自感现象、日光灯;涡流、电磁灶.docx

【本讲教育信息】

一、教学内容

选修3－2第一章第5、6节自感现象、日光灯；涡流、电磁灶

二、考点点拨

自感现象、日光灯、涡流、电磁灶是电磁感应的应用，在高考当中时有考查，主要以选择题形式出现。

三、跨越障碍

（一）自感现象

由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫做自感现象。

自感电动势：在自感现象中产生的感应电动势，叫做自感电动势。

自感电动势的作用：总是阻碍导体中原来电流的变化，即总是起着推迟电流变化的作用。

自感电动势的方向：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，自感电动势与原来电流方向相反；当原来电流减小时，自感电动势与原来电流方向相同。

自感现象中磁场的能量：在断电自感现象中，线圈在通有电流时，线圈中储存有能量。在断开电路时，与线圈并联的灯泡不会马上熄灭，这就是线圈中储存的能量释放了出来，有电流时就有磁场，就有能量储存，无电流时无磁场，就没有能量储存，因此可以认为该能量储存于磁场中。

在自感现象中，自感电动势的大小由哪些因素决定？线圈自感系数由什么决定？自感电动势的大小与电流变化的快慢和线圈构造有关。自感系数只与其本身因素有关，与其他外界因素无关。

知识与规律：

E

自感电动势 感

?n??

?t，由于磁通量的变化是电流的变化引起的，故此自感电动势的

E

大小与电流变化的快慢有关，也可表示为 感

?L?I

?t，式中L称为自感系数。

自感系数：是表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量，简称为自感或电感，用L

表示。

大小：线圈越长、越粗，匝数越多，自感系数越大，线圈有铁芯时比无铁芯时自感系数要大得多。

单位：亨利，简称亨（H），如果通电线圈的电流在ls内改变1A时产生的自感电动势是lV，这个线圈的自感系数就是1亨.1H=103mH=106?H。

说明：1.不同线圈在电流变化一致的情况下，自感电动势不同，说明自感电动势与线圈构造有关。

2.自感系数是表示线圈产生自感电动势本领大小的物理量，只与其本身因素有关，与其他外界因素无关。

（二）日光灯

日光灯主要由灯管、镇流器、起辉器三部分组成。起辉器与灯管并联，镇流器与灯管串联。

各部件的作用：（1）灯管：灯管两端有灯丝，管内充有微量的氩和稀薄汞蒸气，管壁上涂有荧光粉，两灯丝间的气体导电时发出紫外线，紫外线使涂在管壁上的荧光粉发出柔和的可见光。

镇流器：镇流器是一个带铁芯的线圈，其圈数很多且为闭合线圈，自感系数很大，作用：日光灯启动时，利用自感现象产生瞬时的高电压；日光灯正常发光时，利用自感现象，对灯管起到降压限流的作用。

起辉器：其构造如图所示，它是一个充有氖气的小玻璃泡，里面装有两个电极，一个固定不动的静触片和一个用双金属片制成的U形动触片，它的作用是：当开关闭合时，电源把电压加在起辉器两极上，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，跟静触片接触而把电路导通，于是镇流器中的线圈和灯管内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形动触片冷却收缩，两个触片分离，电路自动断开，在电路突然中断的瞬间，镇流器线圈因自感现象产生一个瞬时高压，这个高压与电源电压共同加在灯管两端，使灯管中的水银蒸气开始导通，使日光灯发光。

日光灯的工作原理

启动：开关闭合后，电源电压加在起辉器两极间，使氖气放电，发辉光，产生热量，使U形动触片膨胀，跟静触片接触把电路接通，电路接通后，氖气停止放电，U形动触片冷却收缩，两触片分开，电路断开，电路断开瞬间，镇流器产生很高的自感电动势。

正常发光：日光灯正常发光时，镇流器与两灯丝及灯管内的汞蒸气组成闭合电路，由于镇流器的线圈产生自感现象，阻碍通过灯管的电流变化，起降压限流作用，确保日光灯正常工作。

说明：1.日常灯启动时，需要一个瞬时高电压，这个高电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。

当灯管启动后，它的电阻变得很小，只允许通过较小的电流，需要使加在它两端的电压变小。由于灯管通过的是交变电流，通过镇流器线圈的电流在不断变化，镇流器的线圈会产生自感电动势，阻碍电流的变化，这时镇流器起给灯管降压限流的作用，保证日光灯正常发光。

起辉器是为镇流器产生瞬时自感高压而服务的。在动、静触片间并联有一个电容器，它的作用是在动、静触片分离时避免产生火花而烧坏触片，没有电容器，启动器也能工作。

【典型例题】

例l：多匝线圈L的电阻和电池内阻不计，两个电阻的阻值都是R，开关S原来是断开的，

I

电流0

E

2R，今合上开关S将一电阻短路，于是线圈中有自感电动势产生，此电动势

0有阻碍电流的作用，最后电流由I减小到零

0

0有阻碍电流的作用，最后电