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课件网) 4 自 感 [学习目标] 1.理解自感现象,能通过电磁感应的有关规律分析通电和断电自感现象的成因。2.了解自感电动势的计算式,知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量,知道其单位。3.能分析日光灯的原理,并知道自感线圈所起的作用。 探究·必备知识 「探究新知」 知识点一 自感现象 1.自感现象:由于导体线圈本身的电流发生变化而引起的 现象,叫作自感。 2.自感电动势:在 现象中产生的电动势叫作自感电动势。 电磁感应 自感 3.通电自感和断电自感 项目 电路 现象 自感电动势的作用 通电 自感 接通电源的瞬间,灯泡 慢慢地亮起来 阻碍电流的 断电 自感 断开开关的瞬间,灯泡短时间内继续发光, 熄灭 阻碍电流的 D2 增大 延迟 减小 4.自感现象中的能量转化 (1)闭合开关开始通电过程中,通过线圈支路的电流激发了磁场,一部分 能转化为 能储存在线圈的磁场中。 (2)断开开关后, 能又转化为 能,通过灯泡释放出来,转化为热和光消耗掉。 电 磁场 磁场 电 1.自感电动势 自感电动势EL跟电流的变化率 成正比,即 EL= 。 2.自感系数 (1)定义:EL= 中的比例系数L叫作线圈的自感系数,简称 或电感。 (2)单位: ,简称亨,符号是H。常用单位还有毫亨(mH)和微亨(μH)。 1 H=103 mH=106 μH。如果通过线圈的电流在1 s内改变1 A时,产生的感应电动势为1 V,这个线圈的自感系数就是 。 知识点二 自感系数 自感 亨利 1 H 3.自感的消除 双线绕法:由于两根平行导线中的电流方向相反,它们的磁场可以互相抵消,从而可以使自感现象的影响减弱到可以忽略的程度。如图所示。 知识点三 自感现象的应用———日光灯 1.日光灯的构造 如图,日光灯主要由灯管、 、 、导线和开关组成。镇流器是一个有铁芯的 很大的线圈。 启动器是一个充有氖气的小玻璃泡,里面有两个电极,一个是固定不动的 ,一个是用两种不同的金属薄片铆合而成的 。 镇流器 启动器 自感系数 静触片 U形动触片 2.日光灯的原理 灯管的两端各有一段灯丝,灯管内充有微量的惰性气体和稀薄的汞蒸气,灯管内壁上涂有 粉。在高压激发下,两个灯丝之间的气体在 时能发出紫外线,荧光粉受到紫外线的照射发出 。荧光粉的种类不同,发光的颜色也不一样。 荧光 导电 可见光 「新知检测」 1.思考判断 (1)自感现象中,感应电动势一定和原电流方向相反。( ) (2)没有发生自感现象时,即使有磁场也不会储存能量。( ) (3)线圈自感电动势的大小与自感系数L有关,反过来,L与自感电动势也有关。 ( ) (4)日光灯启动瞬间,灯管两端的电压高于 220 V。( ) (5)日光灯正常工作时,启动器的动、静触片是分离的。( ) (6)启动器中的电容器能避免产生电火花,没有电容器,启动器不能工作。 ( ) × × × √ √ × 2.思维探究 (1)在断电自感的实验中,为什么开关断开后,灯泡的发光会持续一段时间 试从能量的角度加以讨论。 【答案】 (1)开关闭合时线圈中有电流,电流产生磁场,能量储存在磁场中,开关断开时,线圈的作用相当于电源,把磁场中的能量转化成电能。 (2)自感的作用是什么 自感现象中自感电动势的方向与引起自感的原电流的方向一定相反吗 【答案】 (2)自感的作用是阻碍导体中原电流的变化。不一定,当原电流减弱时,自感电动势的方向与原电流同向;当原电流增强时,自感电动势的方向与原电流方向相反。 突破·关键能力 要点一 对自感现象的理解 「情境探究」 如图所示,L是自感系数足够大的线圈,电阻可忽略不计,D1、D2和D3是三个完全相同的灯泡。 请探究以下问题: (1)开关S闭合后,三个灯泡的亮度变化情况如何 【答案】 (1)线圈L的自感系数足够大,对电流的阻碍作用很强,S闭合瞬间,线圈L中的电流几乎为零,电源立即给D1、D2和D3三个灯泡供电,三个灯泡同时亮。当 ... ...
