2017-2018学年高中物理教科版选修3-2课件：第一章 第6节 自 感

(4)在高电压的激发下，日光灯的灯管才能发光，这个使日光灯管 发光的高电压是由谁来提供？
提示：镇流器中的电流急剧减小，会产生很高的自感电动势， 这个自感电动势与电源电压加在一起，形成一个瞬时高电压， 加在灯管两端，使灯管中的气体放电，日光灯被点亮。
对通电自感和断电自感的理解
1．自感电动势的产生原因 通过线圈的电流发生变化，导致穿过线圈自身的磁通量发生 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，自感电动势的方向与原电流方向相同。
2．自感现象 (1)定义：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。
接通瞬间， 线圈 L 中电流增大，电路断开时，线圈 L 中电流
二、自感系数 1．自感电动势大小公式 ΔI L Δt 。 EL＝______
2．自感系数 (1)物理意义：表征线圈产生 自感电动势 本领的大小。 (2)决定因素：自感系数是由线圈本身性质决定的，跟线圈的 形状、体积、 匝数 等因素有关。另外有无 铁芯 对线圈的自感系 数影响很大。 (3)单位：亨(H)、毫亨(mH)、微亨(μH) 1 H＝103 mH＝106 μH。
3．启动器的构造及作用 (1)构造：双金属片(U 形动触片和静触片)。 (2)作用：在开关闭合后，使电路短暂 接通 再将电路 断开 。
4．镇流器的作用 (1)启动时产生瞬时高压使灯管发光。 (2)正常发光时，起着降压、 限流 的作用，保证日光灯的正 常工作。
1．自主思考——判一判 (1)线圈的自感系数与电流大小无关，与电流的变化率有关。(×) (2)线圈自感电动势的大小与自感系数 L 有关，反过来，L 与自感 电动势也有关。 (3)线圈中电流最大的瞬间可能没有自感电动势。 (4)自感现象中，感应电流一定与原电流方向相反。 (5)一个线圈中的电流均匀增大，自感电动势也均匀增大。 (× ) (√ ) (× ) (×)
(3)断电自感的实验装置如图 162 所示，在断电自感 电路中，线圈 L 的电阻较小(RL<RA)，当 S 断开时 为什么 A 先闪亮一下，过一会才熄灭？ 62 提示：电路断开时，通电线圈的电流突然减小，穿过 图 1-
线圈的磁通量也很快地减少， 线圈中产生了感应电动势， 此感 应电动势阻碍(而非阻止)线圈 L 中电流的减小。 由于 S 断开后， L、A 形成闭合回路，L 中的电流逐渐减小，流过 A 的电流由 IA 突然变为 IL，然后从 IL 逐渐减小到零，又因为 IL>IA，所以 A 先闪亮一下，再逐渐熄灭。可见 S 断开前后，流过 A 的电 流方向相反。
[典例]
(6。 (× )
2．合作探究——议一议 (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)如何判断自感电动势的方向？
提示：自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化，当原来电流 增大时，自感电动势所对应的电流方向与原来电流方向相反；当 原来电流减小时，自感电动势所对应的电流方向与原来电流方向 相同。它们也遵循“增反减同”的规律。
6．通、断电自感中灯泡亮度变化分析 (1)通电自感如图 163 甲所示，线圈产生的自感电动势阻碍电 流的增加，使线圈的电流从通电瞬间的 0 逐渐增大到正常值，所以 与线圈串联的灯泡的亮度是逐渐亮起来。
图 163
(2)断电自感如图乙所示，正常工作时线圈和电灯的电流分别为 IL 和 IA。断电后，线圈产生自感电动势，线圈与灯泡组成回路，线 圈起到电源作用。线圈产生的自感电动势阻碍电流的减小，使线圈 中的电流由 IL 逐渐减小到 0，因此灯泡中的电流也由断电前的 IA 突 变为 IL，然后逐渐减小到 0，亮度也是逐渐变小到熄灭，当然灯泡 中的电流方向由断电前的 d→c 突变为 c→d。 若 IL>IA，灯泡闪亮一下再逐渐熄灭； 若 IL≤IA，灯泡逐渐熄灭，不闪亮。
一、自感现象 1．实验探究
通电时的自感
断电时的自感
电路图
D2立即正常发光，D1 逐渐变亮 ________
现象
灯泡D过一会才逐渐熄灭 ________
通电时的自感
断电时的自感
实 验 磁通量 增大，产生的感应电动 减小，磁通量减小，产生的 分 势阻碍了原电流 的增大，导致 感应电动势阻碍原电流的减 析 小，导致灯泡 D逐渐熄灭 灯泡 D1逐渐变亮
3．自感电动势的作用 阻碍原电流的变化，起到推迟电流变化的作用。 4．决定自感电动势大小的因素 (1)电流的变化率。 (2)线圈的自感系数。 5．对自感系数的理解 (1)线圈的自感系数是由线圈本身性质决定的，与电流的通断、 电流的大小无关。 (2)线圈的横截面积越大，线圈越长，匝数越多、越密，它的 自感系数就越大。 实际上它与线圈上单位长度的匝数 n 成正比， 与 线圈的体积成正比。除此之外，线圈内有无铁芯起相当大的作用， 有铁芯比没有铁芯自感系数要大得多。
第6节
自
感
1．由于导体线圈本身的电流发生变化而产生 的感应电动势叫自感电动势，它的作用是 阻碍线圈自身电流的变化。 ΔI 2． 自感电动势 EL＝L Δt ， 其中 L 为自感系数， 它与线圈的形状、体积、匝数，以及是否 有铁芯等因素有关。 3．镇流器是一个有铁芯的自感系数很大的线 圈，能产生瞬时高压，点亮日光灯，日光 灯点亮后镇流器又起着降压限流的作用， 以保证日光灯的正常工作。
三、自感的典型应用——日光灯 1．构造 如图 161 所示，由灯管、镇流器 和启动器组成。
2．灯管
图 161
(1)工作原理：在高压激发下，灯管内两灯丝间的气体导电， 发出紫外线，管壁上的荧光粉在 紫外线 的照射下发出可见光。 (2)气体导电的特点：只有当灯管两端的电压达到一定值时， 气体才能电离导电；而要在灯管中维持一定大小的电流，所需的 电压却低得多。