4. 自感（教学课件）物理教科版选择性必修第二册

@HY 第四节 自感 教科版（2019）高中物理选择性必修第二册 第二章 电磁感应及其应用 新课引入 自感系数 日光灯 自感现象 观察思考 1、先闭合开关S，反复调节变阻器R1及R的电阻，使同规模的两个灯泡都正常发光，然后断开开关；再次闭合开关，重新接通电路，观察两个灯泡亮度的变化。 新课引入 自感系数 日光灯 自感现象 开关闭合瞬间你看到什么现象？ 闭合开关S瞬间: 灯A2立刻正常发光，A1却比A2迟一段时间才正常发光。 新课引入 自感系数 日光灯 自感现象 开关断开时 2、把灯泡和带铁芯的线圈并联在直流电路中，接通电路，待灯泡正常发光后，断开电路，观察灯泡亮度的变化。 观察思考 新课引入 自感系数 日光灯 自感现象 开关断开瞬间你看到什么现象？ 若电路接通时，灯泡正常发光， 在断开开关时，灯泡缓慢变暗直至熄灭，或闪亮一下再逐渐熄灭。 新课引入 自感系数 日光灯 自感现象 1、定义：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。在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。 2、自感现象产生的原因： 导体本身电流变化，引起自身磁通量的变化。 实验结论： 当导体线圈中电流发生变化时，导体线圈本身也产生感应电动势。 1、自感：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：在自感现象中产生的感应电动势。 （1）作用：总是阻碍线圈中原电流的变化， 即总是起着推迟电流变化的作用。 （2）方向：当原电流增大时，自感电动势与原电流方向相反； 当原电流减小时，自感电动势与原电流方向相同。 新课引入 自感系数 日光灯 自感现象 新课引入 自感系数 日光灯 自感现象 × × A2 A1 通电自感现象解释 电键闭合瞬间： 电路中I↑ 线圈上B↑ 线圈中Φ↑ E感(反向) → → ↑ 阻碍 ← 产生 A2立即亮，A1逐渐变亮 ← ↓ 原因: B原 B感 线圈中电流方向向左 原电流磁场向左 感应电流磁场向右 感应电流的方向向右 新课引入 自感系数 日光灯 自感现象 电键断开瞬间：A逐渐熄灭，甚至会闪亮后熄灭 电路中I↓ 线圈上B↓ 线圈中Φ↓ E感(同向) → ↓ ↑ 阻碍 ← 产生 若断电后通过灯的电流变大，则灯会闪亮。 原因 → ← 若断电前通过线圈的电流大于灯的电流，则断电时灯会闪亮。 若电路稳定时，线圈的电阻小于灯泡的电阻，则断电时灯会闪亮。 B感 B原 断电自感现象解释 新课引入 自感系数 日光灯 自感现象 闭合开关开始通电的过程中，通过线圈支路的电流激发了磁场，一部分电能转化为磁场能储存在线圈的磁场中。 断开开关后，磁场能又转化为电能，通过灯泡释放出来，转化为热和光消耗掉。 新课引入 自感系数 日光灯 自感现象 描述线圈产生自感电动势本领大小的物理量 2.决定因素 线圈的圈数 是否有铁芯 线圈的大小 线圈的形状 亨利（H） 1.物理意义: 3.单位： 甲 一条导线弯了几匝的线圈 乙 空芯线圈， 丙 在铁芯上绕了几千匝的线圈， 甲 乙 丙 新课引入 自感系数 日光灯 自感现象 L很大 自感现象的防止 油浸开关 双线绕法 电流方向相反，它们的磁场可以互相抵消，磁通量始终为零 新课引入 自感系数 日光灯 自感现象 1、日光灯的主要组成：日光灯管 管内充有微量的惰性气体和稀薄的水银蒸气 点燃：需要远高于220v的电压 正常发光：需要低于220v的电压 ~220V 镇流器 启动器 灯管 新课引入 自感系数 日光灯 自感现象 → 高电压启动 电键闭合 (1)发光原理 气体导电 产生紫外线 (2)工作条件 激发荧光物质发光 → 低电流工作 (3)工作过程 ~220V 镇流器 启动器 灯管 → 启动器加电压 → 氖气放电发出辉光 → 双金属片膨胀闭合 电流流过镇流器、灯丝、启动器 → 辉光消失双金属片分开 ↓ ← 镇流器产生瞬时高压 ← 灯管气体导电荧光物质发光 镇流器产生感应电动势阻碍电流变化降压限流 ← 日光灯的工作原理 新课引入 自感系数 日光灯 自感现象 1、启动时产生 瞬时高压 镇流器的作用： 2、正常工作时 降压限流 自动开关 正常工作时不起作用，可以去掉。 启动器的作用： AC 1、(多选)图中两个电路是研究自感现象的电路，对实验结果的描述正确的是(　　) 课堂练习 C 课堂练习 3、拔下正在工作的家用电器的电源插头，或者将家用电器电源插头插入插座时，有时会看到电火花，这些电火花是怎样产生的？日常生活中我们应当怎样注意用电安全？ 1.拔下插头或插入插头时，对应断电或通电瞬间，会出现点火花的原因主要在于：一方面会因为电路中产生感应电动势而使得在插座和插头之间的空气电离；另一方面两者在接通或断开时，两导体相互逐渐靠近和离开，两导体间距离很小时，空气被击穿。日常生活中，对此问题，我们建议在开启用电设备前，先将插头插入，然后再开启插座或接线板的开关，因为合格的开关开合时间短、触点有镀银等消弧措施，对人身安全和设备安全均有利。 课堂练习 4、如图是日光灯的工作原理电路图,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.镇流器能产生瞬时高压点亮灯管,并在灯管亮后起降压限流作用 C.日光灯灯管亮后发出的可见光是由灯管内的气体发出 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 B 课堂练习 Lavf58.29.100 Lavf58.29.100 A．接通开关时，灯A2立即就亮，A1稍晚一会儿亮 B．接通开关时，灯A1立即就亮，A2稍晚一会儿亮 C．断开开关时，灯A1立即熄灭，A2稍晚一会儿熄灭 D．断开开关时，灯A2立即熄灭，A1稍晚一会儿熄灭 2．如图所示是用于观察自感现象的电路图。设线圈的自感系数较大，线圈的直流电阻RL与灯泡的电阻R满足RL≪R，则在开关S由闭合到断开的瞬间，可以观察到(　　) A．灯泡立即熄灭 B．灯泡逐渐熄灭 C．灯泡有明显的闪亮现象 D．只有在RL≫R时，才会看到灯泡有明显的闪亮现象 $$