2018版高中物理第2章楞次定律和自感现象2.3自感现象的应用学案鲁科版选修.docx

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1、第4讲　自感现象的应用[目标定位]　1.知道日光灯的组成和电路图.2.知道日光灯的主要元件及作用.3.知道感应圈是利用自感现象由低压直流电源获得高电压的．一、日光灯与镇流器构造、作用元件名称　　　构造原理、作用启动器电容器、动触片、静触片启动时将电路瞬时接通后断开灯管灯管、灯丝、氩和汞蒸气高压将管内气体击穿，释放电子与汞原子碰撞发出紫外线使荧光物质发光镇流器自感系数大的线圈启动时形成瞬时高压，工作时降压限流二、感应圈1．工作原理利用自感现象用低压直流电源来获得高电压．2．结构主要由直接绕在铁芯上的初级线圈和两端接在放电器上的次级

2、线圈构成．3．用途在物理、化学实验室里可以做小功率高压电源，在汽车、煤气灶点火装置中产生高压电火花完成点火工作．三、自感的其他应用及危害1．其他应用在广播电台和电视台的无线电设备中，用自感线圈和电容器组成振荡电路来发射电磁波；在收音机和电视机中，同样也用振荡电路来接收电磁波．另外电焊机也利用了自感现象，使焊条与工件之间的空隙产生电弧火花，使工件局部熔化．2．危害在电路中，开关断开时产生电弧火花，烧坏开关或造成安全隐患.一、日光灯的发光原理图11．构造日光灯的电路如图1所示，由日光灯管、镇流器、开关等组成．2．启动前管内气体未导通

3、，启动器动触片与静触片处于分离状态．3．日光灯的启动当开关闭合时，电源把电压加在启动器的两电极之间，使氖气放电而发出辉光，辉光产生的热量使U形动触片膨胀伸长与静触片接触，从而接通电路，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，启动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，流过镇流器的电流迅速减小，镇流器线圈中会产生很高的自感电动势，方向与原来电压方向相同，与电源电压一起形成瞬时高压加在灯管两端，使灯管中的气体开始放电，于是日光灯管成为电流的通路开始发光．启动器相当于一个自动开关．日光灯正常

4、工作后处于断开状态，启动器损坏的情况下可将连接启动器的两个线头作一个短暂接触也可把日光灯启动．启动时电流流经途径是镇流器、启动器、灯丝，启动后电流流经途径是镇流器、灯丝、日光灯管．图24．日光灯正常工作时镇流器的作用由于日光灯使用的是交流电源，电流的大小和方向做周期性变化．当交流电的大小增大时，镇流器上的自感电动势阻碍原电流增大，自感电动势与原电压反向；当交流电的大小减小时，镇流器上的自感电动势阻碍原电流减小，自感电动势与原电压同向．可见镇流器的自感电动势总是阻碍电流的变化，正常工作时镇流器就起着降压、限流的作用．例1　如图所示

5、，S为启动器，L为镇流器，其中日光灯的接线图正确的是(　　)答案　A解析　根据日光灯的工作原理，要想使日光灯发光，灯丝需要预热发出电子，灯管两端应有瞬时高压，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，不能使灯管气体导电，选项D错误．针对训练　如图3是日光灯的结构示意图，若按图示的电路连接，关于日光灯的发光情况，下列叙述中正确的是(　　)图3A．只把S1接通，S2、S3不接通，日光灯

6、就能正常发光B．把S1和S2接通后，S3不接通，日光灯就能正常发光C．S3不接通，接通S1和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答案　C解析　A选项：只接通S1，灯管两端不能产生瞬时高压，日光灯不能点亮，A错误；B选项：S1和S2接通，S2不断开，日光灯被短路，电压为零，镇流器也不能产生断电自感电动势，日光灯不能点亮，B错误；C选项：S1和S2接通，再断开S2，镇流器产生自感电动势，与外加电压一起形成瞬时高压，使日光灯点亮而正常发光，C正确；D选项：日光灯正常发光后，再接通S

7、3，镇流器被短接，不再起限流和降压作用，加在灯管两端的电压将达到220V，灯管将被烧坏，D错误．例2　启动器是由电容和氖管两大部分组成，其中氖管中充有氖气，内部有静触片和U形动触片．通常动、静触片不接触，有一个小缝隙，则下列说法中正确的是(　　)A．当电源的电压加在启动器两极时，氖气放电并产生热量，导致U形动触片受热膨胀B．当电源的电压加在启动器两极后，启动器的两个触片才接触，使电路有电流通过C．电源的电压加在启动器两极前，启动器的两个触片就接触着，电路就已经有电流通过D．当电路通电后，两个触片冷却，两个触片重新分离答案　ABD

8、解析　依据日光灯的工作原理可知，电源把电压加在启动器的两极之间，使氖气放电而发出辉光．辉光产生热量使U形动触片膨胀伸长，跟静触片接触把电路接通．电路接通后，启动器的氖气停止放电，U形动触片冷却收缩，两个触片分开，电路自动断开．二、感应圈的工作原理如图4是感应圈的