應(yīng)用:在廣播電臺(tái)和電視臺(tái)的無(wú)線電設(shè)備中,用自感線圈和電容器組成振蕩電路來(lái)發(fā)射電磁波;在收音機(jī)和電視機(jī)中,同樣也用振蕩電路來(lái)接收電磁波。另外電焊機(jī)也利用了自感現(xiàn)象,使焊條與工件之間的空隙產(chǎn)生電弧火花,使工件局部熔化。(2)危害:在電路中,開關(guān)斷開時(shí)產(chǎn)生電弧火花,燒壞開關(guān)或造成安全隱患。.探究一探究二探究一日光燈的工作原理問題導(dǎo)引上課時(shí),老師拿來(lái)了一個(gè)如圖甲所示的老式日光燈的鎮(zhèn)流器,并用兩節(jié)干電池作電源,按圖乙所示連接好電路。接著,老師問誰(shuí)敢上來(lái)用手抓a、b兩個(gè)接線頭。膽大的李明心想:這有什么可怕的!兩節(jié)干電池串起來(lái),也不過(guò)是3V的電壓。于是他大膽地走上講臺(tái),按照老師的指點(diǎn),用兩手分別抓住a、b兩個(gè)接線頭。老師問他有什么感覺,李明笑著說(shuō):“什么感覺也沒有。”于是,老師斷開開關(guān)S,只聽見李明“哎喲”地尖叫了一聲,并立即松開手。那么,李明發(fā)出尖叫聲的原因是什么?鎮(zhèn)流器在日光燈電路中的作用是什么?.探究一探究二提示斷開開關(guān)S時(shí),鎮(zhèn)流器產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),并且電動(dòng)勢(shì)比較大,故李明有被電擊的感覺,于是便尖叫了一聲。鎮(zhèn)流器起降壓限流的作用。.探究一探究二名師精講1.日光燈工作分三個(gè)階段(1)開關(guān)閉合后,啟動(dòng)器動(dòng)觸片與靜觸片接觸,使燈絲和鎮(zhèn)流器線圈中有電流流過(guò),使燈絲預(yù)熱。(2)電路接通后,啟動(dòng)器中的氖氣停止放電,U形片冷卻收縮,兩個(gè)觸片分離,電路自動(dòng)斷開。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),方向與原來(lái)的電壓方向相同,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,加在燈管兩端,使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。(3)日光燈開始發(fā)光時(shí),由于交變電流通過(guò)鎮(zhèn)流器的線圈,線圈中就會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),它總是阻礙電流的變化,這時(shí)鎮(zhèn)流器起著降壓限流的作用,保證日光燈正常工作。.探究一探究二2.啟動(dòng)器其構(gòu)造如圖所示,它是一個(gè)與電容器并聯(lián)的充有氖氣的小玻璃泡,里面裝有兩個(gè)電極,一個(gè)固定不動(dòng)的靜觸片和一個(gè)用雙金屬片制成的U形動(dòng)觸片,它的作用是:當(dāng)開關(guān)閉合時(shí),電源把電壓加在啟動(dòng)器兩極之間,使氖氣放電發(fā)出輝光,輝光產(chǎn)生的熱量使U形動(dòng)觸片膨脹伸長(zhǎng)跟靜觸片接觸而把電路導(dǎo)通,于是鎮(zhèn)流器的線圈和燈管的燈絲中就有電流通過(guò),電路接通后,啟動(dòng)器中的氖氣停止放電,U形動(dòng)觸片冷卻收縮,兩個(gè)觸片分離,電路自動(dòng)斷開,在電路突然中斷瞬間,鎮(zhèn)流器線圈因自感產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)高壓,這個(gè)高壓和電源電壓加在燈管兩端使燈管中的水銀蒸氣開始放電導(dǎo)通,使日光燈發(fā)光。.探究一探究二3.鎮(zhèn)流器的作用由于日光燈使用的是交流電源,電流的大小和方向做周期性變化。當(dāng)電流增大時(shí),鎮(zhèn)流器上的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙原電流增大,自感電動(dòng)勢(shì)與原電壓反向;當(dāng)電流減小時(shí),鎮(zhèn)流器上的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙原電流減小,自感電動(dòng)勢(shì)與原電壓同向?？梢婃?zhèn)流器的自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙電流的變化,鎮(zhèn)流器起著降壓限流的作用。.探究一探究二例題1如圖所示,在日光燈工作原理中。(1)開關(guān)合上前,啟動(dòng)器的靜觸片和動(dòng)觸片是(填“接通的”或“斷開的”);

(2)開關(guān)剛合上時(shí),220V交流電壓加在之間,使氖泡發(fā)出輝光;

(3)日光燈啟動(dòng)瞬間,燈管兩端的電壓(填“高于”“等于”或“小于”)220V;

(4)日光燈正常發(fā)光時(shí),啟動(dòng)器的靜觸片和動(dòng)觸片(填“接通”或“斷開”),鎮(zhèn)流器起著的作用,保證日光燈正常工作;

(5)啟動(dòng)器中的電容器能,沒有電容器,啟動(dòng)器也能工作。

.探究一探究二解析:按原理圖接好日光燈電路后,當(dāng)開關(guān)閉合后,電源把電壓加在啟動(dòng)器的兩金屬觸片之間,使氖泡內(nèi)的氖氣放電發(fā)出輝光。輝光放電產(chǎn)生的熱量使U形動(dòng)觸片膨脹,跟靜觸片接觸把電路接通,于是鎮(zhèn)流器的線圈和燈管的燈絲中就有電流通過(guò),電路接通后,啟動(dòng)器中的氖氣停止放電,U形片冷卻后收縮恢復(fù)原狀,兩金屬片分離,電路斷開,由于鎮(zhèn)流器的自感作用,會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì),其方向與原電壓方向相同,很高的自感電動(dòng)勢(shì)加上原電源電壓加在燈管兩端,使管內(nèi)汞氣體導(dǎo)電,產(chǎn)生紫外線,激發(fā)熒光粉發(fā)光,燈管被點(diǎn)亮。日光燈使用的是正弦式交變電流,電流的大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化,在日光燈正常發(fā)光后,由于交變電流通過(guò)鎮(zhèn)流器的線圈,線圈中會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),它的作用總是阻礙電流的變化,這時(shí)的鎮(zhèn)流器就起到了降壓限流的作用,保證燈管在較低電壓下的正常工作。啟動(dòng)器中的電容器能使動(dòng)靜片脫離時(shí)避免產(chǎn)生電火花而燒毀啟動(dòng)器。沒有電容器,同樣能工作,當(dāng)日光燈正常點(diǎn)亮后,啟動(dòng)器不再起作用,就是摘去了也不影響日光燈的發(fā)光。.探究一探究二答案:(1)斷開的(2)啟動(dòng)器的兩電極(3)高于(4)斷開降壓限流(5)避免產(chǎn)生電火花反思對(duì)日光燈問題,要弄清日光燈的工作原理,搞清日光燈在預(yù)熱、啟動(dòng)、正常工作三個(gè)不同階段的電流通路及相關(guān)部件的作用。.變式訓(xùn)練(多選)在日光燈電路中接有啟動(dòng)器、鎮(zhèn)流器和日光燈管,下列說(shuō)法中正確的是(

)A.鎮(zhèn)流器在燈管啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)高壓,正常發(fā)光后起降壓限流的作用B.日光燈正常發(fā)光后,鎮(zhèn)流器、啟動(dòng)器都不能起作用C.日光燈正常發(fā)光后,啟動(dòng)器不再起作用,可以將啟動(dòng)器去掉D.日光燈正常發(fā)光后,使鎮(zhèn)流器短路,日光燈仍能正常發(fā)光,并能降低電能的消耗解析:鎮(zhèn)流器在日光燈啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生一個(gè)瞬時(shí)高壓,正常發(fā)光后起降壓限流的作用,故選項(xiàng)A正確;日光燈正常發(fā)光后,鎮(zhèn)流器仍有用,降壓限流,而啟動(dòng)器就不起作用了,可以將啟動(dòng)器去掉,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確;日光燈燈管電阻很小,電流不能太大,燈管發(fā)光后,由于通入了交流電,使線圈產(chǎn)生了自感作用,阻礙了電流的變化,鎮(zhèn)流器起降壓限流的作用,若使鎮(zhèn)流器短路,日光燈就不能正常工作了,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案:AC探究一探究二.探究一探究二探究二感應(yīng)圈的工作原理問題導(dǎo)引利用感應(yīng)圈可以由低電壓獲得高電壓,能否由小功率來(lái)獲得大功率?提示不能。根據(jù)能量守恒定律,感應(yīng)圈向外輸出的能量不可能大于輸入的能量,即輸出功率不可能大于輸入功率。.探究一探究二名師精講如圖所示,閉合開關(guān)S,低壓直流電源接通。開關(guān)S和彈簧片DK與原線圈L1構(gòu)成回路。此時(shí),鐵芯被磁化,吸引彈簧片DK,使L1斷路,瞬時(shí)無(wú)電流通過(guò),鐵芯失磁,彈簧片DK返回,L1回路再度接通。在這樣的反復(fù)過(guò)程中,L1中產(chǎn)生變化的電流。在通、斷的瞬間,由于原線圈中的電流迅速變化,L1的自感電動(dòng)勢(shì)會(huì)逐漸增至數(shù)百伏。副線圈L2的線圈匝數(shù)約為L(zhǎng)1的100倍,于是在副線圈L2的兩端感應(yīng)出數(shù)萬(wàn)伏的高壓。.探究一探究二例題2關(guān)于感應(yīng)圈,下列說(shuō)法不正確的是(

)A.感應(yīng)圈是利用自感現(xiàn)象來(lái)獲得高電壓的裝置B.在工程中,感應(yīng)圈可作為大功率高壓電源使用C.煤氣灶電子點(diǎn)火裝置,是利用感應(yīng)圈產(chǎn)生高電壓電火花來(lái)完成的D.感應(yīng)圈的主要構(gòu)造包括繞在鐵芯上的兩個(gè)絕緣線圈及繼電器等解析:感應(yīng)圈是利用自感現(xiàn)象,通過(guò)低壓直流電源來(lái)獲得高電壓的裝置,選項(xiàng)A正確;受直流電源提供電功率的限制,感應(yīng)圈不能作為大功率高壓電源作用,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;感應(yīng)圈的主要構(gòu)造包括兩個(gè)絕緣線圈和繼電器等,選項(xiàng)D正確;煤氣灶電子點(diǎn)火裝置是利用感應(yīng)圈產(chǎn)生的高電壓電火花來(lái)完成的,選項(xiàng)C正確。答案:B.探究一探究二反思解答此類問題,一方面要知道感應(yīng)圈的基本結(jié)構(gòu)及主要元件的作用,另一方面要準(zhǔn)確理解感應(yīng)圈的工作原理。.123451.(多選)關(guān)于日光燈電路的連接,下列說(shuō)法正確的是(

)A.啟動(dòng)器與燈管并聯(lián)B.鎮(zhèn)流器與燈管串聯(lián)C.啟動(dòng)器與鎮(zhèn)流器并聯(lián)D.啟動(dòng)器相當(dāng)于開關(guān)解析:根據(jù)日光燈工作原理知,啟動(dòng)器與燈管并聯(lián)、鎮(zhèn)流器與燈管串聯(lián),啟動(dòng)器起開關(guān)作用,選項(xiàng)A、B、D正確,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。答案:ABD.123452.關(guān)于日光燈啟動(dòng)器的下列說(shuō)法,正確的是(

)A.日光燈正常發(fā)光時(shí),啟動(dòng)器的靜觸片和動(dòng)觸片是接觸的B.工作時(shí),啟動(dòng)器起降壓、限流作用,保證日光燈正常工作C.日光燈正常發(fā)光時(shí),啟動(dòng)器兩端的電壓小于220VD.日光燈正常發(fā)光時(shí),電流流過(guò)啟動(dòng)器解析:日光燈正常發(fā)光時(shí),啟動(dòng)器的靜觸片和動(dòng)觸片是斷開的,此時(shí)啟動(dòng)器是不導(dǎo)電的,選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤;工作時(shí),鎮(zhèn)流器起降壓、限流作用,保證日光燈正常工作,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;日光燈正常發(fā)光時(shí),由于鎮(zhèn)流器的作用,加在燈管兩端的電壓小于220V,故選項(xiàng)C正確。答案:C.123453.如圖所示,S為啟動(dòng)器,L為鎮(zhèn)流器,其中日光燈的接線圖正確的是(

)解析:根據(jù)日光燈的工作原理,要想使日光燈發(fā)光,燈絲需要預(yù)熱發(fā)出電子,燈管兩端應(yīng)有瞬時(shí)高壓,這兩個(gè)條件缺一不可。當(dāng)動(dòng)、靜觸片分離后,選項(xiàng)B中燈管和電源斷開,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;選項(xiàng)C中鎮(zhèn)流器與燈管斷開,無(wú)法將瞬時(shí)高壓加在燈管兩端,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;選項(xiàng)D中燈絲左、右兩端分別被短接,無(wú)法預(yù)熱放出電子,不能使燈管氣體導(dǎo)電,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。只有選項(xiàng)A滿足發(fā)光條件。答案:A.123454.關(guān)于感應(yīng)圈的原理,下列說(shuō)法正確的是(

)A.感應(yīng)圈是利用低壓交流電獲得高電壓的B.感應(yīng)圈是利用低壓直流電源獲得低電壓的C.感應(yīng)圈是利用自感現(xiàn)象獲得高電壓的D.感應(yīng)圈是利用分壓器獲得高電壓的解析:感應(yīng)圈是利用低壓直流電源和自感現(xiàn)象獲得高電壓的。選項(xiàng)C正確。答案:C.123455.人類生活中對(duì)能源的可持續(xù)利用可以通過(guò)節(jié)能方式體現(xiàn),日光燈是最常用的節(jié)能照明工具,它的主要構(gòu)成有燈管、鎮(zhèn)流器、啟動(dòng)器。啟動(dòng)器的構(gòu)造如圖所示,為了便于日光燈工作,常在啟動(dòng)器兩端并上一個(gè)紙質(zhì)電容器C?，F(xiàn)有一盞日光燈總是出現(xiàn)燈管兩端亮而中間不亮,經(jīng)檢查,燈管是好的,電源電壓正常,鎮(zhèn)流器無(wú)故障,其原因可能是(

)A.啟動(dòng)器兩腳A、B與啟動(dòng)器座接觸不良B.電容器C斷路C.電容器C被擊穿而短路D.鎮(zhèn)流器自感系數(shù)L太大.12345解析:若啟動(dòng)器兩腳接觸不良,則電路斷路,燈管不發(fā)光,選項(xiàng)A不符合題意;由題意知鎮(zhèn)流器無(wú)故障,故選項(xiàng)D不符合題意;日光燈管兩端亮而中間不亮,說(shuō)明燈管兩端的燈絲處于通電狀態(tài),即啟動(dòng)器接通,但不能自動(dòng)斷開,說(shuō)明電容器C短路了,選項(xiàng)C符合題意。答案:C..9、靜夜四無(wú)鄰，荒居舊業(yè)貧。。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、雨中黃葉樹，燈下白頭人。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20238:24:17AM11、以我獨(dú)沈久，愧君相見頻。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、故人江海別，幾度隔山川。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、乍見翻疑夢(mèng)，相悲各問年。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、他鄉(xiāng)生白發(fā)，舊國(guó)見青山。。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、比不了得就不比，得不到的就不要。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、行動(dòng)出成果，工作出財(cái)富。。2023/2/32023/2/303February202317、做前，能夠環(huán)視四周；做時(shí)，你只能或者最好沿著以腳為起點(diǎn)的射線向前。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、沒有失敗，只有暫時(shí)停止成功！。2023/2/32023/2/3Friday,February3,202310、很多事情努力了未必有結(jié)果，但是不努力卻什么改變也沒有。。2023/2/32023/2/32023/2/32/3/20238:24:17AM11、成功就是日復(fù)一日那一點(diǎn)點(diǎn)小小努力的積累。。2023/2/32023/2/32023/2/3Feb-2303-Feb-2312、世間成事，不求其絕對(duì)圓滿，留一份不足，可得無(wú)限完美。。2023/2/32023/2/32023/2/3Friday,February3,202313、不知香積寺，數(shù)里入云峰。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/32/3/202314、意志堅(jiān)強(qiáng)的人能把世界放在手中像泥塊一樣任意揉捏。03二月20232023/2/32023/2/32023/2/315、楚塞三湘接，荊門九派通。。。二月232023/2/32023/2/32023/2/32/3/202316、少年十五二十時(shí)，步行奪得胡馬騎。。2023/2/32023/2/303February202317、空山新雨后，天氣晚來(lái)秋。。2023/2/32023/2/32023/2/32023/2/39、楊柳散和風(fēng)，青