1.5 自感现象与日光灯
2021-2022学年高二物理沪科版选修3-2课件：1.5 日光灯与自感现象（2）
学案5 日光灯与自感现象
一支40W的日光灯管，它需要近千伏的电压， 而它的正常发光，只要108V左右的电压。我国电 路的电压是220V。那么，日光灯是怎么获得日光 灯起辉电压的呢？
探究日光灯电路
主要由灯管、起动器、镇流器组成
探究日光灯电路
探究日光灯电路
探究日光灯电路
方向： 电流增加时，阻碍电流增加，与原电动势原电流 ）反向；电流减小时，阻碍电流减小，与原电动势（原电 流）同向；
大小： 与电流的变化率成正比
L：比例系数
E
L
I t
探究自感现象
❖ 2、自感系数L：比例系数L叫自感系数,简称“自感”或“电 感”,自感系数L由线圈本身的性质决定，与线圈是否通电无 关。
探究自感现象❖通电自感分析：
I IA2
IA1
t
过程：S闭合Biblioteka 能量：IL、φL增大
图像：
自感电动势
IL渐增
通电开始，线圈开始储存能量，延缓电流增大
IL稳定
1
在如图所示的甲、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( ) 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
S闭合时 稳定后
L阻碍电流的增大
由于R阻值很大 流过B灯电流很小
所以B比A先亮 所以B灯逐渐变暗
B正确
2.如图所示，L是自感系数很大的线圈，但其自身的电阻
较小，则：(1)当开关S由断开变为闭合时，A灯泡的亮度
将如何变化？ 马上亮，然后慢慢熄灭
(2)当开关S由闭合变为断开时， S
自感现象与日光灯原理
1、闭合电路时线圈的自感现象
A B
2021/3/27
CHENLI
5
通 电 自 感
会 儿为 亮什 呢么 ? 灯立A
即 亮 , 灯 要B 过
通 电 自 感
现象分析
会 儿为 亮什 呢么
? 灯立A 即 亮 , 灯 要B 过
分析B灯
A
B
？ 分析B灯
A
S接通 穿过线圈的电流I 增大
，由于启辉器两极闭合，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，
CHENLI
11
断 电 自 感
闪 亮 一 下 才 熄 灭
为 什 么 灯 不 是 立
即
熄
灭
，
而
要
.
断 电 自 感
现象分析
要 闪 亮 一 下 才 熄 灭
为 什 么 灯 不 是 立 即
熄
灭
，
而
？
S断开 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
阻碍电
流减小（补偿）
灯逐渐熄灭
结论
增反减同
En n B Sn IS I t t t t
E=L
பைடு நூலகம்
I t
结论
与电流的变化率成正比
自感系数L
公式E=L 中 It 的比例恒量L 叫自感系数,简称“自感”或 “电感”
高一物理课件：第1章 自感现象与日光灯
与线圈串 联的灯泡
电流逐渐减， 小灯泡逐渐变 断电时 暗，电流方向 不变
第1章
电磁感应与现代生活
例2
如图所示的电路中
有L1和L2两个完全相同的灯 泡，线圈L的电阻忽略不计． 下列说法中正确的是( )
A．闭合S时，L2先亮，L1后亮，最后一样亮
B．断开S时，L2立刻熄灭，L1过一会儿熄灭 C．L1中的电流始终从a到b D．L2中的电流始终从c到d
的电流将逐渐增加，所以 L1 逐渐变亮．电路
稳定后自感作用消失，线圈L相当于导线，所 以L1、L2最后一样亮,选项A正确；断开S时,L2 中由电源提供的电流立即消失，但是L中的电 流由于自感的阻碍作用只能逐渐减小，通过
L2、L1形成回路．因此L1、L2都将过一会
栏目 导引
第1章
电磁感应与现代生活
儿才熄灭，选项 B 错误； L1 中的电流始终由 b
越大 铁心 插入线圈， 它的自感系数 ________ ．将 ________ 也会使线圈的自感系数大大增加．
栏目 导引
第1章
电磁感应与现代生活
(3)单位：自感系数的单位是______ 亨利 ，简称 H ．常用的较小单位还有 亨 ，符号是______ ______ 103 毫亨 (mH)和______ 微亨 (μH).1 H＝ ______ ______ mH，1 H＝ ________ μH. 106
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第1章
电磁感应与现代生活
【审题指导】
解此类问题抓住两点：
(1)分清电路结构，搞清自感线圈与其它元件 间的连接关系． (2)通电瞬间线圈相当于断路，断电瞬间相当 于电源．
栏目 导引
第1章
电磁感应与现代生活
高中物理 1.5 自感现象与日光灯课后知能检测 沪科版选
【课堂新坐标】（教师用书）2013-2014学年高中物理 1.5 自感现象与日光灯课后知能检测 沪科版选修3-21．下列关于自感的说法中正确的是( )A ．自感是由于导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象B ．自感电动势的大小跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有关C ．自感电流的方向总是与原电流的方向相反D ．对不同的线圈，电流变化快慢相同时，产生的自感电动势不同【解析】 在自感现象中产生的感应电动势与穿过线圈的磁通量变化率成正比；通过线圈的电流I 变化越快，产生的自感电动势E 就越大，有公式E ＝L ΔI Δt，其中L 为自感系数．故选项A 、B 、D 正确．【答案】 ABD2．如图1－5－8所示为一个日光灯电路，主要由灯管、镇流器和起辉器等元件组成．在日光灯正常的工作情况下，则( )图1－5－8A ．灯管两端的灯丝跟镇流器、起辉器、开关都是串联的B ．灯管在开始点燃时，需要一个很高的瞬时电压，可通过使用镇流器来达到这个要求C ．灯管点燃发光后，镇流器不再起作用D ．灯管在点燃发光后，起辉器的两个触片是分离的，起辉器不再起作用【解析】 闭合开关，电压加在起辉器两极间，氖气放电发出辉光，产生的热量使U 形动触片膨胀，跟静触片接触使电路接通，灯丝和镇流器中有电流通过．电路接通后，起辉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，由于镇流器电流急剧减小，会产生很高的自感电动势，方向与电源电动势方向相同，这个自感电动势与电源电压加在一起，形成一个瞬时高压，加在灯管中的气体开始放电，于是日光灯成为电流的通路开始发光．日光灯开始发光后，由于交变电流通过镇流器线圈，线圈中会产生自感电动势，它总是阻碍电流的变化，这时的镇流器起着降压、限流的作用，保证日光灯正常发光．所以选项B 、D 正确．【答案】 BD( )3.图1－5－9(2012·湖北荆州高二检测)如图1－5－9中L 是一只有铁心的线圈，它的电阻不计，E 表示直流电源的电动势．先将S 接通，稳定后再将S 断开．若将L 中产生的感应电动势记为E L ，则在接触和断开S 的两个瞬间，以下所说正确的是( )A ．两个瞬间E L 都为零B ．两个瞬间E L 的方向都与E 相反C ．接通瞬间E L 的方向与E 相反D ．断开瞬间E L 的方向与E 相同【解析】 根据自感电动势阻碍其电流的变化，原电流增大，E L 的方向与E 相反；原电流减小，E L 的方向与E 相同，所以正确答案应该是C 、D.【答案】CD4.图1－5－10(2012·宝鸡高二检测)如图1－5－10所示的电路中，电键S闭合且电路达到稳定时，流过灯泡A和线圈L的电流分别为I1和I2，在电键S切断的瞬间，为使小灯泡能比原来更亮一些，然后逐渐熄灭应( )A．必须使I2>I1B．与I1、I2大小无关，但必须使线圈自感系数L足够大C．自感系数L越大，切断时间越短，则I2也越大D．不论自感系数L多大，电键S切断瞬间I2只能减小，不会增大【解析】电键S断开后，线圈L与灯泡A构成回路，线圈中由于自感电动势作用电流由I2逐渐减小，灯泡由于与线圈构成回路，灯泡中电流由I1变为I2然后逐渐减小，所以要想小灯泡能比原来更亮一些，应有I2>I1，所以A、D项正确．【答案】AD5.图1－5－11在制作精密电阻时，为消除使用过程中由于电流的变化而引起的自感现象，采取了双线绕法，如图1－5－11所示．其理由是( )A．当电路中电流变化时，两股导线产生的自感电动势互相抵消B．当电路中电流变化时，两股导线中的感应电流互相抵消C．当电路中电流变化时，两股导线产生的磁通量互相抵消D．当电路中电流变化时，电流的变化量互相抵消【解析】由于双线绕法使两根平行导线中的电流方向总是相反，其产生的磁场方向相反，磁通量为零，导体中不产生感应电动势，从而使自感的影响减弱到可以忽略的程度．【答案】 C6.图1－5－12(2012·陕师大附中高二检测)在如图1－5－12所示的电路中，L1、L2为两个完全相同的灯泡，L为自感线圈，E为电源，S为开关．关于两灯泡点亮和熄灭的先后次序，下列说法正确的是( )A．合上开关，L1先亮，L2后亮B．断开开关，L1先熄灭，L2后熄灭C．合上开关，L2先亮，L1后亮D．断开开关，L1、L2同时熄灭【解析】当合上开关时，由于线圈L要产生自感电动势阻碍电流的增加，因此L2先亮L1后亮；当断开开关时，L1、L2和L构成串联回路，L中要产生自感电动势，阻碍电流减小，因此L1、L2两灯不是立即熄灭，而是逐渐变暗，最后同时熄灭．故C、D正确．【答案】CD7．如图1－5－13所示，灯L1、L2完全相同，带铁心的线圈L的电阻可忽略．则( )图1－5－13A．S闭合的瞬间，L1、L2同时发光，接着L1变暗，L2更亮，最后L1熄灭B．S闭合瞬间，L1不亮，L2立即亮C．S闭合瞬间，L1，L2都不立即亮D．稳定后再断开S的瞬间，L2立即熄灭，L1亮一下后熄灭【解析】S接通的瞬间，线圈L支路中电流从无到有发生变化，因此，线圈L中产生的自感电动势阻碍电流增加．由于有铁心，自感系数较大，对电流的阻碍作用也就很强，所以S接通的瞬间，线圈L中的电流非常小，即干路中的电流几乎全都流过L1，所以L1、L2会同时亮．随着线圈L中电流的稳定，感应电动势消失，因L的电阻可忽略，对L1起到“短路”作用，因此，L1便熄灭．这时电路的总电阻比刚接通时小，由恒定电流的知识可知，L2会比以前更亮．断开S的瞬间，线圈L由于自感，且线圈L与灯泡L1组成了回路，所以电流不会立即消失．故正确答案为A、D.【答案】AD8．如图1－5－14所示的电路中，线圈L的电阻不计，则( )图1－5－14A．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．由于线圈电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下两板都不带电【解析】S闭合瞬间，L相当于断路，电源给电容器充电，A板带正电，B板带负电；S 保持闭合时，L相当于导线，电容器不带电；S断开瞬间，L相当于电源，与电容器构成闭合回路，对电容器充电，B板带正电，A板带负电．【答案】 A9.图1－5－15(2012·黄冈中学检测)如图1－5－15所示的电路，可用来测定自感系数较大的线圈的直流电阻，线圈两端并联一个电压表，用来测量自感线圈两端的直流电压，在实验完毕后，将电路拆开时应( )A．先断开开关S1B．先断开开关S2C．先拆去电流表D．先拆去电阻R【解析】该电路实际上就是伏安法测自感线圈的直流电阻电路，在实验完毕后，由于线圈的自感问题，若电路拆去的先后顺序不对，可能会烧坏电表．当S1、S2闭合，电路稳定时，线圈中的电流由a→b，○V 表右端为“＋”，左端为“－”，指针正向偏转，若先断开S1或先拆○A 表或先拆去电阻R的瞬间，线圈中产生的自感电动势相当于瞬间电源，其a端相当于电源的负极，b端相当于电源的正极，此时○V 表加了一个反向电压，使指针反偏．由“自感系数较大的线圈”知其反偏电压很大，会烧坏○V 表．而先断开S2，由于电压表内阻很大，电路中总电阻变化很小，电流几乎不变，不会损坏其他器件，故应先断开S2.【答案】 B10.图1－5－16(2010·北京高考)在如图1－5－16所示的电路中，两个相同的小灯泡L1和L2分别串联一个带铁芯的电感线圈L和一个滑动变阻器R.闭合开关S后，调整R，使L1和L2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I.然后，断开S.若t′时刻再闭合S，则在t′前后的一小段时间内，正确反映流过L1的电流i1、流过L2的电流i2随时间t变化的图像是( )【解析】由题中给出的电路可知，电路由L与L1和L2与R两个支路并联，在t′时刻，L1支路的电流因为有L的自感作用，所以i1由零逐渐增大，L2支路为纯电阻电路，i2不存在逐渐增大的过程，所以选项B正确．【答案】 B11．如图1－5－11甲所示为研究自感实验电路图，并用电流传感器显示出在t＝1×10－3s时，断开开关前后一段时间内各时刻通过线圈L的电流(如图1－5－17乙)．已知电源电动势E＝6 V，内阻不计，灯泡R1的阻值为6 Ω，电阻R的阻值为2 Ω.甲乙图1－5－17(1)线圈的直流电阻R L＝________Ω.(2)开关断开时，该同学观察到的现象是____________________，并计算开关断开瞬间线圈产生的自感电动势是________V.【解析】由图像可知S闭合稳定时I L＝1.5 AR L＝EI L －R＝61.5Ω－2 Ω＝2 Ω此时小灯泡的电流I1＝ER1＝66A＝1 AS断开后，L、R、R1组成临时回路电流由1.5 A逐渐减小，所以灯泡会闪亮一下再熄灭，自感电动势E＝I L(R＋R L＋R1)＝15 V【答案】(1)2 (2)灯泡闪亮一下后逐渐变暗，最后熄灭1512.图1－5－18如图1－5－18所示，灯泡电阻大小为8 Ω.线圈的直流电阻为2 Ω，电源电动势为4 V，电阻忽略不计．试计算在S断开时刻线圈L的自感电动势大小．【解析】根据直流电路知识，计算出稳定时通过灯泡A的电流为0.5 A，通过线圈L 的电流为2 A．断开S瞬间，通过灯泡A的0.5 A电流立即消失，由于“自感要阻碍通过线圈的原电流变化”．流经L的2 A电流将由2 A逐渐减小，所以断开S时刻的自感电动势大小E＝I2(R L＋R A)＝20 V.【答案】20 V。
165自感现象6日光灯原理
L
A
a
b
L
a
b
再看一遍
返回题目
L
a
b
返回题目
例题1
B 如图所示，L为一个纯电感线圈（直流电阻为零），A为一个灯泡，下列说
法正确的是：（ ） A．开关S接通瞬间无电流通过灯泡 B．开关S接通后，电路稳定时，无电流通过灯泡 C．开关S断开瞬间无电流通过灯泡 D．开关S接通瞬间及接通稳定后，灯泡有由a到b的电流， 而在开关S断开瞬间，灯泡中有从b到a的电流
由于这个电压低于启辉器的电离电压，所以并联在两
端的启辉器也就不再起作用了。
关于日光灯的工作原理，下列说法正确的 （ BC ）
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
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，
i1 i
i2
t
O -i2
t1
-i1
B
i i1
i2
O -i2
t1ห้องสมุดไป่ตู้
t
-i1
C
i1 i
i2
O -i2
t1
-i1
D
i2
A
2019高中物理第一章电磁感应与现代生活1.5自感现象与日光灯练习(含解析)沪科选修3_2
自感现象与日光灯1.(多选)下列关于自感的说法中正确的是()A.自感是由于导体自身的电流发生变化而产生的电磁感应现象B.自感电动势的大小跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有关C.自感电流的方向总是与原电流的方向相反D.对不同的线圈,电流变化快慢相同时,产生的自感电动势不同答案:ABD2.如图所示,电路中有L1和L2两个完全相同的灯泡,线圈L的电阻忽略不计,下列说法正确的是()A.闭合S时,L2先亮,L1后亮,最后一样亮B.断开S时,L2立刻熄灭,L1过一会儿熄灭C.L1中的电流始终从a到bD.L2中的电流始终从c到d解析:闭合S时,L2中立即有从d到c的电流,先亮,由于自感作用,线圈中产生与原电流相反的自感电动势,对原电流大小起到阻碍作用,通过线圈的电流逐渐增加,所以L1逐渐变亮,电路稳定后自感作用消失,线圈L相当于导线,所以L1、L2一样亮,断开S时,L2中由电源提供的电流瞬间消失,但是L中的电流由于自感的阻碍作用将逐渐减小,方向不变,该电流与L1、L2形成回路。
因此L1、L2将过一会儿同时熄灭。
L1中的电流始终由b到a,L2中的电流先由d到c,后由c到d。
答案:A3.关于线圈的自感系数,下列说法中正确的是()A.线圈中产生的自感电动势越大,线圈的自感系数一定越大B.线圈中的电流变化越快,自感系数就越大C.线圈中的电流不发生变化,自感系数一定为零D.线圈的自感系数与线圈自身的因素以及有无铁心有关答案:D4.如下图所示,L是一个纯电感线圈,A为一个灯泡,下列说法中正确的是()A.开关S接通瞬间和断开瞬间,灯泡中都有从a到b的电流通过B.开关S接通瞬间,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接通瞬间,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接通瞬间和断开瞬间,灯泡中都没有电流通过解析:在开关S接通瞬间,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,通过线圈的电流则是逐渐增加的。
1.5答案版《自感现象与日光灯》
1.5 自感现象与日光灯[学业达标]1.下列说法中正确的是()A.电路中电流越大，自感电动势越大B.电路中电流变化越大，自感电动势越大C.线圈中电流均匀增大，线圈的自感系数也均匀增大D.线圈中电流为零时，自感电动势不一定为零【解析】自感系数L跟线圈中的电流无关，是由线圈本身的性质决定的，而自感电动势的大小跟电流变化的快慢有关，故D正确.【答案】 D2.如图所示，S为起辉器，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，灯丝必须预热发出电子，灯管的两端应有瞬时高压，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、右端分别被短接，无法预热放出电子，不能使灯管中的气体导电，选项D错误.【答案】 A3.在制精密电阻时，为了消除制作过程中由于电流变化而引起的自感现象，采取了双线并绕的方式，如图所示，其道理是()A.当电路中的电流变化时，两股导线中产生的自感电动势相互抵消B.当电路中的电流变化时，两股导线中产生的感应电流相互抵消C.当电路中的电流变化时，两股导线中原电流的磁通量相互抵消D.以上说法都不对【解析】采用双线并绕的方式，当电流通过时，两股导线中的电流方向是相反的，不管电流怎样变化，任何时刻两股电流总是等大反向的，所产生的磁场也是等大反向的，故总磁通量等于零，在该线圈中不会产生电磁感应现象，因此消除了自感，选项A、B错误，只有C正确.4.在生产实际中，有些高压直流电路中含有自感系数很大的线圈，当电路中的开关S由闭合到断开时，线圈会产生很大的自感电动势，使开关S处产生电弧，危及操作人员的人身安全.为了避免电弧的产生，可在线圈处并联一个元件，在下列设计的方案中(如图所示)可行的是()A B C D【解析】断开开关S，A图中由于电容器被充电，开关S处仍将产生电弧；B、C图中闭合开关时，电路发生短路；而D图是利用二极管的单向导电性使线圈短路可避免开关处电弧的产生，故D正确.【答案】 D5.如图所示的电路中，两个相同的电流表G1和G2的零点均在刻度盘中央，当电流从“十”接线柱流入时，指针向左摆；当电流从“一”接线柱流入时，指针向右摆。
2018版 第1章 1.5 自感现象与日光灯
5．(多选)如图1 5 6所示的电路中，A1和A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略．下列说法中正确的是()
【导学号：68312043】
图1 5 6
A．合上开关S接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后一样亮
B．合上开关S接通电路时，A1和A2始终一样亮
C．断开开关S切断电路时，A2立刻熄灭，A1过一会儿才熄灭
【答案】D
3.如图1 5 4所示是日光灯的结构示意图，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()
【导学号：68312042】
图1 5 4
A．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
【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，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，灯丝被预热，发出电子，再断开S2，镇流器中产生很大的瞬时电压，和原电压一起加在灯管两端，使气体电离，日光灯正常发光，故选项C正确．
A．起辉器是在日光灯启动过程中起接通电路并提供瞬时高压的作用
B．镇流器在日光灯启动及工作过程中起降压限流作用
C．日光灯发光原理同白炽灯一样，不是由灯丝产生足够热量时发光的
D．起辉器只在日光灯启动时起暂时接通电路的作用，而镇流器在启动时提供高压，在正常工作时又起降压限流作用
【解析】启动时，起辉器起接通电路作用，然后断开，镇流器由于自感产生瞬时高压，将气体击穿后，炽热的灯丝释放电子与汞原子碰撞产生紫外线，再引起荧光物质发光，正常工作时镇流器又阻碍电流变化起降压限流作用，可见A、B、C错，D对．
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1.5 自感现象与日光灯
探究一 探究二
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D当堂检测
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题后反思
从解析中可以看出不同气体导电所需电压是不同的,氖气导电需 220 V 电压即可,而水银蒸气导电却需要 1 000 多伏的电压。 所以需要一个产生 瞬时高压的装置——镇流器。
-7-
1.5 自感现象与日光灯
一 二 三
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练一练
(多选 )关于镇流器的作用,下列说法中正确的是 ( ) A.在日光灯点燃时,产生瞬时高压 B.在起辉器两触片接通时,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 解析 :镇流器产生的瞬时高压是断电自感电动势,是在起辉器两触片由 接触到断开的瞬间产生的 ,选项 A 正确 ,选项 B错误;日光灯正常发光时镇流 器起限流和降压作用,使灯管两端电压只有几十伏,选项 C正确 ,选项 D 错误。 答案 :AC
特别提醒
在起辉器静、 动两触片间并接一个电容器,其作用是在两触片分离时避 免产生火花而烧坏触片。 没有此电容器,起辉器也能工作。 日光灯正常发光 后 ,起辉器两触片呈分离状态、不再动作。
-12-
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解析 :日光灯按原理图接好电路后,当开关闭合,电源把电压加在起辉器 的两金属片之间,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,起辉器中的氖气停止放电,U 形动触片冷却后 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 被点燃。 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,线圈中会 产生自感电动势,它的作用总是阻碍电流的变化,这时的镇流器就起到了降 压限流的作用,保证日光灯的正常工作。 起辉器中的电容器能使动、 静片脱 离时避免产生电火花而烧毁起辉器,没有电容器,同样能工作,当日光灯正常 点燃后,起辉器不再起作用,就是摘去了也不影响日光灯的发光。 答案 :(1)断开的 (2)起辉器 (3)高于 (4)断开 降压、 限流 (5)避免 产生电火花
4 .无电感精密电阻 用一根电阻线对折后绕制(双线并绕)而成,里面的电流方向相反,产生 的磁场方向也相反。
练一练
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 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。 Δ������ E 自∝ ,而不是 E 自∝ΔI,选项 C 正确 ,选项 A、 B 错误,线圈中电流减小时自 Δ������ 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 ,选项 D 错误。 答案 :C
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1.5 自感现象与日光灯
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二、互感现象
当共轴放置的两个线圈或同一铁心上的两个线圈,其中一个电流发生 变化时,会使另一个产生感应电动势,另一个变化也会使前一个产生感应电 动势,这种互相产生感应电动势的现象叫做互感,这里的电动势叫做互感电 动势。
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日光灯的工作原理 问题导引
上课时,老师拿来了一个如图甲所示的老式日光灯的镇流器,并用两节 干电池作电源,按图乙所示连接好电路。接着,老师问谁敢上来用手抓 a、b 两个接线头。胆大的小明心想:这有什么可怕的!两节干电池串起来,也不过 是 3 V 的电压。 于是他大胆地走上讲台,按照老师的指点,用两手分别抓住 a、 b 两个接线头。 老师问他有什么感觉,小明笑着说:“什么感觉也没有。 ”于是, 老师断开开关 S,只听见小明“哎哟”地尖叫了一声,并立即松开手。请问:小 明发出尖叫声的原因是什么?镇流器在日光灯电路中的作用是什么?
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������ 变式训练 1 ������ 如图所示,是日光灯的结构示意图,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( )
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提示小明发出尖叫声是由于受到线圈两端的高压作用。镇流器 在日光灯启动过程产生瞬时高压,正常工作时在电路中起降压限流作用,确 保日光灯正常工作。
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学习目标 思维脉络 1.知道日光灯中起辉器和镇流器的构造和 工作原理,了解镇流器的作用。 2.了解自感现象,学会分析自感现象。 3.了解自感电动势和自感系数,知道自感 系数的单位及大小的决定因素。 4.知道自感现象的利与弊及对它们的利用 和防止。 5.知道互感现象。
电路 现象 接通电源的瞬间,灯泡 A1 较慢的亮起来 自感电动 势的作用 阻碍电流 的增加
断开开关的瞬间,灯泡 A 逐渐变暗
阻碍电流 的减小
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3 .自感电动势的大小 Δ������ 自感电动势正比于电流的变化率,公式表达: E=L 。式中的 L 称为自 感系数,只跟线圈自身的因素有关。线圈的横截面积越大、长度越长、 匝数 越多,它的自感系数就越大。有铁心的比无铁心的自感系数大。 自感系数越大,对电流变化的阻碍作用就越大。
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自感现象的分析 问题导引
在接通或断开电动机电路时,在开关处会产生火花放电,你知道为什么 吗? 提示电动机电路是含有线圈的电路,在通电瞬间或断电瞬间,线 圈中就会有电流发生巨大变化,从无到有或从有到无,会产生感应电动势,由 于变化较快,感应电动势会比较大,加在开关的动片与静片之间,就会形成火 花放电。这是自感现象。
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解析 :当 S 1 接通 ,S 2、 S 3 断开时,电源电压(220 V)直接加在灯管两端,达不 到灯管启动的瞬时高压值,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;只有当 S 1、 S 2 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;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。 答案 :C
������
思考
通过导体本身的电流变化有哪些情况? 提示:电流变化可以是电流大小的变化;也可以是电流方向的变化;还 可以是电流的大小和方向同时发生变化。
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Δ������2 Δ������1 电动势的大小为:E1=M ,E2=M ,M Δ������ Δ������
叫做互感系数。
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三、日光灯与镇流器
1 .日光灯的构造及电路图:完整的日光灯电路包括日光灯管、镇流器、 起辉器、开关等主要部件,其电路如图所示。 2 .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。 3 .起辉器 (1)构造:主要是由电容器、静触片和双金属片制成的动触片构成。 (2)作用:在开关闭合后,使电路短暂接通,再将电路断开。