【2019-2020】高中物理第一章电磁感应第6节自感现象及其应用学案粤教版选修3_2

A．有阻碍电流的作用，最后电流由 I0 减为零 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，但最后电流还是增大到 2I0 解析：合上电键将一电阻短路时，在闭合回路中因电流发 生变化，会产生感应电动势，此电动势的作用是阻碍电路中电 流的增加．虽然感应电动势的作用是阻碍闭合电路中电流的变
图 1－6－6
答案：电键闭合瞬间， a 将慢慢亮起来，b 立即变亮．稳 定后两灯都正常发光，a 的功率大，较亮．这时 L 的作用相当 于一只普通的电阻(就是该线圈的内阻)；断开瞬间，通过 a 的 电流将逐渐减小，a 渐渐变暗到熄灭，而 abRL 组成同一个闭合 回路，所以 b 灯也将逐渐变暗到熄灭，而且开始还会闪亮一下， 这时 L 相当于一个电源．
第六节 自感现象及其应用
知识点1 自感现象 1．自感：由于___导__体__本__身__的__电__流__变__化___而产生的电磁感应 现象叫自感． 2．自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势叫自感电 动势，它总是阻碍导体中电流的变化． 自感电动势既可以阻碍导体本身的电流增加，也可以阻碍 导体本身的电流减小．
有每
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孩，
子选
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梅在
花春
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➢ He who falls today may rise tomorrow.
选开 择放
在；பைடு நூலகம்
冬有
天的
开孩
放子
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高中物理第一章电磁感应第六节自感现象及其应用导学案粤教版选修自感现象及其应用班级姓名学号评价【自主学习】一、学习目标1、知道什么是自感现象2、知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素3、日光灯的工作原理二、重点难点1、能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电时产生自感现象的原因。

三、问题导学1、什么是自感现象？2、日光灯的基本原理和结构是什么？四、自主学习（阅读课本P25-28页，《金版学案》P27-28考点1、2、3）1、完成《金版学案》P27预习篇1、2、3五、要点透析见《金版学案》P27-28考点1、2、3）【预习自测】1、由于导体本身的_______变化而产生的电磁感应现象称为自感，由于自感而产生的感应电动势叫做____________，其大小E ＝L，L为自感系数、自感系数：L与线圈的____ _、________、_________以及是否有______等因素有关，其单位是______，符号是______、2、（双选）如下图所示的电路中，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R1的电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是（）A、I1开始较大而后逐渐变小B、I1开始很小而后逐渐变大C、I2开始很小而后逐渐变大D、I2开始较大而后逐渐变小3、（双选）在日光灯电路中接有启动器、镇流器和日光灯管，下列说法中正确的是( )A、日光灯点燃后，镇流器、启动器都不起作用B、镇流器在点燃灯管时产生瞬时高压，点燃后起降压限流作用C、日光灯点亮后，启动器不再起作用，可以将启动器去掉D、日光灯点亮后，使镇流器短路，日光灯仍能正常发光，并能降低对电能的消耗第六节自感现象及其应用课后拓展案【巩固拓展】课本作业P28练习1、2、31、（单选）如图所示，线圈 L 的电阻和电池内阻都不计，两个电阻的阻值都是R，开关S原来打开，电流I0＝E/(2R)，现合上电键将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生（）A、有阻碍电流的作用，最后电流由 I0 减为零B、有阻碍电流的作用，最后电流总小于 I0C、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，但最后电流还是增大到2I2、（单选）如图所示电阻 R 和线圈自感系数 L 的值都较大，电感线圈的电阻不计，A、B 是两只完全相同的灯泡，当开关 S 闭合时，电路可能出现的情况是（）A、B 比 A 先亮，然后 B 熄灭B、A 比 B 先亮，然后 A 熄灭C、A、B 一起亮，然后 A 熄灭D、A、B 一起亮，然后 B 熄灭课堂检测案第六节自感现象及其应用班级姓名学号评价 l【课堂检测】一、自感现象1、实验一：通电自感实验①实验装置：在图所示的通电电路中，两灯泡L1、L2的规格完全相同、根据灯泡L1、L2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＝RL、这样两并联支路的电阻、②实验现象：在通电瞬间，与滑动变阻器R串联的灯泡L2_________ ，而与线圈L串联的灯泡L1则_______ __ (即其正常发光比灯L2___ __ 一段时间)，最后两灯泡都正常发光,亮度、2、实验二：断电自感实验①实验装置：如上图所示断电自感电路中，线圈L的电阻较小(线圈中有恒定电流时电阻值较小)，目的是接通电路灯泡正常发光时，通过线圈L的电流通过灯泡L的电流I，即IL>I ②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、【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、二、日光灯的原理3、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放电，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、（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，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、l【互动研讨】1、自感现象属于现象，遵守楞次定律和法拉第电磁感应定律2、自感电动势的作用：阻碍原电流的，而不是阻止，电流仍在变化，只是使原电流的变化，即总是起着的作用、第六节自感现象及其应用班级姓名学号评价课堂训练案l 【当堂训练】1、（单选）如下图所示，S为启动器，L为镇流器，其中日光灯的接线图正确的是（）2、（单选）关于线圈的自感系数，下列说法中正确的是（）A、线圈中电流变化量越大，线圈的自感系数越大B、线圈中电流变化得越快，线圈的自感系数越大C、若线圈中通入恒定电流，线圈自感系数为零D、不管电流如何变化，线圈的自感系数不变3、（双选）在如图所示的电路中，L 是足够大的线圈，它的电阻可忽略不计，L1 和 L2 是两个完全相同的小灯泡、将开关 S 闭合，待灯泡亮度稳定后，再将开关 S 断开，则下列说法中正确的是（）A、S 闭合瞬间，两灯同时亮，以后 L1 熄灭，L2 变亮B、S 闭合瞬间，L1 先亮，L2 后亮，最后两灯亮度一样C、S 断开时，两灯都亮一些再慢慢熄灭D、S 断开时，L2 立即熄灭，L1 亮一下再慢慢熄灭。

第六节自感现象及其应用[先填空]1．自感现象：当线圈中的电流发生变化时，线圈本身产生感应电动势，阻碍原来电流变化的现象．2．通电自感和断电自感在自感现象中产生的感应电动势．4．自感系数(1)定义：描述通电线圈自身特性的物理量，又称自感或电感．(2)物理意义：表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量．(3)大小的决定因素：与线圈的大小、形状、圈数以及有无铁芯等因素有关．(4)单位：国际单位是亨利，简称亨，符号是H，常用的还有毫亨(mH)和微亨(μH)，1 H＝103 mH＝106μH.[再判断]1．自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象．(√)2．线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反．(×)3．线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关．(√)[后思考]大城市的无轨电车在行驶的过程中，由于车身颠簸，有可能使车顶上的电弓瞬间脱离电网线，这时可以看到电火花闪现．试说明产生电火花的原因是什么？【提示】电弓脱离电网线的瞬间电流减小，所产生的自感电动势很大，在电弓与电网线的空隙产生电火花．[合作探讨]如图1­6­1所示，A1、A2是规格完全一样的灯泡，①S闭合时，发现A1比A2亮得晚；②S断开时，两灯泡都亮一会再熄灭．图1­6­1探讨1：为什么会出现上述①中的现象？【提示】开关闭合时，电流从0开始增加，线圈L中的磁通量发生变化形成感应电流，阻碍线圈中电流的增加，推迟了电流达到正常值的时间，故A1比A2亮得晚．探讨2：断开时为什么出现②中的现象？【提示】S断开时，电流开始减小，线圈中磁通量也发生变化，同样推迟电流的减小时间，此时L相当于电源，回路中的A1、A2都亮一会再熄灭．探讨3：①②两种现象中，流过A1、A2的电流方向一样吗？【提示】不一样，A1中电流方向不变，A2中电流方向相反．[核心点击]灯泡亮度的变化分析1．(多选)如图1­6­2所示，灯L A 、L B 完全相同，带铁芯的线圈L 的电阻可忽略．则( )图1­6­2A ．S 闭合的瞬间，L A 、LB 同时发光，接着L A 熄灭，L B 更亮B ．S 闭合的瞬间，L A 不亮，L B 立即亮C ．S 闭合的瞬间，L A 、L B 都不立即亮D ．稳定后断开S 的瞬间，L B 立即熄灭，L A 先亮一下再熄灭【解析】 S 接通的瞬间，L 支路中电流从无到有发生变化，因此，L 中产生的自感电动势阻碍电流增大．所以，S 接通的瞬间L 中的电流非常小，即干路中的电流几乎全部流过L A ，故L A 、L B 会同时亮．又由于L 中电流很快稳定，感应电动势很快消失，对L A 起到“短路”作用，因此，L A 便熄灭．这时电路的总电阻比刚接通时小，由恒定电流知识可知L B 会比以前更亮，故选项A 正确．断开S 的瞬间，线圈L 产生自感电动势，在L 、L A 回路中产生自感电流，所以L A 先亮一下再熄灭；L B 在S 断开的瞬间处于断路状态，电流立即变为零，所以L B 立即熄灭．【答案】 AD2．(多选)如图1­6­3所示，电路甲、乙中电阻R 和自感线圈L 的电阻都很小．接通开关S ，使电路达到稳定，灯泡A 发光，则( ) 【导学号：97192035】甲 乙图1­6­3A ．在电路甲中，断开S ，A 将渐渐变暗B．在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗C．在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗D．在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐渐变暗【解析】甲图中，灯泡A与线圈L在同一支路，通过它们的电流相同，I A＝I L；断开开关S时，A、L、R组成回路；由于自感作用，回路中电流由I L逐渐减小，灯泡A不会闪亮，将逐渐变暗，故A正确；乙图中，电路稳定时，通过上支路的电流I L>I A(因L的电阻很小)；断开开关S时，由于L的自感作用，回路中的自感电流在I L的基础上减小，电流反向，通过灯泡A的瞬间，灯泡A中电流变大，然后逐渐变小，所以灯泡A闪亮一下，然后逐渐变暗，故D正确．【答案】AD自感电动势的作用(1)在通电自感现象中，线圈L相当于阻值逐渐减小的“电阻”；在断电自感现象中，线圈L相当于电动势逐渐减小的“电源”．(2)在断电自感中要判断某一个小灯泡是否会闪亮一下再熄灭，一是看是否能组成临时回路；二是看此时通过小灯泡的电流比断开前大还是小．[先填空]1．主要组成灯管、镇流器和启动器．2．灯管(1)工作原理：管中气体导电时发出紫外线，荧光粉受其照射时发出可见光．可见光的颜色由荧光粉的种类决定．(2)气体导电的特点：灯管两端的电压达到一定值时，气体才能导电；而要在灯管中维持一定大小的电流，所需的电压却很低．3．镇流器的作用日光灯启动时，提供高压；日光灯启动后，降压限流．4．启动器启动器的作用：通断电路．[再判断]1．日光灯使用的是稳恒电流．(×)2．日光灯正常发光后，启动器就不起什么作用了．(√)3．镇流器只起升压作用．(×)[后思考]日光灯灯管两端的电极是相通的吗？【提示】不是．灯管两端有电极，中间有水银蒸气．[合作探讨]在如图1­6­4所示的日光灯原理图中：图1­6­4探讨1：开关刚合上时，220 V电压加在什么元件上？【提示】启动器探讨2：镇流器在日光灯点燃瞬间的作用是什么？【提示】提供瞬时高压[核心点击]日光灯工作的三个阶段1．开关闭合后，启动器动触片与静触片接触，使灯丝和镇流器线圈中有电流流过，使灯丝预热．2．电路接通后，启动器中的氖气停止放电，U形动触片冷却收缩，两个触片分离，电路自动断开．在电路突然断开的瞬间，由于通过镇流器的电流急剧减小，会产生很大的自感电动势，方向与原来的电压方向相同，自感电动势与电源电压一起加在灯管两端，形成一个瞬时高电压，使灯管中的气体击穿，于是日光灯开始发光．3．日光灯正常发光后，由于交变电流通过镇流器线圈，线圈中会产生自感电动势，它总是阻碍电流变化，镇流器起降压限流的作用，保证日光灯正常发光．3．如选项图所示，S为启动器，L为镇流器，其中日光灯的接线图正确的是( )【解析】根据日光灯的工作原理，要想使日光灯发光，灯丝需要预热发出电子，灯管两端应有瞬时高压，这两个条件缺一不可．当动、静触片分离后，选项B中灯管和电源断开，选项B错误；选项C中镇流器与灯管断开，无法将瞬时高压加在灯管两端，选项C错误；选项D中灯丝左、右两端分别被短接，无法预热放出电子，不能使灯管气体导电，选项D错误．只有A项满足发光条件．【答案】 A4．(多选)下列关于日光灯的说法正确的是( )【导学号：97192036】A．启动器触片接通时，镇流器产生瞬时高压B．工作时，镇流器降压、限流，保证日光灯管正常发光C．工作时，镇流器使日光灯管的电压稳定在220 VD．正常工作和不工作时，双金属片的状态相同【解析】启动器接通后再断开时，镇流器产生瞬时高压，而不是接通时产生高压，故A错；日光灯正常工作时，因交流电通过镇流器产生自感电动势，起降压、限流作用，故B 正确；保证日光灯管正常工作，此时有电流通过日光灯管，灯管两端电压小于220 V，故C 错；启动器在启动时，相当于自动开关的作用，启动后双金属片恢复原状，故D正确．【答案】BD5．(多选)启动器由电容器和氖管两大部分组成，其中氖管中充有氖气，内部有静触片和U形动触片．通常动、静触片不接触，有一个小缝隙，则下列说法中正确的是( ) A．当电源的电压加在启动器两极时，氖气放电并产生热量，导致U形动触片受热膨胀B．当电源的电压加在启动器两极后，启动器的两个触片才接触，使电路有电流通过C．电源的电压加在启动器两极前，启动器的两个触片就接触着，电路就已经有电流通过D．当电路接通后，两个触片冷却，两个触片重新分离【解析】依据日光灯的工作原理可知，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，辉光产生热量使U形动触片膨胀伸长，跟静触片接触把电路接通．电路接通后，启动器的氖气停止放电，U形动触片冷却收缩，两个触片分开，电路自动断开．【答案】ABD镇流器作用的两点说明(1)日光灯管在启动时需要500～700 V的瞬时高压，这个高压是由镇流器产生的自感电动势与电源电压叠加后产生的．(2)当灯管正常发光后，它的电阻变得很小，允许通过较小的电流，需要加在它两端的电压变小，镇流器这时又起到给灯管降压限流的作用．。

3．自感系数 L：描述通电线圈自身特性的物理量叫 作自感系数，自感系数跟线圈的形状，长短、匝数等有 关，线圈越粗、越长、匝数越多，它的自感系数就越大．此 外，有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯的大得多．
4．单位：亨利，简称为亨，符号为பைடு நூலகம்H.常用的有毫亨 (mH)和微亨(μH)．
1 mH＝10－3 H，1 μH＝10－3 mH.
解析：自感电动势总是阻碍原电流的变化，故 D 选 项正确．
答案：D
知识点二 日光灯
提炼知识 1．日光灯的组成：镇流器、灯管、启动器． 2．日光灯的发光：灯管中气体导电，发出紫外线， 照射管壁的荧光粉，然后才发出可见光．灯管中气体要 导电，需要较高的瞬时电压，这个瞬时电压需要镇流器 和启动器的配合完成．
(2)涡流的防止． ①原理：缩小导体的外周长，增大材料的电阻． ②事例：电机和变压器的铁芯用薄片叠压而成． ③目的：减少发热损失，提高机械效率．
判断正误
(1)涡流是整块导体发生的电磁感应现象，不遵循法 拉第电磁感应定律．(×)
(2)金属探测器利用了涡流现象．(√)
小试身手
3.如图所示，在一个绕有线圈的可拆变压器铁芯上分 别放一小铁锅水和一玻璃杯水．给线圈通入电流，一段时 间后，一个容器中水温升高，则通入的电流与水温升高的 是( )
提示：(1)开关断开后，感应电动势使线圈 L 中电流
IL 减小得更慢些．
(2)开关断开后，感应电流将沿线圈 L 向右流动，经 灯泡 A 后流到线圈的左端，即线圈 L 和灯泡 A 构成闭合 电路，回路中电流沿逆时针方向．
1．对自感电动势的理解． (1)自感电动势产生的原因． 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，因而在原线圈中产生感应电动势． (2)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．