第二章第2节自 感

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第2节 自感
复习回顾：
1、 法拉第电磁感应定律内容
电路中感应电动势的大小，跟穿过这个电路的磁通量的变化率成正比
2、 楞次定律的内容
感应电流的磁场总是要阻碍引起感应电流的磁通量的变化
思考：
如果通过线圈本身的电流发生了变化，则线圈中电流产生的磁场相应发生改变，那么这个磁场通过线圈本身的磁通量也发生了改变，在线圈自身回路中也会产生感应电动势和感应电流吗 ？
亲
身
感
悟
S
B
A
L
用7.5V直流电源与线圈连成如图所示电路，连接好后，请多人手拉手站好，其中两人用手各自握住线头A，B的裸露部分
（1）接通S，有没有感觉？
（2）断开S时，又有没有感觉呢？
【演示实验1】通电瞬间
现象：在闭合开关S的瞬间，灯2立刻正常发光．而灯1却是逐渐从暗到明，要比灯2迟一段时间正常发光．
S接通
穿过线圈的电流I 增大
穿过线圈的磁通量增大
线圈产生感应电动势
2灯逐渐亮
流过1、2灯的电流随时间的变化情况
阻碍电流增大
？
？
？
？
分析1灯
I2
I1
I
t
2
1
S
【演示实验2】断电瞬间
现象:开关断开时，灯泡不是立即熄灭，而是先闪亮一下，然后熄灭。
通过线圈的电流I 减小
穿过圈的磁通量减小
线圈产生感应电动势
灯逐渐熄灭
流减小（补偿）
S断开
？
？
？
？
2 感应电流方向
1 原电流方向
O
t
I
3 通过灯的电流变化情况
阻碍电
S
分析
讨论:小灯泡在熄灭之前是否都要闪亮一下？
L
R
K
图 3
a
b
A
E
自感现象：由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象
自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势。自感电动势的方向总是阻碍原来电流的变化
一、 自感现象
结合下列问题，自学课本P23自感系数
部分内容。
（1）自感电动势的表达式如何？
式中各符号代表什么？
（2）自感系数的大小与什么因素有关？
它的国际单位是什么？常用单位还有哪些？
各单位的符号怎么写？
1、自感电动势的大小：与电流的变化率成正比
2、自感系数 L－简称自感或电感：由线圈本身性质决定
（1）决定线圈自感系数的因素：
（2）自感系数的国际单位：亨利，简称亨，符号是 H
常用单位：毫亨（m H） 微亨（μH）
实验表明，线圈越大，越粗，匝数越多，自感系数越大。另外，带有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时大得多。
二、 自感系数
1H=103 m H=106 μH
　　如图所示，由于两根平行导线中的电流方向相反，它们的磁场可以互相抵消，从而可以使自感现象的影响减弱到可以忽略的程度。
三、自感现象的防止
三、自感现象的典型应用---日光灯
日光灯构造：灯管 启动器 镇流器
日光灯电路：
日光灯管两端各有一灯丝，灯管内充有微量的氩和稀薄的汞蒸气，灯管内壁上涂有荧光粉，两个灯丝之间的气体导电时发出紫外线，使荧光粉发出柔和的可见光。启动时，要激发气体导电所需的电压比220 V高得多.正常发光时灯管内只允许通过不大的电流，这时要求加在灯管上的电压低于电源电压.
启动器在电路中起开关作用，它由一个氖气放电管与一个电容并联而成，放电管中一个电极用双金属片组成，利用氖泡放电加热，使双金属片在开闭时，引起电感镇流器电流突变并产生高压电加到灯管两端。
镇流器的作用——是自感系数很大的带铁芯的线圈，启动时，产生瞬时高压，帮助点燃； 正常工作时，起降压限流作用，保护灯管。
预热：当开关接通的时候，电源电压立即通过镇流器和灯管灯丝加到启动器的两极。220伏的电压立即使启动器的惰性气体电离，产生辉光放电。辉光放电的热量使双金属片受热膨胀，两极接触。电流通过镇流器、启动器触极和两端灯丝构成通路。灯丝很快被电流加热，发射出大量电子。
启动：由于启动器两极闭合，两极间电压为零，辉光放电消失，管内温度降低；双金属片自动复位，两极断开。在两极断开的瞬间，电路电流突然切断，镇流器产生很大的自感电动势，与电源电压叠加后作用于管两端。灯丝受热时发射出来的大量电子，在灯管两端高电压作用下，以极大的速度由低电势端向高电势端运动。在加速运动的过程中，碰撞管内氩气分子，使之迅速电离。氩气电离生热，热量使水银产生蒸气，随之水银蒸气也被电离，并发出强烈的紫外线。在紫外线的激发下，管壁内的荧光粉发出近乎白色的可见光。
启动后电流路径
1、关于自感现象，正确的说法是：（ ）
A、感应电流一定和原电流方向相反；
B、线圈中产生的自感电动势较大的其自感系数一定较大；
C、对于同一线圈，当电流变化越大时，线圈中产生的自感电动势也越大；
D、自感电动势总是阻碍原来电流变化的。
D
四、课堂练习
2、如图所示，多匝电感线圈的电阻和电池内阻都忽略不计，两个电阻的阻值都是R，电键S原来打开，电流为I0，今合上电键将一电阻短路，于是线圈有自感电动势产生，这电动势（ ）
A. 有阻碍电流的作用，最后电流由I0 减少到零
B. 有阻碍电流的作用，最后电流总小于I0
C. 有阻碍电流增大的作用，因而电流I0保持不变
D. 有阻碍电流增大的作用，但电流最后还是增大到2 I0
S
R
R
I0
L
D
3、如图所示，L为自感系数较大的线圈，电路稳定后小灯泡正常发光，当断开电键的瞬间会有（ ）
A 、 灯A立即熄灭
B 、 灯A慢慢熄灭
C 、 灯A突然闪亮一下再慢慢熄灭
D 、 灯A突然闪亮一下再突然熄灭
L A
A
4、如图AB是相同的小灯泡，L是带铁芯的线圈，电阻不记，调节R，电路稳定时，两灯泡都正常发光，则在开关合上和断开时 （ ）
A、两灯同时亮，同时灭
B、合上S，B比A先达到正常发
光状态
C、断开S，AB两灯都不会立即
灭，通过AB两灯的电流方向都与原电
流方向相同
D、断开S时，A灯会突然闪亮一下后，再熄灭
B
5、家用日光灯电路如图示，S为启动器，A为灯管，L为镇流器，关于日光灯的工作原理，下列说法正确的是： （ ）
A. 镇流器的作用是将交流电变为直流电
B. 在日光灯的启动阶段，镇流器能提供一个瞬时高
压，使灯管开始工作
C.日光灯正常发光时，启动器的两个触片是分离的
D.日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直
接辐射的
B C
220V
A
L
～
S
一、自感现象
由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，叫自感现象。
二、自感电动势
在自感现象中产生的感应电动势。
五、课堂小结
三、自感系数
自感电动势的大小：
自感系数L：与线圈的大小、形状、圈数及有无铁芯有关
四、自感的典型应用---日光灯
1、构造
2、原理