自感现象与日光灯 PPT

(二)、自感电动势：
1、自感电动势的大小： 自感电动势的大小跟其它感应电动势的大小一样， 跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有关。 而在自感现象中，穿过线圈的磁通量是由电流引 起的，故自感电动势的大小跟导体中电流变化的快 慢有关。 Δφ ΔI 2、自感系数：L称为线圈的自感系数，简称
E L Δt Δt
2.在如图所示的电路中，a、b为两个完全相同的灯泡，L为自
感线圈，E为电源，S为开关，关于两灯泡点亮和熄灭的先后 次序，下列说法正确的是 （ C ） A.合上开关，a先亮，b后亮； 断开开关，a、b同时熄灭 a B.合上开关，b先亮，a后亮； L 断开开关，a先熄灭，b后熄灭 b C.合上开关，b先亮，a后亮； 断开开关，a、b同时熄灭 E S D.合上开关，a、b同时亮； 断开开关，b先熄灭，a后熄灭
(三)、自感现象的防止及应用：
日光灯原理（应用）
电阻双线绕法（防止）
再见！
2. 如图所示，多匝电感线圈的电阻和电池内阻都忽略不计， 两个电阻的阻值都是R，电键S原来打开，电流为I0，今 合上电键将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生， 这电动势（ ） D A. 有阻碍电流的作用，最后电流由I0 减少到零 B. 有阻碍电流的作用，最后电流总小于I0 C. 有阻碍电流增大的作用，因而电流I0保持不变 D. 有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是增大到2 I0 提示：线圈中的电流不能突变
C．I2开始很小而后逐渐变大 Er S
R1
R2 L
D．I2开始较大而后逐渐变小


小结： 1、自感现象是一种特殊的电磁感应现象。 2、自感电动势的作用：总是阻碍导体中原电流的 变化，即总是起着推迟电流变化的作用，使其变化 的过程有所延缓。 3、电动势的方向：当原电流增大，自感电动势就 与原电流方向相反，当原电流减小，自感电动势就 与原电流方向相同。

学习探究区
学案1
例1
A 和 L 分别是日光灯的灯管
和镇流器，如果按图 4 所示的电路连
本 学 案 栏 目 开 关
接，下列关于日光灯发光情况的叙述 中，正确的是 ( )
图4
A．只把 S1 接通，S2、S3 不接通，日光灯就能正常发光 B．把 S1 和 S2 接通后，S3 不接通，日光灯就能正常发光 C．S3 不接通，接通 S1 和 S2 后再断开 S2，日光灯就能正 常发光 D．当日光灯正常发光后，再接通 S3，日光灯仍能正常发光
系数与线圈的 大小 、 几何形状 、 匝数 ，以及是否有铁芯
6 等因素有关.1 H＝ 1×103 mH＝ 1×10 μH
做 自感电动势 ___________．
学习探究区
学案1
本 学 案 栏 目 开 关
一、日光灯电路 [问题设计] 按图 1 所示电路连接日光灯电路， 闭合开关，观察日光灯的发光过程， 简单叙述其工作原理．
学习探究区
学案1
[要点提炼] 1．启动器的作用为 自动开关
本 学 案 栏 目 开 关
．
2．镇流器在启动时提供 瞬时高压 ，点燃灯管之后起到
降压限流 的作用． _________
学习探究区
二、自感现象 [问题设计] 实验 1：演示通电自感现象．
本 学 案 栏 目 开 关
学案1
实验电路如图 2 所示．开关 S 接
本 学 案 栏 目 开 关
学案1
学案 1
[学习目标定位]
本 学 案 栏 目 开 关
自感现象与日光灯
1.能分析通电自感和断电自感现象. 2.能写出自感电动势的表达式，知道自感系数的决定因素. 3.了解自感现象中的能量转化. 4.了解日光灯的组成以及起辉器和镇流器的工作原理．

栏目 导引
与线圈串 联的灯泡
电流逐渐减， 小灯泡逐渐变 断电时 暗，电流方向 不变
第1章
电磁感应与现代生活
例2
如图所示的电路中
有L1和L2两个完全相同的灯 泡，线圈L的电阻忽略不计． 下列说法中正确的是( )
A．闭合S时，L2先亮，L1后亮，最后一样亮
B．断开S时，L2立刻熄灭，L1过一会儿熄灭 C．L1中的电流始终从a到b D．L2中的电流始终从c到d
的电流将逐渐增加，所以 L1 逐渐变亮．电路
稳定后自感作用消失，线圈L相当于导线，所 以L1、L2最后一样亮,选项A正确；断开S时,L2 中由电源提供的电流立即消失，但是L中的电 流由于自感的阻碍作用只能逐渐减小，通过
L2、L1形成回路．因此L1、L2都将过一会
栏目 导引
第1章
电磁感应与现代生活
儿才熄灭，选项 B 错误； L1 中的电流始终由 b
越大 铁心 插入线圈， 它的自感系数 ________ ．将 ________ 也会使线圈的自感系数大大增加．
栏目 导引
第1章
电磁感应与现代生活
(3)单位：自感系数的单位是______ 亨利 ，简称 H ．常用的较小单位还有 亨 ，符号是______ ______ 103 毫亨 (mH)和______ 微亨 (μH).1 H＝ ______ ______ mH，1 H＝ ________ μH. 106
栏目 导引
第1章
电磁感应与现代生活
【审题指导】
解此类问题抓住两点：
(1)分清电路结构，搞清自感线圈与其它元件 间的连接关系． (2)通电瞬间线圈相当于断路，断电瞬间相当 于电源．
栏目 导引
第1章
电磁感应与现代生活

穿过线圈的电流iB 增大
穿过线圈的磁通量增大 线圈产生感应电动势E自
iB S i iA iB 0
B
E自阻碍电流增大
B灯逐渐变亮
t
刚通电时，电能首先要转化为线圈的磁场能，再转化为B灯的电能 E自阻碍i的变化而非阻止，仅现象
2、断电自感 现象
断开开关， 电灯要持续亮 一会儿才熄灭。
二、探究自感电动势
1、定义：自感现象中的感应电动势（E自）。 2、作用：阻碍（延缓）电流的变化。 3、方向：增反减同。
I 4、大小： E自＝L t
自感系数L 线圈结构 （自感、电感） 有无铁芯 的决定因素 单位
粗细 长短 匝数
1H=1V/(A/s) 1H=103 mH=106 μH
三、自感现象的应用和防止
a
A
b S2 c
R
B
Ｂ、Ａ灯过会儿才熄灭
Ｃ、流过Ｂ灯的电流方向由c到d
L
d
Ｄ、流过Ａ灯的电流方向由a到d
作
课本P32
业
书面作业：1、2、3题 课外思考：4题
I E自＝L t
自感 电动势
自感系数L 作用： 总是阻碍 电流变化
影响因素: 线圈的形状、长短、 匝数、有无铁芯等 单位： H、mH、μH
防止 和利用
课堂练习
1、如图所示，L为一个纯电感线圈（直流电阻为零），
A为一个灯泡，下列说法正确的是（
B ）。
A．开关S接通瞬间无电流通过灯泡 B．开关S接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡 C．开关S断开瞬间无电流通 L 过灯泡
D．开关S接通瞬间及接通稳
定后，灯泡有由a到b的电流，而 在开关S断开瞬间，灯泡中有从b
a
A

汇报人：XXX 汇报日期：20XX年10月10日
18
氖泡 电容器
日光灯电路图
日光灯
电流流向
镇流器和启动器在电路中的作用
镇流器在启动时产生瞬时高压，在正 常工作时起降压限流的作用。启动器 起自动开作为应急
措施，可以用一小段带绝缘外皮的导线 来启动日光灯吗？怎么做？
紫外灯
拓展 荧光高压汞灯
演讲完毕，谢谢观看！
日光灯优点
（1）比白炽灯省电。发光效率是白炽灯 的5-6倍
（2）日光灯的发光颜色比白炽灯更接近 日光，光色好，且发光柔和。
（3）白炽灯：寿命短，普通白炽灯的寿 命只有1000 -3000小时之间。日光灯寿命较 长，一般有效寿命是3000-6000小时。
白炽灯
日光灯
1、结构
日光灯灯管
氩气、低压水银蒸汽
2、工作条件： 起辉电压：700V以上 工作电压：40W灯管100V左右
两端灯丝 给气体加 热 并给
气体加上 高电压
发出紫外线
在高压 下导电
受到紫外 线照射时
荧光粉发 出可见光
镇流器结构和作用：
启动时提供瞬时高压 正常工作时降压限流
启动器组成和作用：
起到一个开关的作用
能使动靜触片 不产生电火花 保护触点
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以极大的速度由低电势端向高电势端运动。在加速运动的过程中，碰
撞管内氩气分子，使之迅速电离。氩气电离生热，热量使水银产生蒸
气，随之水银蒸气也被电离，并发出强烈的紫外线。在紫外线的激发
下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光。日光灯正常发光后。由
于交流电不断通过镇流器的线圈，线圈中产生自感电动势，自感电动
灭
，
而
断 电 自 感
现象分析
要 闪 亮 一 下 才 熄 灭
为 什 么 灯 不 是 立 即
熄
灭
，
而
？ S断开 通过线圈的电流I 减小 ？ ？ 穿过圈的磁通量减小
？ 线圈产生感应电动势
阻碍电
流减小（补偿）
灯逐渐熄灭
1 感应电流方向如何？
2 原电流方向如何？
I
3 通过灯的电流怎样变化？ O
t
线圈中电流的变化情况:
引起引起产生 Nhomakorabea形成 产生
I变 B变 ф变 E感 I感 B感
阻碍
阻碍
阻碍
自感现象是电磁感应现象的特例
(1 ) 通电自感：电流通过线圈时，线圈产生磁场，线圈因 此具有磁场能，即刚通电时，电能首先要转化为线圈磁场能， 再才转化为B灯的电能，故B灯过一会儿才亮。
A
B
(2) 断电自感：S断开前，线圈中有电流，则线圈中有磁 场能，S断开后，线圈存有的磁场能通过灯释放出来，使灯 延迟熄灭。
如图所示，由于两 根平行导线中的电流方 向相反，它们的磁场可 以互相抵消，从而可以 使自感现象的影响减弱 到可以忽略的程度。
探究日光灯电路
点亮电压：千伏左右
36W
日 正常工作电压：108V 光 灯
电路电压：220V

第十四页，共18页。
课堂小结
自我检测
1.(对自感现象的理解)关于自感现象，下列说法正确的是 A.感应电流一定和原来的电流方向相反 B.对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈产生的自感电动势也越大 C.对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈的自感系数也越大 D.对于同一线圈，当电流变化越快时，线圈中的自感电动势也越大
图4
解析 A 选项：只接通 S1，灯管两端不能产生瞬时高压，日光灯不能点燃，A 错误；
B 选项：S1 和 S2 接通，S2 不断开，日光灯被短路，电压为零，镇流器也不能产生断电自感
电动势，日光灯不能点燃，B 错误； C 选项：S1 和 S2 接通，再断开 S2，镇流器产生自感电动势，与外加电压一起形成瞬时高压，
3．自感系数 L：反映线圈自感特性的电学量．线圈的横截面积 大 、越长 ，匝数 多 ，
它的自感系数就越大．有铁心的线圈，其自感系数比没有铁心的 大得多 ．
学习
知识(zhī 学习
典例精析
第九页，共18页。
课堂小结
自我检测
一、自感现象(xiànxiàng)的分析
例 1 A 和 L 分别是日光灯的灯管和镇流器，如果按图 4 所示的电路
C.开关 S 接通，电路稳定后再断开的瞬间，电流表 的读数大于 的读数
√ D.开关 S 接通，电路稳定后再断开的瞬间，电流表 的读数等于 的读数
学习
知识(zhī
学习
图8
典例精析
第十六页，共18页。
课堂小结
自我检测
3．(日光灯电路的分析)关于日光灯电路，下列说法正确的是 A．起辉器在电路中起自动开关作用 B．正常使用时镇流器不起作用 C．如果把日光灯灯管两端的电极分别短路，日光灯仍能正常发光 D．如果日光灯在正常发光时，把启动器取走，日光灯仍能正常发光

起辉器的主要作用是通过它的接通和断开过程， 使镇流器产生瞬时高电压．
3．日光灯的工作原理 (1)启动：开关闭合后，电源电压加在起辉器两极 间，使氖气放电，发辉光，产生热量，使U形动 触片膨胀，跟静触片接触把电路接通，电路接通 后，氖气停止放电，U形动触片冷动收缩，两触 片分开，电路断开，电路断开瞬间，镇流器产生 很高的自感电动势，其方向与原电压方向相同， 共同加在灯管两端，使汞蒸气放电，日光灯开始 工作．
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图1－5－6
至于灯泡中的电流是突然变大还是变小(也就是说 灯泡是否突然变得更亮一下)，就取决于I2与I1谁 大谁小，也就是取决于R和r谁大谁小的问题． (1)如果R>r，就有I1>I2，灯泡会先更亮一下才熄 灭． (2)如果R＝r，灯泡会由原亮度渐渐熄灭． (3)如果R<r，灯泡会先立即暗一些，然后渐渐熄 灭．
二、探究自感现象
1．探究电路闭合时线圈的自感现象 如图1－5－2所示的电路，两灯泡规格相同，接 通开关后调节电阻R，使两个灯泡亮度相同，然 后断开电路．
重新接通电路，在S闭合的瞬间，我们观察到两 个灯泡并不是同时亮起的，A2__先___亮______，A1逐渐 亮起，最后达到相同的亮度．

点燃后,起辉器不再起作用,就是摘去了也不影响日光灯的发光。
答案:(1)断开的 (2)起辉器 (3)高于 (4)断开 降压、限流 (5)避免
产生电火花
探究一
探究二
题后反思
从解析中可以看出不同气体导电所需电压是不同的,氖气导电需 220
V 电压即可,而水银蒸气导电却需要 1 000 多伏的电压。所以需要一个产生
•14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年9月15日星期三2021/9/152021/9/152021/9/15
•15、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2021年9月2021/9/152021/9/152021/9/159/15/2021
Δ
感系数,只跟线圈自身的因素有关。线圈的横截面积越大、长度越长、匝数
越多,它的自感系数就越大。有铁心的比无铁心的自感系数大。
自感系数越大,对电流变化的阻碍作用就越大。
思考
通过导体本身的电流变化有哪些情况?
提示:电流变化可以是电流大小的变化;也可以是电流方向的变化;还
可以是电流的大小和方向同时发生变化。
•16、教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的眼睛看，用自己的手来做这种精神。2021/9/152021/9/15September 15, 2021
•17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/9/152021/9/152021/9/152021/9/15
同,闭合开关后调节滑动变阻器 R,使两个灯泡亮度相同,然后断开开关,再
次接通的瞬间
条件
S 闭合的
瞬间
现象
原因
由于 A2 支路为纯电阻不

知 识 点 一
学
1.5 自感现象与日光灯（第 2 课时）
业 分
层
测
评
知 识 点 二
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自感现象内容回顾
1.自感 由于导体本身的电流 发生变化而产生的电磁感应现象叫做 自感现象，自感 现象中产生的感应电动势叫做 自感电动势.
2.自感电动势的大小 (1)规律：自感电动势与电流的变化率成正比
A.S1 接通，S2、S3 断开，日光灯就能正常发光 B.S1、S2 接通，S3 断开，日光灯就能正常发光 C.S3 断开，接通 S1、S2 后，再断开 S2，日光灯就能正常发光 D.当日光灯正常发光后，再接通 S3，日光灯仍能正常发光
图 1-5-4
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【解析】 当 S1 接通，S2、S3 断开时，电源电压 220 V 直接加在灯管两端， 日光灯不能发光，选项 A 错误；当 S1、S2 接通，S3 断开时，灯丝两端被短路， 电压为零，日光灯不能发光，选项 B 错误；当日光灯正常发光后，再接通 S3， 则镇流器被短路，灯管两端电压过高，会损坏灯管，选项 D 错误；只有当 S1、 S2 接通，灯丝被预热，发出电子，再断开 S2，镇流器中产生很大的自感电动势， 和原电压一起加在灯管两端，使气体电离，日光灯正常发光，故选项 C 正确.
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[合作探讨] 起辉器和镇流器是日光灯的重要元件，在日光灯启动和发光过程中起着重 要的作用. 探讨 1：若没有镇流器，日光灯能正常工作吗？ 【提示】 不能.在点亮时，日光灯灯管内的气体电离需高电压，是通过镇 流器发生自感现象实现的；正常工作时需低电压，此时镇流器起到降压限流的 作用.
图 1-5-6
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【解析】 由于自感现象，合上开关时，A1 中的电流缓慢增大到某一个值， 故过一会儿才亮；断开开关时，A1 中的电流缓慢减小到 0，A1、A2 串联，电流始 终相等，都是过一会儿才熄灭.故选 A、D.