教科版物理选修32 第1章 6自感Word文档下载推荐.docx
- 文档编号:7588380
- 上传时间:2023-05-08
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:133.69KB
教科版物理选修32 第1章 6自感Word文档下载推荐.docx
《教科版物理选修32 第1章 6自感Word文档下载推荐.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《教科版物理选修32 第1章 6自感Word文档下载推荐.docx(12页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
阻碍电流的增加
断电自感
断开开关的瞬间,灯泡D延迟熄灭.有时灯泡D会闪亮一下,然后逐渐变暗
阻碍电流的减小
2.自感现象
(1)自感:
由于导体线圈本身的电流发生变化而引起的电磁感应现象.
(2)自感电动势:
在自感现象中产生的电动势.
(3)作用:
自感电动势总阻碍导体中原电流的变化.
3.自感系数
(1)自感电动势表达式:
EL=L
,其中L为线圈的自感系数,简称自感或电感.
(2)自感系数
(1)自感电动势总是阻碍导体中原电流的变化.(√)
(2)自感电动势的方向一定与原电流的方向相反.(×
)
(3)通过线圈的电流增大的越来越快,则自感系数变大.(×
1.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?
【提示】 自感现象属于电磁感应现象,同样遵守楞次定律和法拉第电磁感应定律.
2.大城市的无轨电车在行驶的过程中,由于车身颠簸,有可能使车顶上的电弓瞬间脱离电网线,这时可以看到电火花闪现.请说说电火花产生的原因是什么?
【提示】 电弓脱离电网线的瞬间电流减小,所产生的自感电动势很大,在电弓与电网线的空隙产生电火花.
探讨:
如图161所示,在演示断电自感实验时,有时灯泡D会闪亮一下,然后逐渐熄灭,你能说出是什么原因导致的吗?
图161
【提示】 若线圈L的阻值RL小于灯泡阻值R0时,断电前稳定状态下电流IL>ID.断电后L与D构成回路,断电瞬间由于自感现象,IL将延迟减弱,则流过灯泡D的电流为IL大于原电流,所以会使灯泡闪亮一下后再逐渐熄灭.
1.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(即:
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,原电流仍在变化,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.
2.对电感线圈阻碍作用的理解
(1)若电路中的电流正在改变,电感线圈会产生自感电动势阻碍电路中电流的变化,使得通过电感线圈的电流不能突变.
(2)若电路中的电流是稳定的,电感线圈相当于一段导线,其阻碍作用是由绕制线圈的导线的电阻引起的.
3.自感现象的分析思路
↓
分析阻碍的结果:
电流增大时,由于自感电动势的作用,线圈中电流逐渐增大,与线圈串联的元件中的电流也逐渐增大;
电流减小时,由于自感电动势的作用,线圈中电流逐渐减小,与线圈串联的元件中的电流也逐渐减小
1.(多选)如图162所示的电路中,电源电动势为E,内阻r不能忽略.R1和R2是两个定值电阻,L是一个自感系数较大的线圈.开关S原来是断开的,从闭合开关S到电路中电流达到稳定为止的时间内,通过R1的电流I1和通过R2的电流I2的变化情况是( )
【导学号:
46042051】
图162
A.I1开始较大而后逐渐变小
B.I1开始很小而后逐渐变大
C.I2开始很小而后逐渐变大
D.I2开始较大而后逐渐变小
【解析】 闭合开关S时,由于L是一个自感系数较大的线圈,产生反向的自感电动势阻碍电流的变化,所以开始I2很小,随着电流达到稳定,自感作用减小,I2开始逐渐变大.闭合开关S时,由于线圈阻碍作用很大,路端电压较大,随着自感作用减小,路端电压减小,所以R1上的电压逐渐减小,电流逐渐减小,故A、C正确.
【答案】 AC
2.如图163所示,线圈L的电阻和电源内阻都很小,可忽略不计,电路中两个电阻的阻值均为R,开始时开关S断开,此时电路中电流为I0.现将开关S闭合,线圈L中有自感电动势产生,下列说法中正确的是( )
图163
A.由于自感电动势有阻碍电流的作用,电路中电流最终由I0减小到零
B.由于自感电动势有阻碍电流的作用,电路中电流最终小于I0
C.由于自感电动势有阻碍电流的作用,电路中电流将保持I0不变
D.自感电动势有阻碍电流增大的作用,但电路中电流最终还要增大到2I0
【解析】 当开关S闭合时,通过线圈的电流增大,在线圈中产生自感电动势,自感电动势阻碍电流的增大,但“阻碍”不是“阻止”,“阻碍”实质上是“延缓”,电路中的电流不会立刻变为2I0,但最终仍会增大到2I0.选项D正确.
【答案】 D
3.(多选)图164甲、乙电路中,电阻R和自感线圈L的电阻都很小,接通S,使电路达到稳定,灯泡A发光,则下列说法中正确的是( )
【导学号:
46042052】
甲 乙
图164
A.在电路甲中,断开S,A将渐渐变暗
B.在电路甲中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗
C.在电路乙中,断开S,A将渐渐变暗
D.在电路乙中,断开S,A将先变得更亮,然后渐渐变暗
【解析】 电阻R和自感线圈L的电阻都很小,图甲中,闭合S时,IL<
IR,断开S后,IR=0,由于自感线圈的存在,阻碍灯泡中的电流IL变小,但IL仍继续变小,并通过R形成回路,所以甲图中灯泡是渐渐变暗.图乙中,同理IL′>
IR′,断开S后,通过灯泡的电流在IL′的基础上变小,所以乙图中灯泡会突然亮一下,然后渐渐变暗.
【答案】 AD
通、断电自感中灯泡亮度变化问题
与线圈串联的灯泡
与线圈并联的灯泡
电路图
通电时
电流逐渐增大,灯泡逐渐变亮
灯泡立即变亮(自感线圈电阻不可忽略)
断电时
电流逐渐减小,灯泡逐渐变暗,电流方向不变
电路中稳态电流为I1、I2
(1)若I2≤I1,灯泡逐渐变暗
(2)若I2>
I1,灯泡闪亮后逐渐变暗,两种情况灯泡电流方向均改变
自感的典型应用——日光灯
1.日光灯的构造及电路图
日光灯由灯管、灯丝、镇流器和启动器组成,灯管中充有微量的惰性气体和稀薄的汞蒸气,镇流器、灯丝和启动器的电路是串联的.
电路图如图165所示.
图165
2.启动器的构造及作用
启动器是一个充有氖气的小玻璃泡,里面有两个电极,一个是固定不动的静触片,另一个是双金属片制成的U型动触片.启动器的作用是在开关闭合后,使电路短暂接通再将电路断开,相当于一个自动开关.
3.镇流器的作用
在启动器短暂接通电路再将电路断开的瞬间,镇流器中的电流急剧减小,产生很高的自感电动势:
这个自感电动势的方向与原来电源的电压方向相同,它们合在一起,形成一个瞬时高电压,加在灯管两端,使灯管中的气体放电,于是日光灯管成为电流的通路,开始发光.
日光灯正常发光时,镇流器在电路中起着降压限流作用,保证日光灯的正常工作.
(1)日光灯正常发光后,拿掉启动器,日光灯将熄灭.(×
(2)日光灯正常工作时,镇流器起降压限流的作用.(√)
(3)日光灯启动时,镇流器产生瞬时高压,从而使灯管中的气体放电,开始发光.(√)
有一次,小飞拿掉家里拉线开关的盒盖,关掉日光灯,看到了开关上有电火花产生,小飞感到迷惑.
请思考:
开关上产生电火花的原因是什么?
【提示】 日光灯正常工作时,有电流通过镇流器的线圈,当断开开关时,镇流器中电流迅速减少,产生较大的自感电动势,故在断开开关时,两极间产生了一个瞬时高压,击穿空气,放电产生火花.
如图166所示是日光灯的电路图.日光灯主要由灯管、镇流器、启动器组成.关于启动器和镇流器思考下列问题:
图166
探讨1:
日光灯正常发光后,启动器的作用如何?
【提示】 没有作用,此时取下启动器,日光灯仍能正常工作.
探讨2:
日光灯正常发光后,镇流器的作用如何?
【提示】 此时镇流器起降压限流作用,否则灯管被烧坏.
1.对启动器工作原理的认识
启动器主要由电容器和玻璃泡组成,电容器与玻璃泡并联.玻璃泡内构造如图167所示.玻璃泡内充有氖气,泡内装有两个金属片,一个是固定不动的静触片,另一个是由双金属片制成的U形动触片,动、静触片之间留有小缝隙,形成两个电极.
图167
启动器的主要作用是在开关闭合后,利用氖管的辉光放电,通过动、静触片的接通和断开过程,使镇流器产生瞬时高电压.
2.镇流器的作用
(1)启动时:
由于镇流器的自感作用,镇流器能够产生一个高出电源电压很多的瞬时电压,使日光灯内的气体导电而被点燃.
(2)启动后:
因为日光灯的电阻变得很小,只允许通过不大的电流,否则就会将灯管烧毁,这时加在灯管两端的电压(约几十伏特)低于电源电压,这也是通过镇流器的自感作用来实现的.此时,镇流器的作用是“降压限流”.
3.日光灯管的发光原理
日光灯发光利用了自激放电中的辉光放电.在日光灯管中充有稀薄气体,开关闭合后,灯丝预热发出电子.与此同时,启动器中的氖气放电发出辉光,使动、静触片接触又分离,镇流器产生瞬时高电压,与电源电压一起加在灯管两端,在灯管两极间形成一个强电场.电子在强电场作用下获得较大的动能,电子跟中性气体分子碰撞发生电离,电离后的气体开始导电,日光灯开始发光.可见,日光灯发光需要两个条件:
灯丝预热发出电子和瞬时高压.
4.日光灯镇流器的作用有( )
46042053】
A.启动器动、静触片接触时,镇流器产生瞬时高压
B.正常工作时,镇流器降压限流保证日灯光正常工作
C.正常工作时,使日光灯管两端的电压稳定在220V
D.正常工作时,不准电流通过日光灯管
【解析】 当启动器的动、静触片分离电路断开时,镇流器能产生瞬时高压,和电源电压一起加在灯管两端,使灯管中的气体导电,日光灯开始发光;
在日光灯正常发光时,由于交变电流通过镇流器的线圈,线圈中产生自感电动势,总是阻碍电流的变化,起着降压限流的作用,保证日光灯的正常工作.
【答案】 B
5.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、启动器.启动器的构造如图168所示,为了便于日光灯工作,常在启动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168
A.启动器两脚A、B与启动器座接触不良
B.电容器C断路
C.电容器C被击穿而短路
D.镇流器自感系数L太大
【解析】 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,即启动器接通,但不能自动断开,说明电容器C短路了,选C.
【答案】 C
6.若将图169甲中启动器换为开关S1,并给镇流器并联一个开关S2,如图乙所示,则下列叙述正确的是( )
46042054】
图169
A.只把S3接通,日光灯就能正常发光
B.把S3、S1接通后,S2不接通,日光灯就能正常发光
C.S2不接通,接通S3、S1后,再断开S1,日光灯就能正常发光
D.当日光灯正常发光后,再接通S2,日光灯仍能正常发光
【解析】 一般日光灯启动时瞬间把电源、灯丝、镇流器接通,然后自动断开,靠镇流器产生瞬时高压,使灯管内气体导电,所以启动时既要使乙图中S3闭合,又需使S1瞬间闭合再断开,A、B错,C对;
正常工作时镇流器起降压限流作用,若把乙图中S2闭合,则镇流器失去作用,日光灯不能正常工作,D错.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 教科版物理选修32 第1章 6自感 教科版 物理 选修 32 自感
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)