1、1.5自感現(xiàn)象與日光燈知識脈絡(luò)學習目標知道日光燈中起輝器的構(gòu)造和工作原理.1. 理解自感現(xiàn)象及其產(chǎn)生的原因，會分析自感現(xiàn)象.（重點）2. 掌握日光燈工作原理及通電自感、斷電自感現(xiàn)象的分析.（重點、難點）掌握自感電動勢和自感系數(shù)，知道互感現(xiàn)象.（難點）自主預(yù)習探新知知識梳理、探究日光燈電路日光燈與鎮(zhèn)流器元件名稱構(gòu)造原理、作用起輝器電容器、動觸片、靜觸片啟動時將電路瞬時接通后斷開燈管燈管、燈絲、制和汞蒸氣高壓將管內(nèi)氣體擊穿，釋放電子與汞原子碰撞發(fā)出素夕卜線使災(zāi)光物質(zhì)發(fā)光_鎮(zhèn)流器鐵心、多匝線圈啟動時形成瞬時高壓，工作時降壓限流、自感現(xiàn)象1. 自感由于導體本身的電流發(fā)生變化而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象叫做自感

2、現(xiàn)象，自感現(xiàn)象中產(chǎn)牛的感應(yīng)電動勢叫做自感電動勢.2. 自感電動勢的大小規(guī)律：自感電動勢與電流的變化率成正tL_AI公式：E=虹無式中的L稱為自感系數(shù)，只跟線圈自身的因素有關(guān).線圈的橫截面積越大、長度越長、匝數(shù)越多,它的自感系數(shù)就越大.有鐵心的比無鐵心的自感系數(shù)大.基礎(chǔ)自測1. 思考判斷(1) 日光燈正常工作后，起輝器不再起作用.(/)(2) 日光燈正常工作時，管內(nèi)氣體變?yōu)閷щ姞顟B(tài)，電阻很小.(/)日光燈正常發(fā)光后，使鎮(zhèn)流器短路，日光燈仍能正常發(fā)光，并能降低電能的消耗.(X)【提示】日光燈正常工作后，鎮(zhèn)流器并沒有被短路，它的作用是降壓限流.(3) 只要線圈本身電流發(fā)生變化就有自感電動勢產(chǎn)生.(/

3、)當線圈中電流增大時，線圈中自感電動勢的方向與線圈中電流的方向相反.(V)(4) 線圈中電流變化得越快，線圈的自感系數(shù)就越大.(X)【提示】自感系數(shù)由線圈本身性質(zhì)決定.人類生活中對能源的可持續(xù)利用可以通過節(jié)能方式體現(xiàn)，日光燈是最常用的節(jié)能照明工具，它的主要構(gòu)成有燈管、鎮(zhèn)流器、起輝器.起輝器的構(gòu)造如圖1-5-1所示，為了便丁日光燈工作，常在起輝器兩端并上一個紙質(zhì)電容器C.現(xiàn)有一盞日光燈總是出現(xiàn)燈管兩端亮而中間不亮，經(jīng)檢查，燈管是好的，電源電壓正常，鎮(zhèn)流器無故障，其原因可能是()圖1-5-1A.起輝器兩腳A、B與起輝器座接觸不良B.電容器C斷路C. 電容器C被擊穿而短路D. 鎮(zhèn)流器中的線圈匝數(shù)太多

4、C由題意知鎮(zhèn)流器無故障，故D項錯誤；日光燈管兩端亮而中間不亮，說明燈管兩端的燈絲處丁通電狀態(tài)，即起輝器接通，但不能自動斷開，說明電容器C短路了，選C.(多選)下列關(guān)丁自感現(xiàn)象的論述中，正確的是()【導學號：53932028A.線圈的自感系數(shù)跟線圈內(nèi)電流的變化率成正比B. 當導體中電流減弱時，自感電流的方向與原電流方向相反C. 當導體中電流增大時，自感電流的方向與原電流方向相反D.穿過線圈的磁通量的變化和線圈中電流的變化成正比CD線圈的自感系數(shù)是由線圈本身性質(zhì)決定的，與線圈的長度、匝數(shù)、線圈的橫截面積、鐵心有關(guān)，而與線圈內(nèi)電流的變化率無關(guān)，A錯.自感電流的方向總是阻礙原來線圈中電流的變化，即原來

5、線圈中電流增大，自感電流的方向與原電流方向相反；線圈中電流減弱，自感電流的方向與原電流方向相同，C對，B錯.根據(jù)E=LAI/k和E=n/A比較可知的，貝UD對.合作探究玫重難15日光燈電路1. 日光燈的構(gòu)造如圖1-5-2所示，日光燈主要是由燈管、鎮(zhèn)流器、起輝器三部分構(gòu)成.起輝器與燈管并聯(lián)，鎮(zhèn)流器與燈管申聯(lián).圖1-5-22. 各部分的作用(1) 燈管：燈管兩端有燈絲，管內(nèi)充有微量的氯和稀薄的汞蒸氣，管壁上涂有熒光粉.當兩燈絲間的氣體導電時發(fā)出紫外線，紫外線使涂在管壁上的熒光粉發(fā)出柔和的可見光.(2) 鎮(zhèn)流器：鎮(zhèn)流器是一個帶鐵心的線圈，其匝數(shù)很多且為閉合鐵心，自感系數(shù)很大.鎮(zhèn)流器的作用：日光燈點燃

6、時，利用自感現(xiàn)象產(chǎn)生瞬時高壓；日光燈正常發(fā)光時，利用自感現(xiàn)象，對燈管起著降壓限流的作用.(3) 起輝器：其構(gòu)造如圖1-5-3所示，它是一個充有式氣的小玻璃泡，里面裝有兩個電極，一個固定不動的靜觸片和一個用雙金屆片制成的U形動觸片.圖1-5-3起輝器的作用：通斷電路(開關(guān)).3. 日光燈的工作原理啟動：開關(guān)閉合后，電源電壓加在起輝器兩極，使式氣放電發(fā)出輝光，輝光產(chǎn)生的熱量使U形動觸片膨脹，跟靜觸片接觸把電路接通.電路接通后，式氣停止放電，U形動觸片冷卻收縮，兩觸片分開，電路斷開.電路斷開的瞬間，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生很高的自感電動勢，其方向與原電壓方向相同，共同加在燈管兩端，使燈管中的汞蒸氣放電，日光燈開始

7、工作.(1) 正常發(fā)光：日光燈正常發(fā)光時，鎮(zhèn)流器與兩燈絲及燈管內(nèi)的汞蒸氣組成申聯(lián)電路.由丁鎮(zhèn)流器中的線圈的自感現(xiàn)象，阻礙通過燈管的電流變化，起降壓限流作用，確保日光燈正常工作.卜例n(多選)如圖1-5-4甲為日光燈電路，圖1-5-4乙為起輝器結(jié)構(gòu)圖.在日光燈正常工作的過程中()甲乙圖1-5-4A. 鎮(zhèn)流器為日光燈的點亮提供瞬時高壓B. 鎮(zhèn)流器維持燈管兩端有高丁電源的電壓，使燈管正常工作C. 燈管點亮發(fā)光后，起輝器中兩個觸片是接觸的D. 燈管點亮發(fā)光后，鎮(zhèn)流器起降壓限流作用使燈管在較低的電壓下工作思路點撥：鎮(zhèn)流器在日光燈點亮前、后的作用；起輝器的結(jié)構(gòu)及工作原理.AD日光燈剛發(fā)光時，鎮(zhèn)流器在啟動時

8、產(chǎn)生瞬時高壓，故A正確；燈管點亮發(fā)光后，鎮(zhèn)流器起降壓限流作用使燈管在較低的電壓下工作，故B錯誤，D正確.燈管正常發(fā)光后，起輝器不再工作，起輝器中兩個觸片是分離的，故C日光燈電路的分析方法(1) 電路連接：日光燈電路中，鎮(zhèn)流器與燈管申聯(lián)，起輝器與燈管并聯(lián).(2) 各部分作用：起輝器起開關(guān)作用；鎮(zhèn)流器點燃燈管時提供高壓，燈管正常發(fā)光時降壓限流；燈管能夠發(fā)光.針對訓練如圖1-5-5所示是日光燈的結(jié)構(gòu)示意圖，若按圖示的電路連接，關(guān)丁日光燈發(fā)光的情況，下歹0敘述中正確的是()圖1-5-5A.S1接通，S2、S3斷開，日光燈就能正常發(fā)光B.S1、&接通，S3斷開，日光燈就能正常發(fā)光C. S3斷開，

9、接通S1、S2后，再斷開S2,日光燈就能正常發(fā)光D. 當日光燈正常發(fā)光后，再接通日光燈仍能正常發(fā)光C當S1接通，S2、S3斷開時，電源電壓220V直接加在燈管兩端，日光燈不能發(fā)光，選項A錯誤；當S、S2接通，S3斷開時，燈絲兩端被短路，電壓為零，日光燈不能發(fā)光，選項B錯誤；當日光燈正常發(fā)光后，再接通S3,則鎮(zhèn)流器被短路，燈管兩端電壓過高，會損壞燈管，選項D錯誤；只有當S、S2接通，燈絲被預(yù)熱，發(fā)出電子，再斷開S2,鎮(zhèn)流器中產(chǎn)生很大的瞬時電壓，和原電壓一起加在燈管兩端，使氣體電離，日光燈正常發(fā)光，故選項C正確.廈爵j自感現(xiàn)象1. 對自感現(xiàn)象的理解(1) 自感現(xiàn)象是一種特殊的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，其特殊性

10、在丁產(chǎn)生原磁場和產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的是同一導體.(2) 產(chǎn)生自感現(xiàn)象的原因是導體本身的電流發(fā)生變化而引起穿過自身的磁通量的變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢.自感現(xiàn)象的規(guī)律符合電磁感應(yīng)現(xiàn)象的一般規(guī)律，仍然遵守法拉第電磁感應(yīng)定律和楞次定律.2. 對自感電動勢的理解(1)產(chǎn)生原因：通過線圈的電流發(fā)生變化，導致穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,因而在線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢.(2) 自感電動勢的方向：當原電流增大時，自感電動勢的方向與原電流方向相反；當原電流減小時，自感電動勢的方向與原電流方向相同.(3) 自感電動勢的作用：阻礙原電流的變化.阻礙不是阻止，原電流仍在變化，只是使原電流的變化時間變長，即總是起著推遲電流變化的作

11、用.3. 對電感線圈阻礙作用的理解(1) 若電路中的電流正在改變，電感線圈會產(chǎn)生自感電動勢阻礙電路中電流的變化，使得通過電感線圈的電流不能突變.(2) 若電路中的電流是穩(wěn)定的，電感線圈相當丁一段導線，其阻礙作用是由繞制線圈的導線的電阻引起的.阻礙作用過程中能量轉(zhuǎn)化的特點：線圈對變化電流的阻礙作用結(jié)果是實現(xiàn)電能和磁能的相互轉(zhuǎn)化.線圈中電流從無到有時，磁場從無到有，電源的能量輸送給磁場，儲存在磁場中.相反，線圈中電流減小時，磁場中的能量釋放出來轉(zhuǎn)化為電能.如圖1-5-6所示的電路中，電源的電動勢為E,內(nèi)阻為r,線圈L的S,下列表示A、B兩點間電壓Uab隨時間t變化的電阻不計，電阻R的阻值大丁燈泡D

12、的阻值，在t=0時刻閉合開關(guān)S,經(jīng)過一段時間后，在t=t1時刻斷開圖像中，正確的是()圖1-5-6思路點撥：通電瞬間,線圈相當丁斷路；斷電瞬間，線圈相當丁電源;注意電流大小及方向的變化.B在t=0時刻閉合開關(guān)S,由丁線圈L產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流通過，電源輸出電流較小，路端電壓較高，經(jīng)過一段時間電路穩(wěn)定，電源輸出電流較大,路端電壓較低.在t=t1時刻斷開S,線圈L產(chǎn)生自感電動勢，與燈泡構(gòu)成閉合回路，燈泡D中有反向電流通過，所以表示A、B兩點間電壓Uab隨時問t變化的圖像中正確的是B.(1)斷電時，自感線圈處相當丁電源，其電流逐漸減小，不會發(fā)生突變.(2期電時，燈泡會不會閃亮一下再熄滅取決丁通過

13、燈泡前后電流大小的關(guān)系.若斷電前自感線圈電流II大丁燈泡的電流Id,則燈泡會閃亮一下再熄滅；若斷電前自感線圈中的電流Il小丁或等丁燈泡中的電流Id,貝U不會出現(xiàn)閃亮，而是逐漸熄滅.(3政注意斷電前后通過燈泡的電流方向是否變化.針對訓練如圖1-5-7所示電路中,L為自感系數(shù)很大、電阻為Rl的線圈，A為一阻值為Ra的小燈泡，已知Rl>Ra，電源的電動勢為E,內(nèi)阻不計，某物理實驗小組的同學們把S閉合一段時間后開始計時，記錄各支路的電流，測得流過L的電流為ii,流過燈A的電流為i2,并在ti時刻將S斷開，畫出了通過燈泡A的電流隨時間變化的圖像，你認為正確的是()【導學號：53932029】圖1-

14、5-7ABCDD當S閉合時，由丁Rl>Ra，故開始一段時間內(nèi)，各支路電流之間的關(guān)系為i2>i1,流過燈A的電流方向從左向右，S斷開時，由丁L的自感作用，流經(jīng)L的電流方向從左向右不變，大小由原來的i1逐漸減小，它與燈A構(gòu)成閉合回路，由此可知燈A的電流方向與原來相反，大小與L中電流相同，即由i1逐漸減小，故A、B、C錯，D對.當堂達標固雙基1.對丁日光燈的下列說法中正確的是()【導學號：53932030】A.起輝器是在日光燈啟動過程中起接通電路并提供瞬時高壓的作用B. 鎮(zhèn)流器在日光燈啟動及工作過程中起降壓限流作用C. 日光燈發(fā)光原理同白熾燈一樣，不是由燈絲產(chǎn)生足夠熱量時發(fā)光的D. 起輝

15、器只在日光燈啟動時起暫時接通電路的作用，而鎮(zhèn)流器在啟動時提供高壓，在正常工作時乂起降壓限流作用D啟動時，起輝器起接通電路作用，然后斷開，鎮(zhèn)流器由于自感產(chǎn)生瞬時高壓，將氣體擊穿后，熾熱的燈絲釋放電子與汞原子碰撞產(chǎn)生紫外線，再引起熒光物質(zhì)發(fā)光，正常工作時鎮(zhèn)流器乂阻礙電流變化起降壓限流作用，可見A、B、C錯，D對.（多選）如圖1-5-8所示的電路中，Ai和A2是完全相同的燈泡，線圈L的電阻可以忽略.下列說法中正確的是（）圖1-5-8A. 合上開關(guān)S接通電路時,A2先亮，Ai后亮，最后一樣亮B. 合上開關(guān)S接通電路時，Ai和A2始終一樣亮C. 斷開開關(guān)S切斷電路時，A2立刻熄滅，Ai過一會兒才熄滅D. 斷開開關(guān)S切斷電路時,Ai和A2都要過一會兒才熄滅AD由于自感現(xiàn)象，合上開關(guān)時，Ai中的電流緩慢增大到某一個值，故過一會兒才亮；斷開開關(guān)時，Ai中的電流緩慢減小到0,Ai、A2申聯(lián)，電流始終相等，都是過一會兒才熄滅.故選A、D.如圖i-5-9所示的電路中，Ai和A2是兩個相同的小燈泡，L是一個自感系數(shù)相當大的線圈，其阻值與R相同.在開關(guān)S接通和斷開時，燈泡Ai和A2亮暗的順序是（）圖i-5-9A.接通時Ai先達最亮，斷開時Ai后滅B. 接通時A2先達最亮，斷開時Ai后滅C. 接通