16-自感现象及其应用-课件(粤教版选修3-2).ppt
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- 16 自感 现象 及其 应用 课件 粤教版 选修
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1、第六节第六节 自感现象及其应用自感现象及其应用2022-11-21第六节 自感现象及其应用1 0/9/2 0 2 2课标定位课标定位学习目标:学习目标:1.能够通过电磁感应的有关规律分析自感现象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了解自感现象,知道日光灯的构造及工作原理重点难点:重点难点:1.自感现象的原理自感现象的原理2.日光灯的工作原理日光灯的工作原理2022-11-21课标定位学习目标:1 0/9/2 0
2、 2 2第第六六节节核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练课前自主学案课前自主学案课标定位课标定位2022-11-21第六节核心要点突破课堂互动讲练知能优化训练课前自主学案课标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2022-11-21课前自主学案一、自感现象电流1 0/9/2 0 2 2实验装置实验装置在图在图161所示的通电自感电路中,两灯泡所示的通电
3、自感电路中,两灯泡L1、L2的规格完全相同根据灯泡的规格完全相同根据灯泡L1、L2的亮度调节滑的亮度调节滑动变阻器动变阻器R的电阻和线圈的电阻和线圈L的电阻相同,即:的电阻相同,即:RRL.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图图1612022-11-21实验装置图1 6 1 1 0/9/2 0 2 2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 串 联 的 灯 泡串 联 的 灯 泡L2_,而与线圈串联的灯泡,而与线圈串联的灯泡L1则则_(即其正常发光比即其正常发光比L2_一段时间一段时间),最后两灯泡都,最后
4、两灯泡都正常发光正常发光,亮度相同亮度相同(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图图162逐渐变亮逐渐变亮滞后滞后立即变亮立即变亮2022-11-21实验现象图1 6 2 逐渐变亮滞后立即变亮1 0/9/2 0 2 2在图在图162所示的断电自感电路中,线圈所示的断电自感电路中,线圈L的电的电阻较小阻较小(线圈中有恒定电流时电阻值较小线圈中有恒定电流时电阻值较小),目的是,目的是接通电路的灯泡正常发光时,通过线圈的电流接通电路的灯泡正常发光时,通过线圈的电流IL大大于通过灯泡的电流于通过灯泡的电流IL,即,即ILIL.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
5、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2022-11-21在图1 6 2 所示的断电自感电路中,线圈L 的电阻较小(线圈中(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
6、变化导体中原来电流的变化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2022-11-21(3)实验分析:两个实验电路有一个共同特点,当闭合开关或断开二、自感系数二、自感系数1影响自感电动势
7、大小的因素影响自感电动势大小的因素(1)穿过线圈的磁通量变化的穿过线圈的磁通量变化的_.(2)线圈本身的特性线圈本身的特性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,用自感或电感,用L表示表示(1)大小:线圈的长度越大小:线圈的长度越_,线圈的截面积越,线圈的截面积越_,单单位长度上匝数越位长度上匝数越_,线圈的自感系数越大,有铁芯,线圈的自感系数越大,有铁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)单位:亨利单位:亨利(符号符号H),1 H103 mH106 H快慢快慢自身特性自身特性长长多多大大大大202
8、2-11-21二、自感系数快慢自身特性长多大大1 0/9/2 0 2 2三、日光灯三、日光灯1日光灯的构造日光灯的构造(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163所示电路图如图所示电路图如图164所示所示镇流器镇流器启动器启动器图图1632022-11-21三、日光灯镇流器启动器图1 6 3 1 0/9/2 0 2 2图图164(2)镇流器:镇流器是一个带铁芯的线圈,自感系数镇流器: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 生很 大 日 光 灯 点 燃 时,利 用 自 感 现 象 产 生_;
9、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,对对灯管起到灯管起到_作用作用瞬时高压瞬时高压降压限流降压限流2022-11-21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165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1652022-11-21(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工作过程工作过程(1)当开关闭合时,电源把电压加在启动器的两极之当开关闭合时,电源把电压加在
10、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间,使氖气放电而发出辉光辉光产生的热量使U形动触片膨胀伸长,跟静触片接触而把电路接通,形动触片膨胀伸长,跟静触片接触而把电路接通,于是镇流器的线圈和灯管的灯丝中就有电流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,启动器中的氖气停止电过电路接通后,启动器中的氖气停止电,U形动触形动触片冷却收缩,两个触片分离,电路自动断开流过片冷却收缩,两个触片分离,电路自动断开流过镇流器的电流急剧减小,会产生很高的镇流器的电流急剧减小,会产生很高的_,方向与原来电压的方向,方向与原来电压的方向_,形成,形成瞬时高压加在灯管两端,使灯管中的气体开始
11、放电,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于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2022-11-212 工作过程自感电动势相同1 0/9/2 0 2 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
12、势_原电流减小,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2022-11-21(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对自感电动势的理解对自感电动势的理解(1)产生原因产生原因通过线圈的电流发
13、生变化,导致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2022-11-21核心要点突破一、自感现象的理解1 0/9/2 0 2 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)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,
14、只是使原电流的变化时间变长,即总是起着推迟电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流变化的作用2022-11-21(2)自感电动势的方向1 0/9/2 0 2 23对电感线圈阻碍作用的理解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理论理解线圈对变化电流的阻碍作用是由线圈
15、的自感现象引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,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,电流方向相反,阻碍电流的增加,2022-11-213 对电感线圈阻碍作用的理解1 0/9/2 0 2 2如图如图166甲所示当线圈中的电流减小时,线甲所示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,阻碍电流减圈中的自感电动势与原电流
16、方向相同,阻碍电流减小小(图乙图乙)图图1662022-11-21如图1 6 6 甲所示当线圈中的电流减小时,线圈中的自感电动(2)两种阻碍作用产生的效果不同两种阻碍作用产生的效果不同在通电线圈中,电流稳定值为在通电线圈中,电流稳定值为E/RL,由此可知线圈,由此可知线圈的稳定态电阻决定了电流的稳定值的稳定态电阻决定了电流的稳定值L越大,电流越大,电流由零增大到稳定值由零增大到稳定值I0的时间越长也就是说,线圈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,对之,稳定态电阻决定了电流所能达到的
17、稳定值,对变化电流的阻碍作用决定了要达到稳定值所需的时变化电流的阻碍作用决定了要达到稳定值所需的时间间2022-11-21(2)两种阻碍作用产生的效果不同1 0/9/2 0 2 2即时应用即时应用(即时突破,小试牛刀即时突破,小试牛刀)1(双选双选)如图如图167图图1672022-11-21即时应用(即时突破,小试牛刀)图1 6 7 1 0/9/2 0 2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
18、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2022-11-21所示的电路中,电源电动势为E,内阻r 不能忽略R 1 和R 2 是两解析:解析:选选AC.闭合开关闭合开关S时,由于时,由于L是一个自感系数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较大的线圈,产生反向的自感电动势阻碍电流的变
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