2018-2019学年高中物理（沪科）选修3-2（课件+检测）：1.5　自感现象与日光灯 (3份打包)

1.5　自感现象与日光灯 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.知道日光灯中起辉器的构造和工作原理． 2.理解自感现象及其产生的原因，会分析自感现象．(重点) 3.掌握日光灯工作原理及通电自感、断电自感现象的分析．(重点、难点) 4.掌握自感电动势和自感系数，知道互感现象．(难点) [自 主 预 习·探 新 知] [知识梳理] 一、探究日光灯电路 日光灯与镇流器 元件名称 构造 原理、作用 起辉器 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 铁心、多匝线圈 启动时形成瞬时高压，工作时降压限流 二、自感现象 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． (2)公式：E＝L. 式中的L称为自感系数，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． [基础自测] 1．思考判断 (1)日光灯正常工作后，起辉器不再起作用． (√) (2)日光灯正常工作时，管内气体变为导电状态，电阻很小． (√) (3)日光灯正常发光后，使镇流器短路，日光灯仍能正常发光，并能降低电能的消耗． (×) 【提示】　日光灯正常工作后，镇流器并没有被短路，它的作用是降压限流． (4)只要线圈本身电流发生变化就有自感电动势产生． (√) (5)当线圈中电流增大时，线圈中自感电动势的方向与线圈中电流的方向相反． (√) (6)线圈中电流变化得越快，线圈的自感系数就越大． (×) 【提示】　自感系数由线圈本身性质决定． 2．人类生活中对能源的可持续利用可以通过节能方式体现，日光灯是最常用的节能照明工具，它的主要构成有灯管、镇流器、起辉器．起辉器的构造如图1­5­1所示，为了便于日光灯工作，常在起辉器两端并上一个纸质电容器C.现有一盏日光灯总是出现灯管两端亮而中间不亮，经检查，灯管是好的，电源电压正常，镇流器无故障，其原因可能是(　　) 图1­5­1 A．起辉器两脚A、B与起辉器座接触不良 B．电容器C断路 C．电容器C被击穿而短路 D．镇流器中的线圈匝数太多 C　[由题意知镇流器无故障，故D项错误；日光灯管两端亮而中间不亮，说明灯管两端的灯丝处于通电状态，即起辉器接通， 但不能自动断开，说明电容器C短路了，选C.] 3．(多选)下列关于自感现象的论述中，正确的是(　　) 【导学号：53932028】 A．线圈的自感系数跟线圈内电流的变化率成正比 B．当导体中电流减弱时，自感电流的方向与原电流方向相反 C．当导体中电流增大时，自感电流的方向与原电流方向相反 D．穿过线圈的磁通量的变化和线圈中电流的变化成正比 CD　[线圈的自感系数是由线圈本身性质决定的，与线圈的长度、匝数、线圈的横截面积、铁心……有关，而与线圈内电流的变化率无关，A错．自感电流的方向总是阻碍原来线圈中电流的变化，即原来线圈中电流增大，自感电流的方向与原电流方向相反；线圈中电流减弱，自感电流的方向与原电流方向相同，C对，B错．根据E＝LΔI/Δt和E＝nΔΦ/Δt比较可知ΔΦ∝ΔI，则D对．] [合 作 探 究·攻 重 难] 日光灯电路 1.日光灯的构造 如图1­5­2所示，日光灯主要是由灯管、镇流器、起辉器三部分构成．起辉器与灯管并联，镇流器与灯管串联． 图1­5­2 2．各部分的作用 (1)灯管：灯管两端有灯丝，管内充有微量的氩和稀薄的汞蒸气，管壁上涂有荧光粉． 当两灯丝间的气体导电时发出紫外线，紫外线使涂在管壁上的荧光粉发出柔和的可见光． (2)镇流器：镇流器是一个带铁心的线圈，其匝数很多且为闭合铁心，自感系数很大． 镇流器的作用：日光灯点燃时，利用自感现象产生瞬时高压；日光灯正常发光时，利用自感现象，对灯管起着降压限流的作用． (3)起辉器：其构造如图1­5­3所示，它是一个充有氖气的小玻璃泡，里面装有两个电极，一个固定不动的静触片和一个用双金属片制成的U形动触片． 图1­5­3 起辉器的作用：通断电路(开关)． 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，使氖气放电发出辉光，辉光产生的热量使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形动触片冷却收缩，两触片分开，电路断开．电路断开的瞬间，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，使灯管中的汞蒸气放电，日光灯开始工作． (2)正常发光：日光灯正常发光时，镇流器与两灯丝及灯管内的汞蒸气组成串联电路．由于镇流器中的线圈的自感