1、第六节第六节 自感现象及其应用自感现象及其应用第六节 自感现象及其应用课前自主学案课前自主学案一、自感现象一、自感现象1自感：由于线圈本身的自感：由于线圈本身的_发生变化而产生的发生变化而产生的电磁感应现象，叫做自感现象电磁感应现象，叫做自感现象2实验探究实验探究(1)实验一：通电自感实验实验一：通电自感实验电流电流课前自主学案一、自感现象电流实验装置实验装置在图在图1 16 61 1所示的通电自感电路中，所示的通电自感电路中，两灯泡两灯泡L L1 1、L L2 2的规格完全相同根据的规格完全相同根据灯泡灯泡L L1 1、L L2 2的亮度调节滑动变阻器的亮度调节滑动变阻器R R的的电阻和线圈
2、电阻和线圈L L的电阻相同，即：的电阻相同，即：R RR RL L.这样两并联支路的电阻就完全相同这样两并联支路的电阻就完全相同1 6-自感现象及其应用-课件(粤教版选修3-2)解析实验现象实验现象在 通 电 瞬 间，与 滑 动 变 阻 器在 通 电 瞬 间，与 滑 动 变 阻 器R R串 联 的 灯 泡串 联 的 灯 泡L L2 2_，而与线圈串联的灯泡，而与线圈串联的灯泡L L1 1则则_ _(即其正常发光比即其正常发光比L L2 2_一段时间一段时间)，最后两灯泡都，最后两灯泡都正常发光正常发光,亮度相同亮度相同(2)(2)实验二：断电自感实验实验二：断电自感实验实验装置实验装置逐渐变亮
3、逐渐变亮滞后滞后立即变亮立即变亮逐渐变亮滞后立即变亮实验现象实验现象闭合开关闭合开关S接通电路，调节接通电路，调节R使灯泡使灯泡L正常发光，达正常发光，达到稳定后，突然断开到稳定后，突然断开S时，发现灯泡时，发现灯泡L先先_一下，一下，过一会儿才熄灭过一会儿才熄灭闪亮闪亮图图162闪亮图1 6 2二、自感系数二、自感系数1 1影响自感电动势大小的因素影响自感电动势大小的因素(1)(1)穿过线圈的磁通量变化的穿过线圈的磁通量变化的_._.(2)(2)线圈本身的特性线圈本身的特性2 2自感系数自感系数自感系数是描述通电线圈自感系数是描述通电线圈_的物理量，简称为的物理量，简称为自感或电感，用自感或
4、电感，用L L表示表示(1)(1)大小：线圈的大小：线圈的长度长度越越_ _，线圈的，线圈的横截面积横截面积越越_,_,单位长度上单位长度上匝数匝数越越_ _，线圈的自感系数越大，线圈的自感系数越大，有铁有铁芯芯的线圈比无铁芯时自感系数的线圈比无铁芯时自感系数_得多得多(2)(2)单位：亨利单位：亨利(符号符号H)H)，1 H1 H10103 3 mH mH10106 6 H H快慢快慢自身特性自身特性长长多多大大大大二、自感系数快慢自身特性长多大大(3)(3)实验分析：两个实验电路有一个共同特点，当闭实验分析：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合开关或断
5、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了变化线圈中产生_._.这个电动势总是这个电动势总是_导体中原来电流的变化导体中原来电流的变化3 3自感电动势：在自感电动势：在_中产生的感应电动势叫中产生的感应电动势叫自感电动势自感电动势思考感悟：思考感悟：互感现象和自感现象是否属于电磁感应现象，是否遵互感现象和自感现象是否属于电磁感应现象，是否遵守楞次定律和法拉第电磁感应定律？守楞次定律和法拉第电磁感应定律？提示：提示：两者都属于电磁感应现象，所以都遵守楞次定两者都属于电磁感应现象，所以都遵守楞
6、次定律和法拉第电磁感应定律律和法拉第电磁感应定律变化变化感应电动势感应电动势阻碍阻碍自感现象自感现象(3)实验分析：两个实验电路有一个共同特点，当闭合开关或断开三、日光灯三、日光灯1 1日光灯的构造日光灯的构造(1)(1)日光灯主要由灯管、日光灯主要由灯管、_ _和和_组成，组成，灯管的组成如图灯管的组成如图1 16 63 3所示电路图如图所示电路图如图1 16 64 4所示所示镇流器镇流器启动器启动器图图163三、日光灯镇流器启动器图1 6 3图图164(2)(2)镇流器：镇流器是一个带铁芯的线圈，自感系镇流器：镇流器是一个带铁芯的线圈，自感系数很大日光灯点燃时，利用自感现 象 产 生数很大
7、日光灯点燃时，利用自感现 象 产 生_ _；日光灯正常发光时，利用自感现象；日光灯正常发光时，利用自感现象,对灯管起到对灯管起到_作用作用瞬时高压瞬时高压降压限流降压限流图1 6 4(2)镇流器：镇流器是一个带铁芯的线圈，自感系数(3)启动器：启动器的构造如图启动器：启动器的构造如图1 16 65 5所示，可利所示，可利用氖气的辉光放电使动、静触片接通在日光灯电用氖气的辉光放电使动、静触片接通在日光灯电路中相当于一个自动开关路中相当于一个自动开关图图165(3)启动器：启动器的构造如图1 6 5 所示，可利用氖气的辉2 2工作过程工作过程(1)(1)当开关闭合时，电源把电压加在启动器的两极之间
8、，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使氖气放电而发出辉光辉光产生的热量使U U形动触片膨形动触片膨胀伸长，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电中的氖气停止电,U,U形动触片冷却收缩，两个触片分离，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，会产生很电路自动断开流过镇流器的电流急剧减小，会产生很高的高的_，方向与原来电压的方向，方向与原来电压的方向_，形成，形成瞬时高
9、压加在灯管两端，使灯管中的气体开始放电，于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是日光灯管成为电流的通路开始发光自感电动势自感电动势相同相同2 工作过程自感电动势相同(2)(2)日光灯正常发光时，由于使用的是交变电流，电日光灯正常发光时，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大时，镇流器上的自感电动势_原电流增大，自原电流增大，自感电动势与原电压反向；当交流电的大小减小时感电动势与原电压反向；当交流电的大小减小时,镇镇流器上的自感电动势流器上的自感电动势_原
10、电流减小，自感电动势原电流减小，自感电动势与原电压同向，可见镇流器的自感电动势总是阻碍与原电压同向，可见镇流器的自感电动势总是阻碍电流的变化，镇流器就起电流的变化，镇流器就起_的作用的作用阻碍阻碍阻碍阻碍降压限流降压限流(2)日光灯正常发光时，由于使用的是交变电流，电流的大小和方核心要点突破核心要点突破一、自感现象的理解一、自感现象的理解1 1对自感现象的理解：自感现象是一种电磁感应现对自感现象的理解：自感现象是一种电磁感应现象，遵从法拉第电磁感应定律和楞次定律象，遵从法拉第电磁感应定律和楞次定律2 2对自感电动势的理解对自感电动势的理解(1)(1)产生原因产生原因通过线圈的电流发生变化，导致
11、穿过线圈的磁通量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，因而在原线圈上产生感应电动势发生变化，因而在原线圈上产生感应电动势核心要点突破一、自感现象的理解(2)(2)自感电动势的方向自感电动势的方向当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向当原电流增大时，自感电动势的方向与原电流方向相反；当原电流减小时，自感电动势方向与原电流相反；当原电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同方向相同(增反减同增反减同)(3)(3)自感电动势的作用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，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，即总是起着推迟电只
12、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流变化的作用(2)自感电动势的方向1(双选双选)如图如图167所示的电路中，电源电动势为所示的电路中，电源电动势为E，内阻，内阻r不能忽不能忽略略R1和和R2是两个定值电阻，是两个定值电阻，L是一个自感系数较是一个自感系数较大的线圈开关大的线圈开关S原来是断开的，从闭合开关原来是断开的，从闭合开关S到电到电路中电流达到稳定为止的时间内，通过路中电流达到稳定为止的时间内，通过R1的电流的电流I1和通过和通过R2的电流的电流I2的变化情况是的变化情况是()AI1开始较大而后逐渐变小开始较大而后逐渐变小BI1开始很小而后逐渐变大开始很小而后逐渐变
13、大CI2开始很小而后逐渐变大开始很小而后逐渐变大DI2开始较大而后逐渐变小开始较大而后逐渐变小图图167ACAC1(双选)如图1 6 7 图1 6 7 A C二、自感现象的分析思路二、自感现象的分析思路1 1明确通过自感线圈的电流的变化情况明确通过自感线圈的电流的变化情况(增大还是减增大还是减小小)2 2判断自感电动势方向，电流增强时判断自感电动势方向，电流增强时(如通电如通电)，自感，自感电动势方向与电流方向相反；电流减小时电动势方向与电流方向相反；电流减小时(如断电如断电)，自感电动势方向与电流方向相同自感电动势方向与电流方向相同3 3分析线圈中电流变化情况，电流增强时分析线圈中电流变化情
14、况，电流增强时(如通电如通电)，由于自感电动势方向与原电流方向相反，阻碍增加，由于自感电动势方向与原电流方向相反，阻碍增加，电流逐渐增大；电流减小时电流逐渐增大；电流减小时(如断电如断电)，由于自感电动，由于自感电动势方向与原电流方向相同，阻碍减小，线圈中电流方势方向与原电流方向相同，阻碍减小，线圈中电流方向不变，电流逐渐减小向不变，电流逐渐减小二、自感现象的分析思路4 4分析阻碍的结果，具体见下表分析阻碍的结果，具体见下表4 分析阻碍的结果，具体见下表1 6-自感现象及其应用-课件(粤教版选修3-2)解析特别提醒：特别提醒：电流减小时，自感线圈中电流大小一定电流减小时，自感线圈中电流大小一定
15、小于原先所通电流大小，自感电动势可能大于原电小于原先所通电流大小，自感电动势可能大于原电源电动势源电动势特别提醒：电流减小时，自感线圈中电流大小一定小于原先所通电流即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2.(单选单选)如图如图168所示电路中，所示电路中，图图168即时应用(即时突破，小试牛刀)图1 6 8A，B是两个相同的灯泡，是两个相同的灯泡，L是一个带铁芯的线圈，是一个带铁芯的线圈，电阻可不计调节电阻可不计调节R，电流稳定时两灯都正常发，电流稳定时两灯都正常发光，则在开关合上和断开时光，则在开关合上和断开时()A两灯同时亮、同时熄灭两灯同时亮、同时熄灭B合上合上S时，时
16、，B灯比灯比A灯先到达正常发光状态灯先到达正常发光状态C断开断开S时，时，A、B两灯都不会立即熄灭，通过两灯都不会立即熄灭，通过A、B两灯的电流方向都与原电流方向相同两灯的电流方向都与原电流方向相同D断开断开S时，时，A灯会突然闪亮一下后再熄灭灯会突然闪亮一下后再熄灭A，B 是两个相同的灯泡，L 是一个带铁芯的线圈，电阻可不计调解析：解析：选选B.本题考查自感电动势的作用本题考查自感电动势的作用合上合上S S时时,B B灯立即正常发光，灯立即正常发光，A A灯支路中，由于灯支路中，由于L L产生的自感电产生的自感电动势阻碍电流增大，动势阻碍电流增大，A A灯将推迟一些时间才能达到灯将推迟一些时
17、间才能达到正常发光状态，正常发光状态，A A错误，错误，B B正确；正确；断开断开S S时，时，L L中产生中产生与原电流方向相同的自感电动势，由它作为电源对与原电流方向相同的自感电动势，由它作为电源对A A、B B两灯的回路供电，因此两灯都不会立即熄灭，两灯的回路供电，因此两灯都不会立即熄灭，此时流过此时流过A A灯的电流与原电流同向，流过灯的电流与原电流同向，流过B B灯的电流灯的电流与原电流反向，与原电流反向，C C错误；错误；断开断开S后，由后，由L作为电源的作为电源的供电电流是从原来稳定时通过供电电流是从原来稳定时通过L中的电流值逐渐减中的电流值逐渐减小的，因此小的，因此A，B两灯只
18、是延缓一些时间熄灭，并不两灯只是延缓一些时间熄灭，并不会比原来更亮，会比原来更亮，D错误错误解析：选B.本题考查自感电动势的作用合上S 时,B 灯立即正常课堂互动讲练课堂互动讲练自感现象的理解自感现象的理解 (双选双选)如图如图169所示，电路甲、乙中电阻所示，电路甲、乙中电阻R和自感线圈和自感线圈L的电阻都很小接通开关的电阻都很小接通开关S，使电路达，使电路达到稳定，灯泡到稳定，灯泡A发光，则发光，则()图图169课堂互动讲练自感现象的理解 (双选)如图A在电路甲中，断开在电路甲中，断开S，A将渐渐变暗将渐渐变暗B在电路甲中，断开在电路甲中，断开S，A将先变得更亮，然后渐将先变得更亮，然后渐
19、渐变暗渐变暗C在电路乙中，断开在电路乙中，断开S，A将渐渐变暗将渐渐变暗D在电路乙中，断开在电路乙中，断开S，A将先变得更亮，然后渐将先变得更亮，然后渐渐变暗渐变暗【精讲精析】【精讲精析】甲图中，灯泡甲图中，灯泡A与线圈与线圈L在同一支路，在同一支路，通过的电流相同通过的电流相同IAIL；断开开关；断开开关S时，时，A、L、R组组成回路，成回路，R上电流立即消失，由于自感作用，回路上电流立即消失，由于自感作用，回路中电流由中电流由IL逐渐减小，灯泡逐渐减小，灯泡A不会闪亮，将逐渐变暗，不会闪亮，将逐渐变暗，故故A正确；乙图中，电路稳定时，通过上正确；乙图中，电路稳定时，通过上A 在电路甲中，断
20、开S，A 将渐渐变暗支路的电流支路的电流ILIA(因因L的电阻很小的电阻很小)；断开开关；断开开关S时时,由于由于L的自感作用，回路中的自感电流在的自感作用，回路中的自感电流在IL的基础的基础上减小，电流反向通过灯泡上减小，电流反向通过灯泡A的瞬间，灯泡的瞬间，灯泡A中电中电流变大，然后逐渐变小，所以灯泡流变大，然后逐渐变小，所以灯泡A闪亮一下，然闪亮一下，然后逐渐变暗，故后逐渐变暗，故D正确正确【答案】【答案】AD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对自感系数对自感系数L的理解的理解 (单选单选)关于线圈的自感系数，下列说法中关于线圈的自感系数，下列说法中正确
21、的是正确的是()A线圈中电流变化量越大，线圈的自感系数越大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不管电流如何变化，线圈的自感系数不变D D对自感系数L 的理解 (单选)【思路点拨】【思路点拨】自感系数是表示线圈产生自感电动自感系数是表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量，只与线圈本身有关，与其它势本领大小的物理量，只与线圈本身有关，与其它因素无关因素无关【精讲精析】【精讲精析】线圈的自感系数是由线
22、圈本身的特线圈的自感系数是由线圈本身的特性决定的，与线圈是否通电及电流的变化情况无关，性决定的，与线圈是否通电及电流的变化情况无关，正确答案为正确答案为D.【答案】【答案】D【方法总结】【方法总结】线圈的自感系数是由线圈的结构决线圈的自感系数是由线圈的结构决定的，要获得自感系数较大的线圈，应改变线圈的定的，要获得自感系数较大的线圈，应改变线圈的结构，比如增加线圈的横截面积、增加线圈的匝数、结构，比如增加线圈的横截面积、增加线圈的匝数、在线圈中放入铁芯等在线圈中放入铁芯等【思路点拨】自感系数是表示线圈产生自感电动势本领大小的物理日光灯的工作原理日光灯的工作原理 (单选单选)如图如图1610所示，
23、所示，S为启动器，为启动器，L为镇流器，其中日光灯的接线图正确的是为镇流器，其中日光灯的接线图正确的是()图图1610A日光灯的工作原理 (单选)如【思路点拨】【思路点拨】判断本题时要把握启动器在日光灯判断本题时要把握启动器在日光灯启动时所起的作用；镇流器分别在日光灯启动和工启动时所起的作用；镇流器分别在日光灯启动和工作时所起的作用作时所起的作用【自主解答】【自主解答】根据日光灯的工作原理，要想使日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、静触片分瞬时高压，这两个条件缺一不可当动、静触
24、片分离后，选项离后，选项B中灯管和电源断开，选项中灯管和电源断开，选项B错误；选错误；选项项C中镇流器与灯管断开，无法将瞬时高压加在灯中镇流器与灯管断开，无法将瞬时高压加在灯管两端，选项管两端，选项C错误；选项错误；选项D中灯丝左、右端分别中灯丝左、右端分别被短接，无法预热放出电子，不能使灯管气体导电，被短接，无法预热放出电子，不能使灯管气体导电，选项选项D错误错误【答案】【答案】A【思路点拨】判断本题时要把握启动器在日光灯启动时所起的作用变式训练变式训练(双选双选)在日光灯电路中接有启动器、镇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流器和日光灯管，下列说法中正确的是()
25、A日光灯点燃后，镇流器、启动器都不起作用日光灯点燃后，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，可以将启日光灯点亮后，启动器不再起作用，可以将启动器去掉动器去掉D日光灯点亮后，使镇流器短路，日光灯仍能正日光灯点亮后，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常发光，并能降低对电能的消耗BC变式训练(双选)在日光灯电路中接有启动器、镇流器和日光灯管解析：解析：选选BC.日光灯工作时都要经过日光灯工作时都要经过预热、启动和预热、启动和正常正常工作三个不同的阶段，它们的工作电流通路如工作三个不同的阶段，它们的工作电流通路如图所示图所示在启动阶段镇流器与启动器配合产生瞬间高压工在启动阶段镇流器与启动器配合产生瞬间高压工作时，电流由镇流器经灯管，不再流过启动器，故作时，电流由镇流器经灯管，不再流过启动器，故日光灯启动后启动器不再工作，而镇流器还要起降日光灯启动后启动器不再工作，而镇流器还要起降压限流作用，不能去掉，故选压限流作用，不能去掉，故选B、C.解析：选B C.日光灯工作时都要经过预热、启动和正常工作三个不
