高中物理教科版选修3-2课件：第一章6.自感 :16张PPT
文档属性
| 名称 | 高中物理教科版选修3-2课件：第一章6.自感 :16张PPT |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 440.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-10-29 09:39:20 | ||
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文档简介
课件16张PPT。6.自感1.知道什么是自感现象并理解自感电动势的作用.
2.知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量,知道它的单位及影响因素.
3.知道日光灯管的结构和工作原理.一、自感现象
1.概念: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,叫做自感.
2.两类自感.二、自感电动势与自感系数 若一个线圈中的电流在均匀增大,那么这个线圈的自感系数将如何变化?
提示:不变.这是因为自感系数是描述线圈本身特征的物理量,不随电流变化而变化.三、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、灯丝和启动器是串联的.
虚线框内为日光灯的电路图(如图所示).2.启动器的构造及作用.
启动器由充有氖气的小玻璃泡、静触片、U形动触片等组成,它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,会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.日光灯正常发光时,摘掉启动器,灯还能不能正常发光?若有一启动器坏后摘了下来,开灯时,手持一小段带有绝缘皮的导线,一端插在启动器的接点上,另一端与另一个接点碰一下后迅速拿开,灯会不会亮?为什么?(为确保安全,请不要动手实验!)
提示:能正常发光.会亮,因为这时这段导线在电路中同样起到自动开关的作用(与启动器的作用相同).探究一探究二自感现象的理解
1.对自感现象的理解
自感现象是一种电磁感应现象,遵守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,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.探究一探究二3.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,其阻碍作用仅由绕制成线圈的导线的电阻引起的.
特别提醒自感电动势的两个特点:
(1)自感电动势阻碍自身电流的变化,但不能阻止,且自感电动势阻碍自身电流变化的结果,会对其他电路元件的电流产生影响.
(2)自感电动势的大小跟自身电流变化的快慢有关,电流变化越快,自感电动势越大.探究一探究二自感现象的分析思路
1.明确通过自感线圈的电流的变化情况(增大还是减小).
2.判断自感电动势方向,电流增强时(如通电时),自感电动势方向与原电流方向相反;电流减小时(如断电时),自感电动势方向与原电流方向相同.
3.分析线圈中电流变化情况,电流增强时(如通电时),由于自感电动势方向与原电流方向相反,阻碍增加,电流逐渐增大;电流减小时(如断电时),由于自感电动势方向与原电流方向相同,阻碍减小,线圈中电流方向不变,电流逐渐减小.
4.明确电路中元件与自感线圈的连接方式,若元件与自感线圈串联,元件中的电流与线圈中电流有相同的变化规律;若元件与自感线圈并联,元件上的电压与线圈上的电压有相同的变化规律;若元件与自感线圈构成临时回路,元件成为自感线圈的临时外电路,元件中的电流大小与线圈中电流大小有相同的变化规律.探究一探究二5.分析阻碍的结果,具体见下表: 特别提醒自感现象中的感应电流只能阻碍原电流的变化,但不能阻止其变化,故自感线圈中感应电流大小一定小于原来所通电流大小,但自感电动势可能大于原电源电动势.【例题1】 如图所示,电感线圈L的自感系数足够大,其直流电阻忽略不计,LA、LB是两个相同的灯泡,且在下列实验中不会烧毁,电阻R2的阻值约等于R1的两倍,则 ( )
A.闭合开关S时,LA、LB同时达到最亮,且LB更亮一些
B.闭合开关S时,LA、LB均慢慢亮起来,且LA更亮一些
C.断开开关S时,LA慢慢熄灭,LB马上熄灭
D.断开开关S时,LA慢慢熄灭,LB闪亮后才慢慢熄灭点拨:(1)分析自感电流的大小时,应注意“L的自感系数足够大,其直流电阻忽略不计”这一关键语句;
(2)电路接通瞬间,自感线圈相当于断路;
(3)电路断开瞬间,回路中电流从L中原来的电流开始减小.
解析:由于灯泡LA与线圈L串联,灯泡LB与电阻R2串联,当S闭合的瞬间,通过线圈的电流突然增大,线圈产生自感电动势,阻碍电流的增加,所以LB先亮,A、B错误;由于LA所在的支路电阻阻值偏小,故稳定时电流大,即LA更亮一些;当S断开的瞬间,线圈产生自感电动势,两灯组成的串联电路中,电流从线圈中电流开始减小,即从IA减小,故LA慢慢熄灭,LB闪亮后才慢慢熄灭,C错误,D正确.
答案:D
反思(1)通电自感瞬间,自感线圈相当于断路.
(2)断电自感瞬间,自感线圈相当于电源.【例题2】 (多选)右图为日光灯电路,关于该电路,以下说法正确的是( )
A.启动过程中,启动器断开瞬间镇流器L产生瞬时高压
B.日光灯正常发光后,镇流器L使灯管两端电压低于电源电压
C.日光灯正常发光后启动器是导通的
D.图中的电源可以是交流电源,也可以是直流电源点拨:分析启动器、镇流器在日光灯电路中的作用.
解析:日光灯中镇流器的作用是,当启动器断开的瞬间产生瞬时高压,击穿灯管中的稀薄气体导电,而启动后自感电动势会使灯管两端的电压低于电源电压,故A、B均正确;灯管导通后,启动器断开,日光灯只能用交流电源供电,故C、D均错.
答案:AB
反思镇流器的作用是当启动器断开的瞬间产生瞬时高压,正常工作时降压限流.
2.知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量,知道它的单位及影响因素.
3.知道日光灯管的结构和工作原理.一、自感现象
1.概念: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,叫做自感.
2.两类自感.二、自感电动势与自感系数 若一个线圈中的电流在均匀增大,那么这个线圈的自感系数将如何变化?
提示:不变.这是因为自感系数是描述线圈本身特征的物理量,不随电流变化而变化.三、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、灯丝和启动器是串联的.
虚线框内为日光灯的电路图(如图所示).2.启动器的构造及作用.
启动器由充有氖气的小玻璃泡、静触片、U形动触片等组成,它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,会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.日光灯正常发光时,摘掉启动器,灯还能不能正常发光?若有一启动器坏后摘了下来,开灯时,手持一小段带有绝缘皮的导线,一端插在启动器的接点上,另一端与另一个接点碰一下后迅速拿开,灯会不会亮?为什么?(为确保安全,请不要动手实验!)
提示:能正常发光.会亮,因为这时这段导线在电路中同样起到自动开关的作用(与启动器的作用相同).探究一探究二自感现象的理解
1.对自感现象的理解
自感现象是一种电磁感应现象,遵守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,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.探究一探究二3.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,其阻碍作用仅由绕制成线圈的导线的电阻引起的.
特别提醒自感电动势的两个特点:
(1)自感电动势阻碍自身电流的变化,但不能阻止,且自感电动势阻碍自身电流变化的结果,会对其他电路元件的电流产生影响.
(2)自感电动势的大小跟自身电流变化的快慢有关,电流变化越快,自感电动势越大.探究一探究二自感现象的分析思路
1.明确通过自感线圈的电流的变化情况(增大还是减小).
2.判断自感电动势方向,电流增强时(如通电时),自感电动势方向与原电流方向相反;电流减小时(如断电时),自感电动势方向与原电流方向相同.
3.分析线圈中电流变化情况,电流增强时(如通电时),由于自感电动势方向与原电流方向相反,阻碍增加,电流逐渐增大;电流减小时(如断电时),由于自感电动势方向与原电流方向相同,阻碍减小,线圈中电流方向不变,电流逐渐减小.
4.明确电路中元件与自感线圈的连接方式,若元件与自感线圈串联,元件中的电流与线圈中电流有相同的变化规律;若元件与自感线圈并联,元件上的电压与线圈上的电压有相同的变化规律;若元件与自感线圈构成临时回路,元件成为自感线圈的临时外电路,元件中的电流大小与线圈中电流大小有相同的变化规律.探究一探究二5.分析阻碍的结果,具体见下表: 特别提醒自感现象中的感应电流只能阻碍原电流的变化,但不能阻止其变化,故自感线圈中感应电流大小一定小于原来所通电流大小,但自感电动势可能大于原电源电动势.【例题1】 如图所示,电感线圈L的自感系数足够大,其直流电阻忽略不计,LA、LB是两个相同的灯泡,且在下列实验中不会烧毁,电阻R2的阻值约等于R1的两倍,则 ( )
A.闭合开关S时,LA、LB同时达到最亮,且LB更亮一些
B.闭合开关S时,LA、LB均慢慢亮起来,且LA更亮一些
C.断开开关S时,LA慢慢熄灭,LB马上熄灭
D.断开开关S时,LA慢慢熄灭,LB闪亮后才慢慢熄灭点拨:(1)分析自感电流的大小时,应注意“L的自感系数足够大,其直流电阻忽略不计”这一关键语句;
(2)电路接通瞬间,自感线圈相当于断路;
(3)电路断开瞬间,回路中电流从L中原来的电流开始减小.
解析:由于灯泡LA与线圈L串联,灯泡LB与电阻R2串联,当S闭合的瞬间,通过线圈的电流突然增大,线圈产生自感电动势,阻碍电流的增加,所以LB先亮,A、B错误;由于LA所在的支路电阻阻值偏小,故稳定时电流大,即LA更亮一些;当S断开的瞬间,线圈产生自感电动势,两灯组成的串联电路中,电流从线圈中电流开始减小,即从IA减小,故LA慢慢熄灭,LB闪亮后才慢慢熄灭,C错误,D正确.
答案:D
反思(1)通电自感瞬间,自感线圈相当于断路.
(2)断电自感瞬间,自感线圈相当于电源.【例题2】 (多选)右图为日光灯电路,关于该电路,以下说法正确的是( )
A.启动过程中,启动器断开瞬间镇流器L产生瞬时高压
B.日光灯正常发光后,镇流器L使灯管两端电压低于电源电压
C.日光灯正常发光后启动器是导通的
D.图中的电源可以是交流电源,也可以是直流电源点拨:分析启动器、镇流器在日光灯电路中的作用.
解析:日光灯中镇流器的作用是,当启动器断开的瞬间产生瞬时高压,击穿灯管中的稀薄气体导电,而启动后自感电动势会使灯管两端的电压低于电源电压,故A、B均正确;灯管导通后,启动器断开,日光灯只能用交流电源供电,故C、D均错.
答案:AB
反思镇流器的作用是当启动器断开的瞬间产生瞬时高压,正常工作时降压限流.