鲁科版高中物理选修3-2第2章第3节自感现象的应用
2020_2021学年高中物理第二章楞次定律和自感现象第3节自感现象的应用教案鲁科版选修3_2
自感现象的应用［教学目标］（一）知识与技能1．了解日光灯的结构和发光原理。
2．知道日光灯的辅助元件镇流器和启动器的工作原理。
3．了解感应器的原理和在生活中应用。
（二）过程与方法通过学生的亲身体验和教师演示日光灯发光过程，感受自感现象。
（三）情感、态度与价值观通过学习自感现象的在实际生活中的应用，培养学生热爱科学、崇尚科学的态度。
［教学重点］1．日光灯的工作原理及镇流器的作用。
2．感应圈的工作原理。
［教学难点］镇流器及启动器的作用。
［教学器材］自制示教板、数字万用表、6W日光灯、小功率变压器（替代镇流器）、启辉器、氖泡、1节18650锂电池［教学方法］讲授法、实验法。
［教学过程］（一）引入新课演示电感线圈的断电自感现象。
如图，在演示板上连接一个由4V 锂电池、电灯、电感线圈的串联电路。
请学生上来配合实验，用导线的连接和断开来替代开关。
学生在断开导线的那一瞬间感受到了强烈的自感现象，有触电的感觉。
教师对实验现象进行解释。
因为断电时，电路有电流的突变，自感线圈中产生了磁通量的变化，于是产生了自感电动势。
由于实验中选择的自感线圈的自感系数L 较大，由I t E L ∆∆=，产生的自感电动势也较大，实际上瞬间可达100V 以上。
教师在导线开关处并联一个氖泡，学生观察到在断电的瞬间氖泡发光，这表明自感电动势大于80V 。
通过这个小实验可以为学生理解镇流器的作用打下了铺垫。
（二）进行新课一．日光灯的结构和发光原理1．日光灯管的结构让学生先自行阅读课本，了解日光灯管的结构。
教师配合多媒体图片讲授：日光灯管是密封的玻璃管，管内充有稀薄的氩气和汞蒸气，在灯管的内壁上涂有荧光粉。
在灯管的两端有两个灯丝（钨丝），各有两只管脚。
2、日光灯发光原理日光灯接入电路通电时，灯丝发热温度升高，有电子从灯丝逸出。
逸出的自由电子在灯管两端高压形成的电场中被加速，电子在运动的过程中与汞原子碰撞，汞原子被激发到高能级后再向低能级的跃迁，辐射出紫外线，紫外线照射到玻璃管上的荧光粉后，荧光粉发出白光。
最新鲁科版选修(3-2)第三节《自感现象的应用》教案
最新鲁科版选修(3-2)第三节《自感现象的应用》教案鲁积林一、教学背景：本节内容是在学生学习了电磁感应后对电磁感应现象的又一应用实例的介绍,自感现象是一种特殊的电磁感应现象,是对电磁感应的知识迁移到实际应用中,学以致用。
使知识更具有连贯性和科学性,对培养学生科学分析研究和知识迁移应用有重要意义。
二、教材分析：教材用日光灯开灯时的特殊现象引入新课,然后介绍自感现象,通过实验探究,使学生明白自感现象的规律都符合电磁感应现象的一般规律。
使学生将己学的电磁感应的知识扩展到自感现象的原理的理解,通过讨论与交流,利用类比,启迪学生思考,得出影响自感系数的相关因素,然后介绍日光灯的工作原理及工作过程,使学生将所学的知识总结应用,完善了知识结构。
并在书末简单提出了电子镇流器及新型灯具,引导学生进一步收集资料、自行探究。
三、教学目标（一）知识与技能1．认识自感现象,了解日光灯的工作原理。
2．能够应用电磁感应的知识分析通电、断电自感现象的原因。
（二）过程与方法1．通过对两个自感实验的观察和讨论,培养学生的观察能力和分析推理能力。
2．通过对日光灯工作原理的分析,培养学生学以至用的能力。
（三）情感、态度与价值观自感是电磁感应现象的特例,使学生初步形成特殊现象中有它的普遍规律,而普遍规律中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点。
四、教学重点认识自感现象,了解日光灯的工作原理。
五、教材处理针对本节内容的实验趣味性和可操作性,以小实验引入,提高学生的兴趣,采用实验探究和理论推导相结合的方法,让学生先在实验探究中观察自感现象,然后从电磁感应原理出发,解释和推导这一现象的本质,并引导学生分析自感原理及影响自感系数的相关因素,在此基础上进一步分析日光灯的工作原理,这样处理学生,能使学生思路严谨清晰,学生的实验能力和理论分析能力将同时得到训练和培养,有利于提高他们的知识迁移和实践能力。
六、教学用具：自感现象示教板,多媒体,CAI课件,七、教学过程（一）引入新课：1、学生分组实验演示“千人震”教师打开日光灯,让学生观察一下日光灯的变亮情况。
高中物理 第2章 楞次定律和自感现象 第3节 自感现象的应用课件 鲁科版选修32
3．镇流器 (1)在灯管启动时：镇流器能够产生一个高出电源电压很 多的瞬时电压，而灯管内气体需要一个比220 V高得多的电 压，才能被“激活”，使日光灯内的气体导电而被点燃． (2)在日光灯启动后：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，这时要求加在灯管 两端的电压低于电源电压，此要求也是通过镇流器来实现 的．此时，镇流器的作用是“降压限流”．
1．日光灯镇流器的作用有( ) A．启动器触片接通时，产生瞬时高压 B．工作时，降压、限流、保证日光灯正常工作 C．工作时，使日光灯管的电压稳定在220 V D．工作时，不准电流通过日光灯管
解析： 启动器接通后再断开时，镇流器 产生断电自感电动势是瞬时高压，故 A 错．日 光灯正常工作时，因交流电通过镇流器产生自 感电动势，起降压限流作用，故 B 正确．保证 日光灯管正常工作，此时有电流通过日光灯 管，灯管两端电压小于 220 V，故 C、D 错．
2．日光灯的发光原理：首先高压将灯管内气体击__穿__，气 体导电电阻很小，所以灯管正常发光时所需的电压_小__于_220 V.
3．镇流器 (1)构造：镇流器主要是由自感系数_很__大__的线圈构成． (2)作用：启动时，镇流器在灯管两端形成_瞬__时__高__压_，击 穿气体，使灯管发光；正常发光后，镇流器起降__压__限__流__作用， 以免烧坏灯管．
日光灯工作原理的理解和辨析
在日光灯工作原理中，如图所示．
(1) 开 关 合 上 前 ， 启 动 器 的 静 金 属 片 和 动 金 属 片 是 ________(填“接通的”或“断开的”)；
(2)开关刚合上时，220 V交流电压加在________之间，使 氖泡发出辉光；
2．危害：在电路中，开关断开时产生电弧火花，烧坏开 关或造成安全隐患．
物理选修3-2鲁科版第2节自感和第3节自感现象的应用课件.
温馨提示 线圈的自感系数是表征线圈产生自感电动势本领 大小的物理量．在数值上等于通过线圈的电流在1 s内改变1 A时 产生的自感电动1．自感电动势 ΔΦ (1)大小：根据法拉第电磁感应定律： E＝ n ，由于磁通量 Δt 的变化是电流的变化引起的，故自感电动势的大小与电流的变化 ΔI 快慢有关，可表示成： E自＝ L ，式中L称为自感系数． Δt (2)方向：楞次定律在这里可表达成“自感电动势具有这样的 方向，它总是阻碍引起自感电动势的电流的变化”．当流过导体 的电流减弱时，自感电动势的方向与原电流的方向相同；当流过 导体的电流增强时，自感电动势的方向与原电流的方向相反．
第2节
自
感
1
1．知道什么是自感现象和自感电动势． 2．知道自感系数是表示线圈本身性质的物 理量． 3．知道自感现象的利弊及其利用和防止．
2
一、自感现象 1．定义 由于导体自身的电流发生变化所产生的 电磁感应现象 叫做自 感现象． 2．产生原因 导体自身的 电流 发生变化，从而引起磁通量变化．
3
二、自感电动势 1．定义 由导体自身电流变化所产生的 感应电动势叫做自感电动势． 2．作用 总是 阻碍 导体中原电流的变化，即总是起着推迟电流变化 的作用，当电流增大时，自感电动势阻碍电流的 增大 ；当电流 减小时，自感电动势阻碍电流的 减小 ． ΔI 3．公式：E＝L· Δt 温馨提示 自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化，当
反偏电压过大，会烧坏电压表
答案 B
23
2．在如图2－2－5所示的甲、乙电路中，电 阻R和灯泡电阻值相等，自感线圈L的电阻值可 认为是零．在接通开关S时，则( )．
图2－2－5
A．在电路甲中，A将渐渐变亮 B．在电路甲中，A将先变亮，后渐渐变暗 C．在电路乙中，A将渐渐变亮 D．在电路乙中，A将由亮渐渐变暗，后熄灭
(鲁科版)物理选修3-2课件：第2章-第3节-自感现象的应用
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
不太重要，考纲中没有明显的要求，可以引导学生自学 .
课 时 作 业
菜
单
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
●新课导入建议 介绍内容引入新课
教 学 方 案 设 计
1．灯的历史(各时期灯的图片介绍)． 2．引入日光灯的广泛使用(日光灯的优点、特点)．
教 学 方 案 设 计
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
课 前 自 主 导 学
在物理、化学实验室里可以作为 小功率高压 电源，在 汽车、煤气灶点火装置中产生高压电火花完成点火工作．
菜 单
课 时 作 业
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
(3)自感现象的其他应用 ①应用 在广播电台和电视台的无线电设备中，用自感线圈和电 容器组成 振荡电路 来发射电磁波；在收音机和电视机中，
1.日光灯的工作原理及镇流 器的作用．(重点) 2.感应圈的工作原理．(重点) 3.镇流器及启动器的作用．( 难点)
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
菜
单
LK ·物理
教 学 教 法 分 析
选修3-2
课 堂 互 动 探 究
高中物理第2章楞次定律和自感现象第3节自感现象的应用教师用书鲁科版选修3_2word版本
第3节自感现象的应用[先填空]1．日光灯的构造及电路图镇流器完整的日光灯电路包括日光灯管、、启动器、开关等主要部件．其电路如123图所示．图2312．日光灯的主要元件的构造及作用启动器、灯管、镇流器的比较1．日光灯使用的是稳恒电流．(×)2．日光灯正常发光后，启动器就不起什么作用了．(√)3．镇流器只起升压作用．(×)[后思考]日光灯灯管两端的电极是相通的吗？【提示】不是．灯管两端有电极，中间有水银蒸气．[合作探讨]在如图232所示的日光灯原理图中：图232探讨1：开关刚合上时，220 V电压加在什么元件上？【提示】启动器探讨2：镇流器在日光灯点燃瞬间的作用是什么？【提示】提供瞬间高压[核心点击]日光灯工作的三个阶段1．开关闭合后，启动器动触片与静触片接触，使灯丝和镇流器线圈中有电流流过，使灯丝预热．2．电路接通后，启动器中的氖气停止放电，U形动触片冷却收缩，两个触片分离，电路自动断开．在电路突然断开的瞬间，由于通过镇流器的电流急剧减小，会产生很大的自感电动势，方向与原来的电压方向相同，自感电动势与电源电压一起加在灯管两端，形成一个瞬时高电压，使灯管中的气体击穿，于是日光灯开始发光．3．日光灯正常发光后，由于交变电流通过镇流器线圈，线圈中会产生自感电动势，它总是阻碍电流变化，镇流器起降压限流的作用，保证日光灯正常发光．1．如图所示，S为启动器，L为镇流器，其中日光灯的接线图正确的是( )【解析】根据日光灯的工作原理，要想使日光灯发光，灯丝需要预热发出电子，灯管两端应有瞬时高压，这两个条件缺一不可．当动、静触片分离后，选项B中灯管和电源断开，选项B错误；选项C中镇流器与灯管断开，无法将瞬时高压加在灯管两端，选项C错误；选项D中灯丝左、右两端分别被短接，无法预热放出电子，不能使灯管气体导电，选项D错误．只有A项满足发光条件．【答案】A2．(多选)关于日光灯的下列说法正确的是( )A．启动器触片接通时，镇流器产生瞬时高压B．工作时，镇流器降压、限流，保证日光灯管正常发光C．工作时，镇流器使日光灯管的电压稳定在220 VD．正常工作和不工作时，双金属片的状态相同【解析】启动器接通后再断开时，镇流器产生瞬时高压，而不是接通时产生高压，故A错．日光灯正常工作时，因交流电通过镇流器产生自感电动势，起降压限流作用，故B正确．保证日光灯管正常工作，此时有电流通过日光灯管，灯管两端电压小于220 V，故C错．启动器在启动时，相当于自动开关的作用，启动后双金属片恢复原状，故D正确．【答案】BD 3．(多选)启动器由电容器和氖管两大部分组成，其中氖管中充有氖气，内部有静触片和U形动触片．通常动、静触片不接触，有一个小缝隙，则下列说法中正确的是( ) A．当电源的电压加在启动器两极时，氖气放电并产生热量，导致U形动触片受热膨胀B．当电源的电压加在启动器两极后，启动器的两个触片才接触，使电路有电流通过C．电源的电压加在启动器两极前，启动器的两个触片就接触着，电路就已经有电流通过D．当电路接通后，两个触片冷却，两个触片重新分离【解析】依据日光灯的工作原理可知，电源把电压加在启动器的两极之间，使氖气放电而发出辉光，辉光产生热量使U形动触片膨胀伸长，跟静触片接触把电路接通．电路接通后，启动器的氖气停止放电，U形动触片冷却收缩，两个触片分开，电路自动断开．【答案】ABD镇流器的作用日光灯管在启动时需要500～700 V的瞬时高压，这个高压是由镇流器产生的自感电动势与电源电压叠加后产生的．当灯管正常发光后，它的电阻变得很小，允许通过较小的电流，需要加在它两端的电压变小，镇流器这时又起到给灯管降压限流的作用．[先填空]1．感应圈(1)工作原理利用自感现象用电源来获得高电压．低压直流(2)结构初级线圈主要由直接绕在铁芯上的和接在放电器上的构成．次级线圈(3)用途电源在物理、化学实验室里可以作为小功率高压，在汽车、煤气灶点火装置中产生高压电火花完成点火工作．2．自感现象的其他应用(1)应用在广播电台和电视台的无线电设备中，振荡电路来发射电磁用自感线圈和电容器组成波；在收音机和电视机中，同样也用振荡电路来接收电磁波．另外电焊机也利用了自感现象，使焊条与工件之间的空隙产生电弧火花使工件局部熔化．，(2)危害在电路中，开关断开时产生电弧火花，烧坏开关或造成安全隐患．[再判断]1．感应圈可以利用低电压获得高电压．(√)2．感应圈可以利用低功率获得高功率．(×)[后思考]在加油站附近为什么要禁止用手机接打电话？【提示】加油站附近空气中汽油的浓度较高，在用手机接打电话时，电话电路中有可能由于自感产生电火花，引起危险．[合作探讨]探讨：在进行电焊时，焊条和金属工件被熔化，那么点火电压一定很高吗？【提示】在电焊时，电弧的电流可达几十至几百安，电弧中心的气体温度可达6 000˚C，焊条熔液的温度约为2 000 ˚C.焊条和金属工件的电阻很小，所以电焊所用的电压并不是很高，点火电压约70 V，维持电弧的电压约25V.[核心点击]感应圈工作原理如图233所示，是感应圈的原理图，闭合开关S，低压直流电源接通．开关S和弹簧片DK与初级线圈L1构成回路．此时，铁芯被磁化，吸引弹簧片DK，使L1断路，瞬时无电流通过，铁芯失磁，弹簧片DK返回，L1回路再次接通．在这样的反复过程中，L1中产生变化的电流．在通、断的瞬间，由于初级线圈中的电流迅速变化，L1的自感电动势会猛增至数百伏．次级线圈L2的线圈匝数约为L1的100倍，于是在次级线圈L2的两端感应出数万伏的高压．图2334．关于感应圈下列说法不正确的是( )A．感应圈是利用自感现象来获得高电压的装置B．在工程中，感应圈可作为大功率高压电源使用C．煤气灶电子点火装置，是利用感应圈产生高电压电火花来完成的D．感应圈的主要构造包括绕在铁芯上的两个绝缘线圈及继电器等【解析】感应圈是利用自感现象，通过低压直流电源来获得高电压的装置，A正确．受直流电源提供电功率的限制，感应圈不能作为大功率高压电源使用，B不正确．感应圈的主要构造包括两个绝缘线圈和继电器等，D正确．煤气灶电子点火装置是利用感应圈产生的高电压电火花来完成的，C正确．【答案】B5．(多选)下列属于自感现象的是( )A ．电焊机在进行电焊时，产生电弧火花B ．拔下家用电器的电源插头看到电火花C ．大型电动机断开开关产生电弧火花D ．用高频交流电焊接自行车零件 【解析】 用高频交流电焊接自行车零件是涡流的典型应用，故D 不符合题意． 【答案】ABC感应圈用途可以用于低气压放电管、阴极射线管、X 射线管、光谱管实验；还可以用来演示空气中的火花放电现象、液体及固体介质的电击穿现象以及在空气中获得臭氧等．另外，汽车发动机点火装置、煤气灶电子点火装置等，都是利用感应圈产生的高压电火花来完成点火工作的．学业分层测评(六)(建议用时：45分钟)[学业达标] 1．关于日光灯的发光实质，下列说法中正确的有( )A ．是由于灯管两端的灯丝在炽热状态下发光，后经灯管壁多次反射和透射传到周围空间B ．是在镇流器的高电压作用下，灯管内气体被电离成为导体，形成大电流，使气体处于炽热状态而发光 C ．日光灯发出的其实就是紫外线 D ．日光灯发出的光，实质上是紫外线激发荧光物质发光【解析】 日光灯发光的本质，是灯丝发射的电子与汞原子碰撞而放出紫外线，紫外线照射灯管内壁的荧光物质而发光．故选项D 正确． 【答案】D 2．关于日光灯下列说法中正确的是( )A ．日光灯是常用的照明灯具之一，它所消耗的电功率仅为相同亮度白炽灯的15～13B ．灯管内气体的击穿电压和正常工作电压都是220 VC ．灯管发光是由于管内的气体被加热到炽热状态，发出的光D ．让日光灯正常工作，必须一直给其提供比220 V 高很多的电压【解析】 日光灯比白炽灯发光效率高，属于节能的灯具，它所消耗的电功率仅为相同亮度白炽灯的15～13，故选项A 正确．灯管启动电压高于220 V 、正常工作电压低于220 V ，选项B 、D 错误．灯管发光是因为灯管两端炽热的灯丝释放出大量电子，这些电子与汞原子碰撞而放出紫外线，涂在内壁的荧光物质在紫外线的照射下发出可见光．选项C 错误． 【答案】A 3．镇流器是由一个线圈和铁芯构成的，下列说法中正确的是( ) A ．镇流器中加入铁芯变成了电磁铁，在日光灯电路中起开关的作用 B ．镇流器在日光灯正常发光后，只消耗电能，为了节能可以把它短路 C ．日光灯电路中的镇流器可以用白炽灯泡来替代 D ．镇流器中的铁芯是为了增大自感系数【解析】 镇流器中加入铁芯是为了增大线圈整体的自感系数，进而产生更大的自感电动势．以击穿灯管内气体而导通；灯管导通后镇流器又起降压限流作用，故不可将其短路，且在启动时不可用白炽灯泡来代替．故D 正确． 【答案】D 4．下列关于日光灯启动器的说法中正确的有( )【导学号：78870032】 ①启动器由氖管和电容器并联组成 ②没有电容器，启动器无法正常工作 ③电容器击穿后，日光灯管仍能正常发光 ④启动器起着自动开关的作用A ．①②B ．①③C ．①④D ．②④ 【解析】 启动器主要是一个充有氖气的小玻璃泡，里面装有两个电极，一个是静触片，另一个是由两个膨胀系数不同的金属片制成的U 形动触片．启动器相当于一个自动开关，在日光灯点燃前它是接通的，在日光灯点燃后它是断开的．它应与镇流器串联，与日光灯管只能并联连接．电容器与氖管并联，它的作用是防止产生电火花击穿后成为导体使氖管短路．【答案】C5．(多选)下列对日光灯元件的认识，正确的是( )A ．启动器氖管内的氖气在较低电压下发光，但不适于照明B ．灯管内的汞蒸气在较高电压下发光且适合照明C ．启动器中的电容器是使动、静触片在分离时不产生火花D ．灯管内壁的荧光物质是在灯丝发出的电子激发下发光的【解析】 启动器相当于自动开关，配合镇流器产生瞬时高压，启动器发光时间短且弱，不适于照明，选项A正确，电容器的作用是在动、静触片分离时不产生火花，以避免烧毁触片，选项C正确．灯管内汞蒸气在高电压导通，炽热灯丝发出的大量电子与汞原子碰撞而放出紫外线，荧光物质在紫外线照射下发出可见光，选项B、D均错误．【答案】AC6．下列说法正确的是( )A．感应圈的工作原理是电磁感应现象B．日光灯和白炽灯一样，都可接在直流电路中正常工作C．感应圈中的两个线圈的匝数一样多D．一个标有“220 V 40 W”的日光灯管，用欧姆表测灯管两端，读数约为1 210 Ω【解析】感应圈就是利用了电路中的电流不断地变化产生感应电动势的，当电流变化较快时，产生高压，故选项A正确；日光灯必须接在交流电路中，故选项B错误；在感应圈中次级线圈的匝数要多于初级线圈，在次级线圈中得到较高的电压，故选项C错误；日光灯在不接通时，处于断路，故电阻为无穷大，选项D错误．【答案】A7．(多选)下列利用了感应圈的是( )A．煤气灶电子点火装置B．汽车发动机点火装置C．自动设备中的延时继电器D．物理、化学实验中的小功率高压电源【解析】煤气灶电子点火装置、汽车发电机点火装置都是利用感应圈产生的高压电火花来完成点火工作的，A、B正确．物理、化学实验中的小功率电源是利用感应圈通过低压直流电源获得高电压，D正确．延时继电器是利用线圈的电磁感应来正常工作的，没有用到感应圈，C错误．【答案】ABD8．下列关于电焊机的说法正确的是( )A．电焊时，焊条与工件始终接触B．电焊时，是靠流过焊条与工件接触电阻的电流的热效应完成的C．电焊时，点火电压很高，约为几万伏D．电焊时，电弧火花产生的高温把金属工件局部熔化，冷却后焊接处就熔为一体【解析】电焊时，先把焊条与被焊的工件短暂接触，然后迅速将焊条提起，与工件保持4 mm～5 mm的距离，故选项A错；电焊时，是靠电弧火花产生的高温把金属工件局部熔化进行焊接，故选项B错，D对；电焊时，点火电压约为70 V，并不高，故C错．【答案】D[能力提升]9.如图234所示，在日光灯的连接线路中，关于启动器的作用，以下说法正确的是( )图234A．日光灯启动时，为灯管提供瞬时高压B．日光灯正常工作时，起降压限流的作用C．起到一个自动开关的作用，实际上可用一个弹片开关代替(按下接通，放手断开)D．启动器内的电容器毫无作用【解析】日光灯启动时，镇流器为灯管提供瞬时高压，日光灯正常工作时，镇流器起降压限流的作用．启动器只是起一个自动开关的作用，故A、B错误，C正确；启动器内的电容器的作用是在动、静触片分离时避免产生火花而烧坏触片，对启动器起保护作用，故D错误．【答案】C 10．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235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( )【导学号：78870033】图235A．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击穿而短路D．镇流器自感系数L太大【解析】题目说镇流器无故障，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 11．日光灯管的寿命和开关次数有密切关系，频繁开关会使灯管的寿命大大缩短，据统计，同样的日光灯，连续点燃不关，点亮的时间要比每昼夜开关八次的日光灯点亮时间长两倍半，为什么频繁开关会影响灯管的寿命？【导学号：78870034】【解析】日光灯在通电启动的一瞬间，气体放电，日光灯灯丝不但要发射热电子，还要受到带电粒子强有力的轰击，每启动一次，要消耗大量的电子，还要受到高电压冲击一次，启动的次数越多，灯丝的寿命越短．【答案】见解析12.如图236所示的电路，已知E＝12 V，r＝1 Ω，R1＝2 Ω，R2＝9 Ω，R3＝15 Ω，L＝2H，线圈电阻不计．开始开关S接到A点，电路中电流恒定，若将开关S接到B点的瞬间，线圈L中产生的最大自感电动势是多大？图236【解析】当开关S接到A点时，通过线圈L的恒定电流可以由欧姆定律求得，即I0＝E/(R1＋R2＋r)＝1 A.当开关S接到B点的瞬间，线圈L中的电流不能突变，仍为I0＝1 A，此时线圈L、电阻R2、R3构成回路，线圈L中产生的最大自感电动势是E自＝I0(R2＋R3)＝24 V.【答案】24 V。
鲁科版高中物理选修3-2课件第2章第3节
熄灭
R0为纯电阻不产生自感
A2 立
刻
熄
灭
现象，A2立即熄灭．L 为自感系数较大的线圈, 断开S后，L中产生自感 电动势，与A1组成闭合 回路，线圈中的电流在
原来电流值基础上逐渐
减小
特别提醒：在通电自感现象中，线圈L相当 于阻值逐渐减小的“电阻”；在断电自感现 象中，线圈L相当于电动势逐渐减小的“电 源”．在断电自感中要判断某一个小灯泡是 否会闪亮一下再熄灭，一是看是否能组成临 时回路，二是看此时通过小灯泡的电流比断 开前大，还是小．
要点二 通电自感与断电自感的分析 学案导引 1.开关闭合瞬间，与线圈并联或串联的灯都是 逐渐变亮吗？ 2.开关打开瞬间，与线圈并联的灯一定会闪亮 一下再逐渐熄灭吗？
1.通电自感
实验 电路
实验 要求
电路稳定时A1、A2亮度相同
由于A1支路为纯
A1先亮 电阻电路，不产 A1、A2同时亮,
S闭
生自感现象 但A1比A2更亮
变式训练 1.如图所示，两个电阻均为 R，电感线圈 L 的 电阻及电池内阻均可忽略不计，S 原来断开， 电路中电流 I0＝2ER，现将 S 闭合，于是电路 中产生了自感电动势，此自感电动势的作用 是( )
A．使电路的电流减小，最后由I0减小到零 B．有阻碍电流增大的作用，最后电流小于I0 C．有阻碍电流增大的作用，因而电流总保 持不变
你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因 是( ) A．电源的内阻较大 B．小灯泡电阻偏大 C．线圈电阻偏大 D．线圈的自感系数较大
【思路点拨】 解答本题时可按以下思路分 析： (1)首先将实物连线图转化为电路图． (2)理解断电自感现象的实质． (3)明确小灯泡出现闪亮的原因．
【精讲精析】 根据实物连线图画出正确的 电路图如图所示．当闭合开
高二物理鲁科版选修3-2课件第2章 第3讲 自感
由于A1支路为纯电阻电路，不产
生自感现象
瞬间
A2 逐渐变亮
，
由于L的自感作用阻碍A2支路电
流增大，出现“延迟”现象
最后与A1一样亮
2.定义：由导体自身的 感现象.
电流变化 所产生的电磁感应现象叫自
二、自感电动势
1.定义：由导体自身的 电流变化
电动势.
所产生的感应电动势叫自感
2.作用：总是 阻碍 导体中原电流的变化，即总是起着推迟电
小的关系.若断电前，自感线圈电流大小IL大于灯泡的电流ID则灯
泡会闪亮一下再熄灭；若断电前，自感线圈中的电流IL小于灯泡
中的电流ID则灯泡不会出现闪亮，而是逐渐熄灭.
3.要注意断电前后通过灯泡的电流方向可能变化.
例2
如图2(a)、(b)所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值 )
都很小，且小于灯泡A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡
第2章——
第3讲
目标定位
自
感
1.了解自感现象及自感现象产生的原因. 2.知道自感现象中的一个重要概念——自感系数，了解影响其
大小的因素.
3.了解自感现象的利弊及其利用和防止.
1 预习导学 2 课堂讲义 3 对点练习
梳理·识记·点拨
理解·深化·探究
巩固·应用·反馈
一、自感现象
1.实验与探究
(1)断电自感
针对训练 如图3所示的电路中，电源的电动势
为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻
值大于灯泡D的阻值，在t＝0时刻闭合开关S，
经过一段时间后，在t＝t1时刻断开S，下列表示
A、B两点间电压UAB随时间t变化的图象中，正确的是(
图3 )
解析
高二物理鲁科版选修3-2课件2.3自感现象的应用(问题探究式)
启动器接通，但不能自动断开电容器C短路了
2．下列装置中没有利用感应圈的是( A．煤气灶电子点火装置 B．汽车发动机点火装置
)
利用感应圈通过低压 直流电源获得高电压
C．物理、化学实验中的小功率高压电源 D．自动设备中的延时继电器
利用线圈的电磁感应
1.起动器的作用是开关闭合后把连接灯管两端灯丝的电路 接通．
起到一个开关的作用
能使动靜触片不 产生电火花保护 触点
ห้องสมุดไป่ตู้
氖泡 电容器
电流流向
日光灯启动的三个阶段
第一 阶段：
刚合上开关瞬时，电压几乎全部加在启动器上，使U
形双金属片受热伸展，接通电路，构成电流回路。使电流
流过镇流器和两端灯丝，灯丝被加热而发射电子。
日光灯启动的三个阶段
第二阶段：
启动器动静触片接触后，触片温度下降恢复断开电路。 镇流器电流突然中断，产生高的自感电动势，它和电源电压叠 加后加在灯管两端，导致管内惰性气体电离发生弧光放电。发
A．只把S1接通，S2、S3不接通，日光灯就能正常发光
B．把S1和S2接通后，S3不接通，日光灯就能正常发光 B:日光灯被短路
C．S3不接通，接通S1和S2后再断开S2，日光灯就能正常发光
D．当日光灯正常发光后，再接通S3，日光灯仍能正常发光
C:镇流器产生自感电动势
D:镇流器被短接
与外加电压一起形成瞬时高压 不再起限流和降压作用
使日光灯点亮而正常发光
灯管将会烧坏
感应圈
关于感应圈下列说法不正确的是(
)
鲁科版高中物理选修3-2同步练测：第2章第2节自感第3节自感现象的应用
高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）第2节自感第3节自感现象的应用一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，每小题6分，共60分）1.关于线圈的自感系数、自感电动势的下列说法中正确的是( )A．线圈中电流变化越大，线圈自感系数越大B．对于某一线圈，自感电动势正比于电流的变化量C．一个线圈的电流均匀增大，这个线圈的自感系数、自感电动势都不变D．自感电动势总与原电流方向相反2.下列不属于自感现象的是( )A．电焊机B．拔下家用电器的电源插头看到电火花C．大型电动机断开开关产生电弧火花D．用高频交流电焊接自行车零件3.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、启动器等．启动器的构造如图1所示，为了便于日光灯工作，常在启动器两端并上一个电容器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1A．启动器两端A、B与启动器座接触不良B．电容器C断路C．电容器C击穿而短路D．镇流器自感系数L太大4.如图2所示，L是一个纯电感线圈，R为一个灯泡，下列说法中正确的是 ( )图2A．开关S闭合瞬间和断开瞬间，灯泡中都有从a到b的电流通过B．开关S闭合瞬间，灯泡中有从a到b的电流通过，断开瞬间则为从b到aC．开关S闭合瞬间，灯泡中有从a到b的电流通过，断开瞬间则没有电流通过D．开关S闭合或断开瞬间，灯泡中都没有电流通过5.如图3所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路解体时应( )图3A．先断开S1 B．先断开S2C．先拆除电流表 D．先拆除电阻R6.如图4所示，L是电阻不计的自感线圈，C 是电容器，E为电源，在开关S闭合和断开时，关于电容器的带电情况，下列说法正确的是 ( )图4A．S闭合瞬间，A板带正电，B板带负电B．S保持闭合，A板带正电，B板带负电C．S断开瞬间，A板带正电，B板带负电D．由于线圈L的电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下电容器均不带电7.如图5所示是日光灯电路图，若按图示的电路连接，关于日光灯发光的情况，下列叙述中正确的是( )图5A．S1接通，S2、S3断开，日光灯就能正常发光B．S1、S2接通，S3断开，日光灯就能正常发光C．S3断开，接通S1、S2后，再断开S2，日光灯就能正常发光D．当日光灯正常发光后，再接通S3，日光灯仍能正常发光8.如图6所示，a、b、c为三个相同的灯泡，额定电压稍大于电源的电动势，电源内阻可以忽略．L是一个本身电阻可忽略的电感线圈．开关S闭合．现突然断开，已知在这一过程中灯泡都不会烧坏，则下列关于c灯的说法中正确的是( )图6A．亮度保持不变B．将闪亮一下，而后逐渐熄灭C．将闪亮一下，而后逐渐恢复原来的亮度D．将变暗一下，而后逐渐恢复原来的亮度9.如图7所示，多匝线圈L的电阻和电源内阻都很小，可忽略不计，电路中两个电阻器的电阻均为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，以下说法中正确的是( ) 图7A．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，电路中电流最终会小于I0C．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是增大到2I010.(2010年高考江苏卷)如图8所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值．在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t=t1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压U AB随时间t变化的图象中，正确的是( )图8图9二、简答题（本题共2小题，共40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）11.（20分）在图10所示电路中，L为一自感线圈，如果开关S断开，电流从最大值减小到零的时间为0.05 s，产生的感应电动势为180 V，可使氖管发光；如果电流在0.03 s内减小到零，则氖管两端可得到多大电压？图1012.（20分）如图11所示，设电源的电动势为E=10 V，内阻不计，L与R的电阻均为5 Ω，两灯泡的电阻为R s=10 Ω.图11（1）求断开S的瞬间，灯泡L1两端的电压；（2）画出断开S前后一段时间L1内电流随时间的变化规律．第2节自感第3节自感现象的应用得分：一、选择题二、简答题11.12.第2节自感第3节自感现象的应用参考答案一、选择题1.C 解析：线圈的自感系数由线圈本身的因素(如长度、面积、匝数等)决定．E自∝ΔIΔt，而不是E自∝ΔI，C对，A、B错．线圈中电流减小时自感电动势方向与原电流方向相同，电流增大时，电动势方向与原电流方向相反，D错．2.D 解析：电焊时电流变化引起的自感现象产生电弧火花，使金属熔化，冷却后就融为一体了，故选项A属于自感现象；把电路中开关断开，就会在电路中产生自感电动势，使开关的闸刀与固定夹片之间的空气电离，产生电火花，故选项B、C属于自感现象．高频交流电焊接自行车零件是涡流的典型应用，D不属于自感现象．3.C 解析：题目说镇流器无故障，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，选项C正确．4.B 解析：在开关S闭合瞬间，灯泡中立即有从a到b的恒定电流通过，此时由于自感现象，通过线圈的电流是逐渐增加的．开关S断开瞬间，线圈中原来向右的电流突然减小，由于自感现象的存在，线圈将产生阻碍这一变化的自感电动势(在线圈中自左向右)，因此在线圈L和灯泡R形成的新的闭合回路中，有电流从灯泡的b端流向a端，所以正确选项为B.5.B 解析： L自感系数很大，当开关S2闭合时若S1断开，则由于自感现象，L中可能产生很高的瞬时电压而烧坏电压表，故应先断开开关S2，后断开开关S1，在开关S2、S1均断开后拆除电表和电阻时，先拆除哪个都可以，故B选项正确．6.A 解析：当S闭合瞬间，L内电流增大，产生的自感电动势的方向是由下指向上，使电容器充电，A板带正电，B板带负电，A项正确；当S保持闭合时，L的电阻为零，电容器两极板被短路，不带电，B项错误；当S断开瞬间，L内的电流减小，自感电动势的方向由上指向下，在L、C组成的回路中给电容器充电，使B板带正电，A板带负电，C项错误．7.C 解析：当S1接通，S2、S3断开时，电源电压220 V直接加在灯管两端，达不到灯管启动的高压值，日光灯不能发光，选项A错误．当S1、S2接通，S3断开时，灯管两端被短路，电压为零，日光灯不能发光，选项B 错误．当日光灯正常发光后，再接通S3，则镇流器被短路，灯管两端电压过高，会损坏灯管，选项D错误．只有当S1、S2接通，再断开S2，镇流器中产生很大的自感电动势，和原电压一起加在灯管两端，使灯管内气体电离，日光灯正常发光，选项C正确．8.C 解析： S断开前，L把a灯短路，加在c灯两端电压为电源电压，流过c灯电流是流过L电流的一半．当S断开的瞬时，L上的电流要减小，L上产生自感电动势阻碍电流的减小，所以开始时，通过c的电流是原来的2倍，比原来亮得多，随后电流逐渐减小，达到稳定后，c两端的电压又等于电源电压，所以亮度跟原来的一样，C正确．9.D 解析：开关S闭合时，通过线圈L的电流发生变化，在线圈中产生自感电动势．自感电动势产生的效果是阻碍电流的变化，使电路中电流变化延缓，使电路中的电流不能突变，它不可能阻止电流的变化，也不可能使电流不变化，自感电动势本身就是以电流变化为存在基础的．本题中，由于线圈L的存在，在S闭合后，电路中的电流不会在瞬间由I0变大到2I0，但随着S闭合后电路中电流变化率的减小，线圈L中自感电动势减小，并最终减小到零，电路中电流最终会增大到2I0.故选项D正确．10.B 解析：开关闭合时，由于线圈的自感阻碍作用，可看做电阻，线圈电阻逐渐减小，并联电路电阻逐渐减小，路端电压U AB逐渐减小；开关闭合后再断开时，线圈的感应电流与原电流方向相同，形成回路，灯泡中的电流方向与原来相反，并逐渐减小到零，路端电压U AB逐渐减小到零，U AB为负值．A图象开关闭合时，U AB 增大，不符合题意，错误；B图象电压U AB的变化规律符合题意，正确；C图象的电压U AB先增大后减小，且方向不变，错误；D图象在两过程中电压U AB始终为正，不正确．二、简答题11.300 V解析：由线圈自感电动势的大小公式E=LΔIΔt得： E1=L ΔIt1，E2=LΔIt2解方程组得：E2=t1t2E1=0.050.03×180 V=300 V.12.（1）10 V（2）见解析解析：（1）电路稳定工作时，由于a、b两点的电势相等，导线ab上无电流流过．因此通过L的电流为I L=E2R =1010A=1 A.流过L1的电流为I=E2R s =1020A=0.5 A.断开S的瞬间，由于线圈想要维持I L不变，而与L1组成闭合回路，因此通过L1的瞬时电流为1 A．所以此时L1两端的电压为U=I L·R s=10 V.（2）断开S前，流过L1的电流为0.5A不变．而断开S的瞬间，通过L1的电流突变为1 A，且方向也发生变化，然后渐渐减小到零，图象如图12所示(t0为断开S的时刻)．注：从t0开始，电流持续的时间实际上一般是很短的．图12。
鲁科版高中物理选修3-2第2章第3节自感现象的应用.docx
高中物理学习材料桑水制作1．下列装置中没有利用感应圈的是( )A．煤气灶电子点火装置B．汽车发动机点火装置C．物理、化学实验中的小功率高压电源D．自动设备中的延时继电器解析：煤气灶电子点火装置，汽车发电机点火装置都是利用感应圈产生的高压电火花来完成点火工作的，物理、化学实验中的小功率电源是利用感应圈通过低压直流电源获得高电压，A、B、C正确；延时继电器利用线圈的电磁感应来正常工作的，没有用到感应圈，D错误。
答案：D2．下列说法不正确的是( )A．日光灯在开始工作时，需要启动器B．日光灯在开始工作时，需要镇流器C．日光灯在正常工作时，不需要启动器D．日光灯在正常工作时，不需要镇流器解析：启动器在日光灯启动时起一个自动开关的作用，日光灯正常工作时就不需要启动器了，所以A、C正确；日光灯在启动时需要一个高出电源电压很多的瞬时电压，正常发光时，灯管电阻变得很小，只允许通过不大的电流，这时要使加在灯管上的电压大大低于电源电压，这两个方面都是利用镇流器来完成的，所以日光灯开始工作和正常工作时都需要镇流器，故B正确，D错误。
答案：D3．关于日光灯的发光实质，下列说法正确的有( )A．是由于灯管两端的灯丝在炽热状态下发光，后经灯管壁多次反射和透射传到周围空间B．是在镇流器的高电压作用下，灯管内气体被电离成为导体，形成大电流，使气体处于炽热状态而发光C．日光灯发出的其实就是紫外线D．日光灯发出的光，实质上是紫外线激发荧光物质发光解析：日光灯发光的本质，是灯丝发射的电子与汞原子碰撞而放出紫外线，紫外线照射灯管内壁的荧光物质而发光。
故D项正确。
答案：D4．日光灯中镇流器的作用有( )A．启动器触片接触时，产生瞬时高压B．日光灯工作时，降压、限流，保证日光灯正常工作C．日光灯工作时，使日光灯管的电压稳定在220 VD．日光灯工作时，不准电流通过日光灯管解析：镇流器的工作原理实质上是自感现象的应用。
启动器接通后再断开时，镇流器产生断电自感电动势，方向与原来电压的方向相同，两者加在一起形成瞬时高压，故A错误；日光灯正常工作时，因交流电通过镇流器产生自感电动势，故镇流器起降压限流的作用，故B正确。
鲁科版选修3-2 2.3 自感现象的应用 学案
2.3 自感现象的应用学案学习目标：1.知道普通日光灯的组成和电路图.2.知道启动器和镇流器的构造和工作原理.3.了解感应圈的工作原理和应用.4.会用自感知识分析、解决一些简单问题.根底知识：一.日光灯与镇流器(1)日光灯电路主要由灯管、启动器、镇流器和开关等构成.镇流器实质上是一个带铁芯的线圈,其自感系数很大.(2)灯管两端各有一根灯丝,管内充有微量的氩和稀薄的汞蒸汽,灯管内壁涂有荧光物质.当管内气体被击穿时,两端炽热的灯丝释放电子与汞原子碰撞而放出紫外线,使荧光物质发光.(3)要使日光灯管发光,灯管两端需加上一个比220 V高,很多的电压,使灯管内的气体被击穿而导电;灯管正常发光后,灯管两端的电压又要比220 V低.(4)镇流器的作用当开关闭合,启动器断开的瞬间,镇流器中产生一个很大的与电电压方向相同的自感电动势,从而在灯管两端形成一个瞬时高压.日光灯发光后,镇流器线圈会产生与电电压相反的自感电动势,镇流器起降压限流的作用,使日光灯管两端的工作电压不致太高.二.感应圈(1)感应圈的构造：铁芯、初级线圈、次级线圈、断续器簧片和放电器等构成,初级线圈和次级线圈都绕在铁芯上,次级线圈的两端接在放电器上.(2)感应圈的工作原理利用自感现象用低压电获得高电压.(3)感应圈的用途在物理化学实验室里可以做小功率高压电,在汽车、煤气灶点火装置中产生高压电火花(电弧火花)完成点火工作.三.自感现象的其他应用(1)但凡有导线、线圈的设备,只要有电流变化,就都会有自感现象产生.(2)在播送台和电视台的无线电设备中,用自感线圈和电容器组成振荡电路发射电磁波;在收音机和电视机中,也用振荡电路接收电磁波.(3)电焊机是利用了自感现象.电焊时,当焊条与工件短暂接触再断开时,在焊条与工件之间的空隙处就产生电弧火花,电弧火花产生的高温把金属工件局部熔化,从而实现焊接.重难点理解：一、日光灯与镇流器的原理(1)启动器的主要构造是一个充有氖气的小玻璃泡,里面装有两个电极,一个是静触片,一个是由两个膨胀系数不同的金属制成的U形动触片.双金属片接通的原理是：平常动触片与静触片之间不接触,有小缝隙,双金属片受热时,两金属片膨胀程度不同,下层的膨胀大一些,使U形动触片稍伸开一点,与静触片接触.启动器作用是相当于一个自动开关,常态是断开的.(2)激发灯管中汞蒸气导电时的高电压：开关S闭合时,电将电压加在启动器两极间,使氖气放电发出辉光,辉光产生热量使U形动触片膨胀伸长,与静触片接通.于是在镇流器线圈和灯管的灯丝间有电流通过.电路接通后,启动器的氖气停止放电,U形动触片冷却收缩,两触片别离,电路自动断开.在电路突然断开瞬间,由于镇流器中的电流急剧减小,产生很大的感应电动势E,E自加上电电压一起形成瞬时高压,使灯管中汞蒸气导电.自(3)日光灯正常工作时低压是：日光灯正常工作后,电阻小,要求电流很小.日光灯管用交变电供电,在镇流器中产生E感,E感总与电电压方向相反,阻碍电流变化,从而镇流器在灯管正常工作时起降压限流作用.(4)启动时电流流经的途径是镇流器、启动器、灯丝,启动后电流流经途径是镇流器、灯丝、日光灯灯管.日光灯正常工作后启动器不起作用,可以拿出,不影响日光灯正常发光;镇流器是起作用的,它起降压作用.二、感应圈的工作原理感应圈是如何利用低压直流电获得高电压：如下图,感应圈上初级线圈(匝数少)和次级线圈(匝数多)都绕在一个铁芯上.当闭合开关S,初级线圈与电接通.电流通过初级线圈并逐渐增大,铁芯被磁化,穿过铁芯的磁通量增大到很大;当再使开关S断开时,电流瞬时消失,在断电的瞬间,穿过铁芯的磁通量突然减小到几乎为零,次级线圈中会产生一个很大的自感电动势.由于次级线圈的线圈匝数约为初级线圈的上百倍,所以在次级线圈的两端那么会感应出上万伏的高压.典例1、如下图,S为启动器,L为镇流器,其中日光灯的接线图正确的选项是() A【解析】根据日光灯的工作原理,要想使日光灯发光①灯丝需预热发出电子;②灯管两端应有瞬时高压.这两个条件缺一不可.当动、静触片别离后,选项B中灯管和电断开,选项B错误;选项C中镇流器与灯管断开,无法将瞬时高压加在灯管两端,选项C错误;选项D中灯丝左右端分别被短接,无法预热放出电子,不能使灯管中气体导电,选项D错误,只有选项A是正确的.【点拨】明确启动器的作用和镇流器的原理.启动器相当于一个自动开关,当灯管正常工作时,启动器断开;镇流器的作用是在启动时产生瞬时高压,工作时起降压限流作用.所以镇流器必须和电流接通,启动器和两端灯丝相接.典例2、关于感应圈以下说法正确的选项是()B.在工程中,感应圈可作为大功率高压电使用C.煤气灶电子点火装置,是利用感应圈产生高电压电火花完成的ACD【解析】感应圈是利用自感现象,由低压电获得高电压的装置,A项正确;感应圈线圈两端电压虽然很高,但功率很小,它可以作为小功率高电压电,B项错误;由感应圈的构造和应用知,C、D项正确.【点拨】对于感应圈注意两点①知道感应圈的根本结构及主要元件的作用;②深刻理解和准确把握感应圈的原理.稳固练习：1.图示是日光灯的结构示意图,假设按图示的电路连接,关于日光灯发光的情况,以下说法中正确的选项是()1接通,S2、S3断开,日光灯就能正常发光1、S2接通,S3断开,日光灯就能正常发光3断开,接通S1、S2后,再断开S2,日光灯就能正常发光D.当日光灯正常发光后,再接通S3,日光灯仍能正常发光2.下面利用了自感现象的是()3.启动器内有两个部件，一个是氖泡，另一个是电容器，以下说法中正确的选项是〔〕A．氖泡内充入氖气的作用是在接通电路时产生辉光放电B．氖泡内的两个金属片在日光灯正常发光后是接触的C．电容器的作用是启动器中的两个金属片别离时消除电火花的D．电容器的作用是启动器中的动静片别离时产生瞬时高压的4.家用日光灯电路如下图，S为启动器，A为灯管，L为镇流器，关于日光灯的工作原理以下说法中正确的选项是〔〕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，启动器中的两个触片是别离的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参考答案1C【解析】当S1接通,S2、S3断开时,电电压220 V直接加在灯管两端,达不到灯管启动的高压值,日光灯不能发光,选项A错误.当S1、S2接通、S3断开时,灯丝两端被短路,电压为零,日光灯不能发光,选项B错误.当日光灯正常发光后,再接通S31、S2接通,灯丝被预热,发出电子,再断开S2,镇流器中产生很大的自感电动势,和原电压一起加在灯管两端,使气体电离,日光灯才能正常发光,选项C正确.2ABC解析】电磁炉是根据电磁感应产生涡流发热实现加热的.3、B4、BC。
【新教材】新鲁科版选修3-2 第2章第3节 自感现象的应用 课件
A．只把 S1 接通，日光灯就能正常工作 B．把 S1、S2 接通，S3 不接通，日光灯就能正常工作 C．S3 不接通，S1、S2 接通后，再断开 S2，日光灯就能正常工 作 D．当日光灯正常工作后，再接通 S3，日光灯仍能正常发光
栏目 导引
第2章 楞次定律和自感现象
栏目 导引
第2章 楞次定律和自感现象
3．镇流器的作用：镇流器在灯管启动时的作用是产生瞬时高 压，正常工作时的作用是降压限流．
栏目 导引
第2章 楞次定律和自感现象
命题视角 1 日光灯中镇流器的作用 (多选)关于镇流器的作用，下列说法中正确的是( )
A．在日光灯打开时，产生瞬时高压 B．在启动器两触片接通时，产生瞬时高压 C．在日光灯正常发光后，起限流和降压作用 D．在日光灯正常发光后，使日光灯两端电压稳定在 220 V
栏目 导引
第2章 楞次定律和自感现象
[解析] 按原理图接好日光灯电路后，当开关闭合后，电源把 电压加在启动器的两金属触片之间，使氖泡内的氖气放电发出 辉光．辉光放电产生的热量使 U 形动触片膨胀，跟静触片接触 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过， 电路接通后，启动器中的氖气停止放电，U 形片冷却后收缩恢 复原状，两金属片分离，电路断开，由于镇流器的自感作用， 会产生很高的自感电动势，其方向与原电压方向相同，很高的 自感电动势加上原电源电压加在灯管两端，使管内汞气体导电， 产生紫外线，激发荧光粉发光，灯管被点亮．日光灯使用的是 正弦式交变电流，电流的大小和方向都随时间做周期性变化， 在日光灯正常发光后，由于交变电流通过镇流器的线圈，
栏目 导引
第2章 楞次定律和自感现象
(多选)关于感应圈的工作原理，下列说法中正确的是 () A．感应圈接通低压交流电源后，在次级线圈产生数万伏高压 B．感应圈接通低压直流电源后，在次级线圈产生数万伏高压 C．由于次级线圈的电流不断变化，因此在初级线圈产生电压 D．由于初级线圈的电流不断变化，因此在次级线圈产生高压
2019年高中物理第2章第3节自感现象的应用讲义含解析鲁科版选修3_2
当日光灯正常工作时，启动器是否可以去掉？
感应圈次级线圈上产生很高的电压，是否通过的电流也很大？1．启动前
[典例1]
接通，日光灯就能正常工作
不接通，日光灯就能正常工作
1．将图中的器件连成日光灯的实物电路图。
解析：根据日光灯工作原理，电源、开关、镇流器、灯管串联，启动器与灯管并联。
实物电路图如图所示。
1．感应圈的主要结构
闭合开关接通低压直流电源后，电流通过初级线圈，铁芯被磁化，吸引断续器簧片，使初级线圈所在的回路断开；由于瞬时无电流通过，铁芯失去磁性，断续器簧片又返回原位置，使初级线圈所在的回路再度接通。
在这样的反复过程中，初级线圈中的电流不断变化，由此产生的自感电动势会逐渐增至数百伏。
由于次级线圈的匝数约为初级线圈的100倍，在次级线圈的两端就会感应出
[典例2]关于感应圈下列说法不正确的是(
2．[多选]关于感应圈的工作原理，下列说法中正确的是(
A．灯管两端的灯丝跟镇流器、启动器、开关都是串联的
B．灯管在启动前，需要一个很高的瞬时电压，可通过使用镇流器来达到这C．灯管启动发光后，镇流器不再起作用
与启动器座接触不良
(1)开关合上前，启动器的静触片和动触片是________(填“接通的”或“。
高中物理鲁科版选修3-2第二单元第3课《自感现象的应用》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案
高中物理鲁科版选修3-2第二单元第3课《自感现象的应用》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案高中物理鲁科版选修3-2第二单元第3课《自感现象的应用》优质课公开课教案教师资格证面试试讲教案1教学目标1.知识技能: (1)知道日光灯的组成和电路图; (2)知道日光灯管在点燃和正常工作时,对电压、电流的不同要求; (3)知道灯管、启动器和镇流器的构造和工作原理。
2.过程方法:通过实验学会用自感规律解释日光灯的启动原理和工作原理3.情感态度价值观: 通过课堂演示实验,培养认真细致观察分析生活中的物理现象。
2学情分析学生学习电磁感应以及自感的知识,知道当通过线圈自身的电流发生变化时,线圈中产生自感电动势,阻碍电流变化,且当电流变大时线圈中产生的自感电动势与原电压方向相反,当电流变小时线圈中产生的自感电动势方向与原电压方向相同。
3重点难点重点:用自感规律解释日光灯的启动原理和工作原理难点:自感线圈在启动过程和稳定工作状态起到不同的作用4教学过程4.1.2教学活动活动1【活动】演示实验一：日光灯工作电压将普通白炽灯与日光灯并联接在220V电源两端,分别闭合开关,观察白炽灯和日光灯是否发光教师解释原因:白炽灯和日光灯的发光原理不同。
白炽灯发光原理是将灯丝通电加热到白炽状态,利用热辐射发出可见光。
日光灯发光属于气体放电的一种。
要使日光灯管发光,需要在灯管两端加上比220V高很多的电压。
这与日关灯的构造有关。
灯管抽成真空,然后充有微量的氩和稀薄的汞蒸汽,灯管内壁涂有荧光物质。
在灯管的两端各有一个灯丝,给管内的气体加上高电压,气体被击穿而导电时,灯管两端炽热的灯丝就会释放出大量的电子,这些电子与汞原子碰撞而放出紫外线,涂在灯管内壁的荧光物质在紫外线的照射下发出可见光。
根据不同的需要在管内充以不同的气体,并在管的内壁涂上不同的荧光物质,就可以制造出发不同。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高中物理学习材料
金戈铁骑整理制作
1．下列装置中没有利用感应圈的是()
A．煤气灶电子点火装置
B．汽车发动机点火装置
C．物理、化学实验中的小功率高压电源
D．自动设备中的延时继电器
解析：煤气灶电子点火装置，汽车发电机点火装置都是利用感应圈产生的高压电火花来完成点火工作的，物理、化学实验中的小功率电源是利用感应圈通过低压直流电源获得高电压，A、B、C正确；延时继电器利用线圈的电磁感应来正常工作的，没有用到感应圈，D错误。
答案：D
2．下列说法不正确的是()
A．日光灯在开始工作时，需要启动器
B．日光灯在开始工作时，需要镇流器
C．日光灯在正常工作时，不需要启动器
D．日光灯在正常工作时，不需要镇流器
解析：启动器在日光灯启动时起一个自动开关的作用，日光灯正常工作时就不需要启动器了，所以A、C正确；日光灯在启动时需要一个高出电源电压很多的瞬时电压，正常发光时，灯管电阻变得很小，只允许通过不大的电流，这时要使加在灯管上的电压大大低于电源电压，这两个方面都是利用镇流器来完成的，所以日光灯开始工作和正常工作时都需要镇流器，故B正确，D错误。
答案：D
3．关于日光灯的发光实质，下列说法正确的有()
A．是由于灯管两端的灯丝在炽热状态下发光，后经灯管壁多次反射和透射传到周围空间
B．是在镇流器的高电压作用下，灯管内气体被电离成为导体，形成大电流，使气体处
于炽热状态而发光
C．日光灯发出的其实就是紫外线
D．日光灯发出的光，实质上是紫外线激发荧光物质发光
解析：日光灯发光的本质，是灯丝发射的电子与汞原子碰撞而放出紫外线，紫外线照射灯管内壁的荧光物质而发光。
故D项正确。
答案：D
4．日光灯中镇流器的作用有()
A．启动器触片接触时，产生瞬时高压
B．日光灯工作时，降压、限流，保证日光灯正常工作
C．日光灯工作时，使日光灯管的电压稳定在220 V
D．日光灯工作时，不准电流通过日光灯管
解析：镇流器的工作原理实质上是自感现象的应用。
启动器接通后再断开时，镇流器产生断电自感电动势，方向与原来电压的方向相同，两者加在一起形成瞬时高压，故A错误；日光灯正常工作时，因交流电通过镇流器产生自感电动势，故镇流器起降压限流的作用，故B正确。
日光灯管正常工作时有电流通过日光灯管，灯管的电阻很小，且只允许通过很小的电流，这时加在灯管上的电压要小于220 V，故C、D错误。
答案：B
5．启动器是由电容和氖泡两大部分组成，其中氖泡中充有氖气，内部有静触片和U形动触片。
通常动、静触片不接触，有一个小缝隙。
则下列说法中不．正确的是() A．当电源的电压加在启动器两极时，氖气放电并产生热量，导致双金属片受热膨胀B．当电源的电压加在启动器两极后，启动器的两个触片才接触，使电路有电流通过C．电源的电压加在启动器两极前，启动器的两个触片就接触着，电路就已经有电流通过
D．当电路通电后，两个触片冷却，两个触片重新分离
解析：依据日光灯的工作原理可知，电源把电压加在启动器的两极之间，使氖气放电而发出辉光。
辉光产生热量使U形动触片膨胀伸展，跟静触片接触把电路接通。
电路接通后，启动器的氖气停止放电，U形动触片冷却收缩，两个触片分开，电路自动断开。
答案：C
6．在如图1所示的四个日光灯的接线图中，S1为启动器，S2为开关，L为镇流器，能使日光灯正常发光的是()
图1
A．①③B．②③
C．①④D．②④
解析：日光灯启动时，电流通过镇流器、灯丝和启动器构成回路，使启动器发出辉光，相当于启动器短路接通，同时电流加热灯丝，灯丝发射电子，之后启动器断开瞬间，镇流器产生很大的自感电动势，出现一个高电压加在灯管两端，灯管中的气体被击穿而导电，于是日光灯管成为电流的通路开始发光，此时启动器已无作用。
所以启动器可用手动的开关来代替(实际操作时，因启动器丢失或损坏时，可手持带绝缘皮的导线短接后再断开来启动灯管)。
答案：A
7. 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2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2 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击穿而短路
D．镇流器自感系数L太大
解析：题目说镇流器无故障，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
8. 如图3所示，一个处于自由状态的螺线管，沿x轴方向为轴向，线
圈圆面(如y)方向为径向，在通电的瞬间发生的现象是()
A．沿轴向将伸长，径向将变大
B．沿轴向将收缩，径向将变大图3
C．沿轴向将收缩，径向将变小
D．沿轴向将伸长，径向将变小
解析：通电的瞬间，线圈中的磁通量增加，产生自感现象，将阻碍磁通量的增加，线圈在径向将采取收缩的措施来阻碍磁通量的变化；对线圈的每一匝来说，都是同向电流，同向电流相互吸引，所以在轴向上有收缩的现象。
选项C正确。
答案：C
9. (2012·江苏高考改编)某同学设计的家庭电路保护装置
如图4所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成。
当右
侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸
起铁质开关K，从而切断家庭电路。
仅考虑L1在铁芯中产生
的磁场，下列说法不正确的是()
A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零图4
B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变
C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起
D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起
解析：当家庭电路正常工作时，火线和零线中的电流大小始终相等，方向始终相反，由于采用双线绕成，当电路
正常工作时，火线和零线在铁芯内部产生的磁场大小相等，方向相反，所以内部的磁通量为零，A正确；当电路中的电器增多时，火线和零线中的电流都增大了，但大小始终相等，方向始终相反，铁芯内部的磁通量还是零，即L2中的磁通量不变，B正确；当电路发生短路时，电流不经用电器，火线和零线中电流很大，但大小始终相等，方向始终相反，铁芯内部的磁通量还是零，L2不产生感应电流，开关K不会被电磁铁吸起，C错误；当地面上的人接触火线发生触电时，电流经人体流向地面，不经过零线，所以火线和零线中的电流大小不等，在铁芯内产生的磁通量不为零，L2中产生感应电流，开关K被电磁铁吸起，D正确。
答案：C
10．日光灯管的寿命和开关次数有密切关系，频繁开关，会使灯管的寿命大大缩短。
据统计，同样的日光灯，连续点燃不关，点亮的时间要比每昼夜开关八次的日光灯点亮的时间长两倍半。
为什么频繁开关会影响灯管的寿命？
解析：日光灯在通电启动的一瞬间，气体电离导电，日光灯灯丝不但要发射热电子，还要受到带电粒子强有力的轰击。
每启动一次，就要受到电压冲击一次，启动的次数越多，灯管的寿命就越短。
答案：见解析。