1、学案 8 自感 学习目标定位 1.能够通过电磁感应的有关规律分析通电自感和断电自感现象.2.了解自 感电动势的表达式 EL L ,知道自感系数的决定因素.3.了解日光灯结构及工作原理 I t 1通电导线周围存在磁场,当导线中电流变大时,导线周围各处的磁场都_,当 导线中电流减小时,导线周围各处的磁场都_ 2楞次定律:感应电流的磁场总是阻碍引起感应电流的_ 一、自感现象 1自感:由于导体线圈本身的_ _发生变化而引起的电磁感应现象 2自感电动势:在_现象中产生的电动势 二、自感系数 1自感电动势的大小: EL L ,其中 L 是自感系数,简称自感或电感单位:_, I t 符号:_. 1 mH_
2、H;1 H_ H. 2自感系数是由_决定的,跟线圈的_、_、_,以及是否有 _等因素有关 三、自感 的典型应用日光灯 1普通的日光灯电路由灯管、_、_、导线和开关组成 2镇流器是一个有铁芯的自感系数很大的线圈. 一、自感现象 问题设计 1通电自感:如图 1 所示,开关 S 闭合的时候两个灯泡的发光情况有什么不同? 图 1 2断电自感:如图 2 所示,先闭合开关使灯泡发光,然后断开开关 图 2 (1)开关断开前后,流过灯泡的电流方向有何关系? (2)在断开过程中,有时灯泡闪亮一下再熄灭,有时灯泡只会缓慢变暗直至 熄灭,请分析 上述两种现象的原因是什么? 要点提炼 自感现象是指当通过线圈的电流发生
3、变化时,在线圈中引起的电磁感应现象 1当线圈中的电流增大时,自感电动势的方向与原电流方向_; 2当线圈中的电流减小时,自感电动势的方向与原电流方向_; 3自感电动势总是_线圈 中电流的变化,但不能阻止线圈中电流的变化,只是延 缓了过程的进行 4断电自感中,若断开开关瞬间,通过灯泡的电流瞬间比断开开关前瞬间大,灯泡会 _-一下;若断开开关后,通过灯泡的电流比断开 开关前瞬间小,灯泡不会_一 下,而是逐渐_. 二、自感系数 问题设计 请阅读教材“自感系数”的内容并回答下列问题 (1)自感电动势的大小决定于哪些因素? (2)自感系数与什么有关? 要点提炼 1自感电动势_ _变化率,即 EL L .
4、I t 2实验表明,线圈横截面积_,匝数_,自感系数 L 越大,线圈有铁芯时自感 系数比没铁芯时_. 三、日光灯 问题设计 1自感现象可分为断电自感和通电自感,在使日光灯管启动的过程中,应用了哪种自感现 象? 2仔细阅读教材,你认为启动器在日光灯电路中的作用是什么? 3镇流器在日光灯的启动及正常工作时各起什么作用? 要点提炼 1启动器在日光灯电路 中的作用为 _ 2当启动日光灯时,镇流器利用_现象产生瞬时_;当日光灯正常发光时, 镇流器又利用_现象,起到_作用 一、自感现象的分析 例 1 如图 3 所示,电感线圈 L 的自感系数足够大,其直流电阻忽 略不计,L A、L B是两个 相同的灯泡,且
5、在下列实验中不会烧毁,电阻 R2阻值约等于 R1的两倍,则 ( ) 图 3 A闭合开关 S 时,L A、L B同时达到最亮,且 LB更亮一些 B闭合开关 S 时,L A、L B均慢慢亮起来,且 LA更亮一些 C断开开关 S 时,L A慢慢熄灭,L B马上熄灭 D断开开关 S 时,L A慢慢熄灭,L B闪亮后才慢慢熄灭 二、自感现像的图像问题 例 2 如图 4 所示的电路中,S 闭合且稳定后流过电感线 圈的电流是 2 A,流过灯泡的电 流是 1 A,现将 S 突然断开, S 断开前后,能正确反映流过灯 泡的电流 i 随时间 t 变化关 系的图像是( ) 图 4 三、对日光灯工作原理的理解 例 3
6、 如图 5 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( ) 图 5 AS 1接通,S 2、S 3断开,日光灯就能正常发光 BS 1、S 2接通,S 3断开,日光灯就能正常发光 CS 3断开,接通 S1、S 2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 自感现象Error! 1(自感现象的分析)如图 6 所示电路中, 、 是两只相同的电流表,电感线圈 L 的直流 电阻与电阻 R 阻值相等下面判断正确的是( ) 图 6 A开关 S 接通的瞬间,电流表 的读数大于 的读数 B开关 S 接通的瞬间,电流表 的读数小于 的读数 C开关 S 接通,电路稳定后再断开的瞬间,电流表 的读数大于 的读数 D开关 S 接通,电路稳定后再断开的瞬间,电流表 的读数等于 的读数 2(自感现象的图像问题)在如图 7 所示的电路中,S 是闭合的,此时流过线圈 L 的电流为 i1,流过灯泡 A 的电流为 i2,且 i1 i2,在 t1时刻将 S 断开,那么流过灯泡 A 的电流随时 间变化的图像是图中的 ( ) 图 7 3(对日光灯工作原理的理解)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( )