【教案】粤教版高中物理选修（3-2）第一章《自感现象及其应用》学案.docVIP

学案8　自感现象及其应用 [学习目标定位] 1.观察实验，了解自感现象，并能够通过电磁感应规律分析通电自感与断电自感.2.了解影响自感电动势大小的因素和自感系数的决定因素.3.了解日光灯的发光原理． 1．电磁感应现象：穿过回路的磁通量发生变化时，回路中产生感应电动势的现象．电磁感应现象中产生的电流叫感应电流． 2．通电导线周围存在磁场，当导线中电流增大时，导线周围各处的磁场都增强，当导线中电流减小时，导线周围各处的磁场都减弱． 3．楞次定律：感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的磁通量的变化． 一、自感现象 1．自感现象：由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象． 2．自感电动势：自感现象中产生的感应电动势． 3．自感系数：简称自感或电感，跟线圈的形状、长短、匝数等因素有关，此外，有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯的大得多，单位是亨利，符号H. 1 mH＝10－3 H,1μH＝10－3 mH. 二、日光灯 1．主要组成：灯管、镇流器、启动器． 2．灯管：管中气体在导电时主要发出紫外线，管壁上的荧光粉受其照射时发出可见光． 3．镇流器：一个带铁芯的线圈．当启动日光灯时，镇流器产生瞬时的高电压；当日光灯正常发光时，镇流器对灯管起降压限流作用． 一、自感现象 [问题设计] 1．通电自感：如图1所示，开关S闭合的时候两个灯泡的发光情况有什么不同？ 图1 答案　灯泡A2立即正常发光，灯泡A1逐渐亮起来． 2．断电自感：如图2所示，先闭合开关使灯泡发光，然后断开开关． 图2 (1)开关断开前后，流过灯泡的电流方向有何关系？ (2)在开关断开过程中，有时灯泡闪亮一下再熄灭，有时灯泡只会缓慢变暗直至熄灭，请分析上述两种现象的原因是什么？ 答案　(1)S闭合时，灯泡A中电流向左，S断开瞬间，灯泡A中电流方向向右，所以开关S断开前后，流过灯泡的电流方向相反． (2)在开关断开后灯泡又闪亮一下的原因是灯泡断电后自感线圈中产生的感应电流比原线圈中的电流大．要想使灯泡闪亮一下再熄灭，就必须使自感线圈的电阻小于与之并联的灯泡．而当线圈电阻大于灯泡电阻时，灯泡只会延迟一段时间再熄灭． [要点提炼] 自感现象是指当通过线圈的电流发生变化时，在线圈中引起的电磁感应现象． 1．当线圈中的电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反； 2．当线圈中的电流减小时，自感电动势的方向与原电流方向相同； 3．自感电动势总是阻碍线圈中电流的变化，但不能阻止线圈中电流的变化，只是延缓了过程的进行． 4．断电自感中，若断开开关瞬间，通过灯泡的电流瞬间比断开开关前大，灯泡会闪亮一下；若断开开关后，通过灯泡的电流比断开开关前小，灯泡不会闪亮一下，而是逐渐变暗．(填“会闪亮”或“不会闪亮”) 二、日光灯 [问题设计] 1．自感现象可分为断电自感和通电自感，在使日光灯管启动的过程中，应用了哪种自感现象？ 答案　断电自感 2．仔细阅读教材，你认为启动器在日光灯电路中的作用是什么？ 答案　启动器在日光灯电路中相当于一个自动开关． 3．镇流器在日光灯的启动及正常工作时各起什么作用？ 答案　当启动日光灯时，由于启动器的两个触片的分离，镇流器中的电流急剧减小，会产生很高的自感电动势，这个自感电动势与电源电压加在一起，形成一个瞬时高电压，加在灯管两端，使灯管中的气体放电，日光灯被点亮．日光灯管发光后，电阻小，要求电流小，且日光灯管是用交流电源(大小与方向都随时间变化的电流)供电，此时镇流器产生自感电动势，阻碍电流的变化，从而在灯管正常发光时起到降压限流的作用，保证日光灯管的正常工作． [要点提炼] 1．启动器在日光灯电路中的作用为自动开关． 2．镇流器的作用：当启动日光灯时，镇流器利用自感现象产生瞬时的高电压；当日光灯正常发光时，镇流器又利用自感现象，对灯管起到降压限流作用． 一、自感现象的分析 例1　(单选)如图3所示，电感线圈L的自感系数足够大，其直流电阻忽略不计，LA、LB是两个相同的灯泡，且在下列实验中不会烧毁，电阻R2阻值约等于R1的两倍，则 (　　) 图3 A．闭合开关S时，LA、LB同时达到最亮，且LB更亮一些 B．闭合开关S时，LA、LB均慢慢亮起来，且LA更亮一些 C．断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB马上熄灭 D．断开开关S时，LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭 解析　由于灯泡LA与线圈L串联，灯泡LB与电阻R2串联，当S闭合的瞬间，通过线圈的电流突然增大，线圈产生自感电动势，阻碍电流的增加，所以LB先亮；由于LA所在的支路电阻阻值偏小，故稳定时电流大，即LA更亮一些，A、B错误；当S断开的瞬间，线圈产生自感电动势，两灯组成的串联电路中，电流从线圈中电流开始减小，即从IA减小，故LA慢慢熄灭，LB闪亮后才慢慢熄灭，C错误、D正确． 答案　D 思路点拨　(1)分析自感电流的大小时