高中物理 第一章 电磁感应 第六节 自感现象及其应用学案 粤教版选修3-2-粤教版高中选修3-2物理学案VIP免费

第六节自感现象及其应用1.能够通过电磁感应的有关规律分析自感现象．2.了解影响自感电动势大小的因素，知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量．3.了解自感现象，知道日光灯的构造及工作原理．,[学生用书P21])一、自感现象1．实验一：通电自感实验(1)实验装置：在如图所示的通电自感电路中，两灯泡L1、L2的规格完全相同．根据灯泡L1、L2的亮度调节滑动变阻器R的电阻和线圈L的电阻相同，即：R＝RL.这样两并联支路的电阻就完全相同．(2)实验现象：在通电瞬间，与滑动变阻器R串联的灯泡L2立即变亮，而与线圈串联的灯泡L1则逐渐变亮(即其正常发光比L2滞后一段时间)，最后两灯泡都正常发光，亮度相同．2．实验二：断电自感实验(1)实验装置：在如图所示的断电自感电路中，线圈L的电阻较小(线圈中有恒定电流时电阻值较小)，目的是接通电路的灯泡正常发光时，通过线圈的电流IL大于通过灯泡L1的电流IL1，即IL>IL1.(2)实验现象：闭合开关S接通电路，调节R使灯泡L1和L2正常发光，达到稳定后，突然断开S时，可以看到灯泡L2立刻熄灭，灯泡L1却是闪亮一下，再逐渐熄灭．3．实验分析：两个实验电路有一个共同特点，当闭合开关或断开开关时，通过线圈的电流发生了变化．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．线圈中产生感应电动势．这个电动势总是阻碍导体中原来电流的变化．4．实验总结(1)自感：由于线圈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．(2)自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势．自感电动势在闭合电路中会产生自感电流．二、自感系数1．影响自感电动势大小的因素(1)穿过线圈的磁通量变化的快慢．(2)线圈本身的特性．2．自感系数自感系数是描述通电线圈自身特性的物理量，简称为自感或电感，用L表示．(1)大小：线圈的长度越长，线圈的横截面积越大，单位长度上匝数越多，线圈的自感系数越大，有铁芯的线圈比无铁芯时自感系数大得多．(2)单位：亨利(符号H)，1H＝103mH＝106μH.1．在自感现象中，自感电动势的大小由哪些因素决定？线圈的自感系数由什么决定？提示：电流的变化率、自感系数自感系数由线圈自身的因素决定三、日光灯构造原理、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、氩和水银蒸气高压将灯管内气体击穿，释放电子与汞原子碰撞发出紫外线使荧光粉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2．在日光灯正常工作时，启动器和镇流器都不再起作用，对吗？提示：正常发光时，启动器不再起作用，但镇流器仍有降压限流作用．自感现象的理解[学生用书P22]1．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．2．对自感电动势的理解(1)产生原因：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．(2)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相反；当原电流减小时，自感电动势方向与原电流方向相同(增反减同)．(3)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，只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．3．对电感线圈阻碍作用的理解(1)两种阻碍作用产生的原因不同：线圈对稳定电流的阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻决定的，对稳定电流阻碍作用的产生原因是金属对定向运动电子的阻碍作用，具体可用金属导电理论理解．线圈对变化电流的阻碍作用是由线圈的自感现象引起的，当通过线圈中的电流变化时，穿过线圈的磁通量发生变化，产生自感电动势，根据楞次定律知，当线圈中的电流增加时，线圈中的自感电动势与原电流方向相反，阻碍电流的增加(图甲)．当线圈中的电流减小时，线圈中的自感电动势与原电流方向相同，阻碍电流的减小(图乙)．(2)两种阻碍作用产生的效果不同：在通电线圈中，电流稳定值为，由此可知线圈的稳定态电阻决定了电流的稳定值．L越大，电流由零增大到稳定值I0的时间越长．也就是说，线圈对变化电流的阻碍作用越大，电流变化的越慢．总之，稳定态电阻决定了电流所能达到的稳定值，对变化电流的阻碍作用决定了要达到稳...