高二物理自感日光灯原理通用版知识精讲.doc

高二物理自感日光灯原理通用版知识精讲 【本讲主要内容】 自感日光灯原理 【知识掌握】 【知识点精析】 本讲的重点、难点是知道普通日光灯的组成和电路图，知道日光灯管在亮和正常发光时对电压和电流的不同要求知道起动器和镇流器的构造和工作原理 1、自感现象 演示1：通电自感现象。 观察指导：稳态效果；“过程”区别。 演示2：断电自感现象。 观察指导：稳态亮度和断开“过程”亮度的差异。 启发：这种现象是怎么形成呢？ 配合下图分析 因为这种电磁感应是在自身回路形成的，所以称为“自感”。 （1）自感现象：由于导体本身电流的变化而产生的电磁感应现象叫自感现象。 刚才已经分析到了，自感现象的形成是因为有自感电流和原电流的叠加，而出现自感电流是因为有自感电动势。 （2）自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势叫自感电动势。 自感电动势的作用是在闭合回路中形成自感电流。 和互感一样，自感只是电磁感应的一种特殊表现形式，因此，它的大小和方向规律仍然遵从楞次定律和法拉第电磁感应定律。 将法拉第电磁感应定律应用到自感的研究时，人们发现，自感电动势会形成一种特殊的表达形式，那就是—— 自感电动势和电流变化率成正比。 意义解释 过渡：普通意义上的感应电动势和磁通变化率成正比，比例系数是什么？ 自感电动势和电流变化率成正比，其比例系数又怎样呢？ 2、自感系数 物理学家的研究表明，这个比例系数并不是和回路匝数无关，也并不是只和回路的匝数有关，我们把它称为—— 自感系数：ε感= L中的LN越大、S越大、l越大，则L越大。 我们为什么要研究自感现象呢？ 自感的利弊阐释 如果我们供电的电源变成交流——即大小和方向不停地随时间变化的电流，自感线圈的作用又会怎样？ 3、日光灯电路 （和白炽灯比较）日光灯的优点（光线柔和，发光效率比白炽电灯高，其温度约在40～50℃，所耗的电功率仅为同样明亮程度的白炽灯之1/3～1/5。广泛用于生活和工厂的照明光源。）日光灯的安装（比较麻烦、造价较高）。 启发：如果给你一些元件，你会将日光灯正确的安装吗？ （1）日光灯电路 电路中出现我们前面没有介绍的元件，这里一一介绍 （2）相关元件 a、灯管 插叙：气体导电简介（如下表） 被激 放电 火花放电（雷电） 较高电压、强电流，有声响、发高热 电晕放电（尖端放电） 高场强、出现与日晕相似的光层，发出嗤嗤的声音，产生臭氧、氧化氮等 自激 放电 弧光放电 （弧光灯、太阳灯、电弧炉、电焊机） 常压、强电流，有耀眼白光 辉光放电 （荧光灯、霓虹灯） 高压启动低压工作、工作电流小，温度低 荧光灯 （日光灯） 灯管为低气压放电管。两端装有电极，内壁涂有钨酸镁、硅酸锌等荧光物质。制造时抽去空气，充入少量水银蒸气和氩气。通电后，管内因水银蒸气放电而产生紫外线，激发荧光物质，使它发出可见光，不同发光物质产生不同颜色，常见的近似日光（荧光物质为卤磷酸钙）。 霓虹灯 （即氖灯） 一种冷阴极放电管，在玻璃管中充以数mmHg压强的氖气或其他气体，每1米加约1000伏特的电压时，依管内的充气种类，或管壁所涂的荧光物质而发出各种颜色的光。霓虹灯需要电压较高，灯管越细，越长需要的电压就越高。 ①两大类四小类，火花放电和电晕放电属被激放电，弧光放电和辉光放电属自激放电；②构造、辉光放电的原理及其特征。（开始阶段和稳定工作阶段的不同） b、启动器 构造、辉光放电→双金属片膨胀原理、电容器的作用简介 c、镇流器 构造 4、日光灯工作原理 （1）启动阶段 灯管——电压不够，不工作，直到被启动； 镇流器——无电流，无，无自感；直到启动器触发断电自感。 启动器——未接通→低压放电导通→发热膨胀→接通→（镇流器工作分压）电流小、发热减小→断开 启动器和镇流器共同造成断电自感，产生高压和原电压叠加在灯管两端，完成灯管启动。 （2）稳定工作阶段 镇流器——持续自感、稳定分压； 灯管——分压少、电流小； 启动器——分压少、辉光放电无法进行，不工作。 【解题方法指导】 例1. 如图所示的电路，L为自感线圈，R是一个灯泡，E是电源，当开关S闭合瞬间，通过电灯的电流方向是________。当S断开瞬间，通过电灯的电流方向是_________。 解析：S闭合时，流经R的电流A→B．当S断开瞬间，由于电源提供给R的电流很快消失，而线圈中电流减小时要产生一个和原电流方向相同的自感电动势来阻碍原电流减小，所以线圈此时相当于一个电源，与电灯R构成放电电路．故通过R的电流方向是B→A． 点拔：S闭合瞬间与S断开瞬间线圈产生的自感电动势方向不同． 例2. 如图所示，电源电动势E＝6V，内阻不计，A、B两灯都标有“6V、0.3A”，电阻R和线圈L的直流电阻RL均为20Ω，