2017-2018学年高中物理（鲁科版,选修3-2）同步课件+学业分层测评+教师用书 第2章 第3节 自感现象的应用 （3份打包）

第3节　自感现象的应用 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.知道普通日光灯的组成及电路图，知道日光灯在点亮和正常发光时对电压、电流的不同要求． 2．知道启动器、镇流器的构造和作用．(重点、难点) 3．了解感应圈的工作过程及应用. 日 光 灯 与 镇 流 器 [先填空] 1．日光灯的构造及电路图 完整的日光灯电路包括日光灯管、镇流器、启动器、开关等主要部件．其电路如图2－3－1所示． 图2－3－1 2．日光灯的主要元件的构造及作用 启动器、灯管、镇流器的比较 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 [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2－3－2所示的日光灯原理图中： 图2－3－2 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】　提供瞬间高压 [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． 1．如图所示，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】　A 2．(多选)关于日光灯的下列说法正确的是(　　) 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 V D．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错误．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错误．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】　BD 3．(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(　　) 【导学号：05002042】 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 镇流器的作用 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．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． 感 应 圈、 自 感 现 象 的 其 他 应 用 [先填空] 1．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、化学实验室里可以作为小功率高压电源，在汽车、煤气灶点