第二章 第三节 自感现象的应用-2020-2021学年高中物理选修3-2【导学教程】同步辅导（鲁科版）word

第三节　自感现象的应用 [学习目标] 1．知道日光灯的组成和电路图。 2．知道启动器和镇流器的构造和工作原理。 3．了解感应圈的工作原理和应用。 一、日光灯与镇流器 　 　构造、作用 元件名称 构造 原理、作用 启动器 电容器、动触片、静触片 启动时将电路瞬时接通后断开 灯管 灯管、灯丝、氩和汞蒸气 高压将管内气体击穿，释放电子与汞原子碰撞发出紫外线使荧光物质发光 镇流器 自感系数大的线圈 启动时形成瞬时高压，工作时降压限流 镇流器和启动器的作用：在日光灯点燃时，镇流器利用自感现象，产生瞬时高压，在日光灯正常发光时，镇流器利用自感现象起降压限流的作用。所以镇流器有提供瞬时高压和降压限流的双重作用。而启动器相当于一个自动开关，日光灯正常工作时，启动器内氖泡并不发光，此时可以去掉启动器。 二、感应圈 1．工作原理 利用自感现象用低压直流电源来获得高电压。 2．结构 主要由直接绕在铁芯上的初级线圈和两端接在放电器上的次级线圈构成。 3．用途 在物理、化学实验室里可以做小功率高压电源，在汽车、煤气灶点火装置中产生高压电火花完成点火工作。 三、自感的其他应用及危害 1．其他应用 在广播电台和电视台的无线电设备中，用自感线圈和电容器组成振荡电路来发射电磁波；在收音机和电视机中，同样也用振荡电路来接收电磁波。另外电焊机也利用了自感现象，使焊条与工件之间的空隙产生电弧火花，使工件局部熔化。 2．危害 在电路中，开关断开时产生电弧火花，烧坏开关或造成安全隐患。 ►自主思考——判一判[来源:Z.xx.k.Com] (1)日光灯启动时，镇流器为灯管提供瞬时高压。 (2)日光灯启动完毕正常工作时，就不需要镇流器了。 (3)日光灯启动器内的电容器起保护作用。 (4)电焊机工作是利用了自感现象。 (5)感应圈是利用自感现象来获得高压的装置。 答案　(1)√　(2)×　(3)√　(4)√　(5)√ 考点一　日光灯的工作原理 [问题探究] 上课时，老师拿来了一个如图2－3－1甲所示的老式日光灯的镇流器，并用两节干电池作电源，按图乙所示连接好电路。接着，老师问谁敢上来用手抓a、b两个接线头。胆大的李明心想：这有什么可怕的！两节干电池串起来，也不过是3 V的电压。于是他大胆地走上讲台，按照老师的指点，用两手分别抓住a、b两个接线头。老师问他有什么感觉，李明笑着说：“什么感觉也没有。”于是，老师断开开关S，只听见李明“哎哟”地尖叫了一声，并立即松开手。 那么，李明发出尖叫声的原因是什么？镇流器在日光灯电路中的作用是什么？ 图2－3－1 提示　断开开关S时，镇流器产生自感电动势，并且电动势比较大，故李明有被电击的感觉，于是便尖叫了一声。镇流器起降压限流的作用。 [知识提炼] 1．日光灯电路的组成 日光灯的电路如图2－3－2所示，由日光灯管、镇流器、启动器(图2－3－3)、开关等组成。 图2－3－2　　　　　图2－3－3 2．日光灯的工作原理 (1)启动前 管内气体未导通，启动器动触片与静触片处于分离状态。 (2)日光灯的启动 当开关闭合时，电源把电压加在启动器的两电极之间，使氖气放电而发出辉光。辉光产生的热量使U形动触片膨胀伸长与静触片接触，从而接通电路，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，流过镇流器的电流迅速减小，镇流器线圈中会产生很高的自感电动势，方向与原来电压方向相同，与电源电压一起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。启动器相当于一个自动开关。日光灯正常工作后处于断开状态。 (3)日光灯的正常工作 由于日光灯使用的是交流电源，电流的大小和方向做周期性变化。这样的交变电流通过镇流器时，必然会在线圈中产生出阻碍电流变化的自感电动势，镇流器的自感电动势总是阻碍电流的变化，镇流器就起着降压限流的作用。灯管开始工作时需要一个高电压，正常发光时只允许通过不大的电流，这时灯管两端的电压低于电源电压。 3．启动器、灯管、镇流器的比较 构造 原理、作用 启动器[来源:学科网] 电容器、动触片、静触片 启动时将电路瞬时接通后再断开 灯管 灯管、灯丝、氩和汞蒸气 高压将管内气体击穿，释放电子与汞原子碰撞发出紫外线使荧光物质发光 镇流器 自感系数大的线圈 启动时形成瞬时高压，工作时降压限流 　如图2－3－4所示，在日光灯工作原理中。 (1)开关合上前，启动器的静触片和动触片是____________(填“接通的”或“断开的”)。 (2)开关刚合上时，220 V交流电压加在________之间，使氖泡发出辉光。 (3)日光灯启动瞬间，灯管两端的电压________(填“高于”“等于”或“小于”