2018版高中物理 第2章 楞次定律和自感現(xiàn)象 2.3 自感現(xiàn)象的應(yīng)用課件 魯科版選修3-2.ppt

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第2章——,楞次定律和自感現(xiàn)象,第4講自感現(xiàn)象的應(yīng)用,目標(biāo)定位,1.知道日光燈的組成和電路圖.2.知道日光燈的主要元件及作用.3.知道感應(yīng)圈是利用自感現(xiàn)象由低壓直流電源獲得高電壓的.,一、日光燈與鎮(zhèn)流器,動(dòng)觸片,斷開(kāi),汞蒸氣,熒光物質(zhì),瞬時(shí)高壓,降壓限流,二、感應(yīng)圈1.工作原理利用自感現(xiàn)象用電源來(lái)獲得高電壓.2.結(jié)構(gòu)主要由直接繞在鐵芯上的和兩端接在放電器上的構(gòu)成.3.用途在物理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里可以做電源，在汽車(chē)、煤氣灶點(diǎn)火裝置中產(chǎn)生完成點(diǎn)火工作.,低壓直流,初級(jí)線(xiàn)圈,次級(jí)線(xiàn)圈,小功率高壓,高壓電火花,三、自感的其他應(yīng)用及危害1.其他應(yīng)用在廣播電臺(tái)和電視臺(tái)的無(wú)線(xiàn)電設(shè)備中，用自感線(xiàn)圈和電容器組成來(lái)發(fā)射電磁波；在收音機(jī)和電視機(jī)中，同樣也用來(lái)接收電磁波.另外電焊機(jī)也利用了自感現(xiàn)象，使焊條與工件之間的空隙產(chǎn)生，使工件局部熔化.2.危害在電路中，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生電弧火花，燒壞開(kāi)關(guān)或造成安全隱患.,振蕩電路,振,蕩電路,電弧火花,一、日光燈的發(fā)光原理,1．構(gòu)造日光燈的電路如圖1所示，由日光燈管、鎮(zhèn)流器、開(kāi)關(guān)等組成．2．啟動(dòng)前管內(nèi)氣體未導(dǎo)通，啟動(dòng)器動(dòng)觸片與靜觸片處于分離狀態(tài)．,3．日光燈的啟動(dòng)當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，電源把電壓加在啟動(dòng)器的兩電極之間，使氖氣放電而發(fā)出輝光，輝光產(chǎn)生的熱量使U形動(dòng)觸片膨脹伸長(zhǎng)與靜觸片接觸，從而接通電路，于是鎮(zhèn)流器的線(xiàn)圈和燈管的燈絲中就有電流通過(guò)；電路接通后，啟動(dòng)器中的氖氣停止放電，U形動(dòng)觸片冷卻收縮，兩個(gè)觸片分離，電路自動(dòng)斷開(kāi)，流過(guò)鎮(zhèn)流器的電流迅速減小，鎮(zhèn)流器線(xiàn)圈中會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)，方向與原來(lái)電壓方向相同，與電源電壓一起形成瞬時(shí)高壓加在燈管兩端，使燈管中的氣體開(kāi)始放電，于是日光燈管成為電流的通路開(kāi)始發(fā)光．,啟動(dòng)器相當(dāng)于一個(gè)自動(dòng)開(kāi)關(guān)．日光燈正常工作后處于斷開(kāi)狀態(tài)，啟動(dòng)器損壞的情況下可將連接啟動(dòng)器的兩個(gè)線(xiàn)頭作一個(gè)短暫接觸也可把日光燈啟動(dòng)．啟動(dòng)時(shí)電流流經(jīng)途徑是鎮(zhèn)流器、啟動(dòng)器、燈絲，啟動(dòng)后電流流經(jīng)途徑是鎮(zhèn)流器、燈絲、日光燈管．,4．日光燈正常工作時(shí)鎮(zhèn)流器的作用由于日光燈使用的是交流電源，電流的大小和方向做周期性變化．當(dāng)交流電的大小增大時(shí)，鎮(zhèn)流器上的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙原電流增大，自感電動(dòng)勢(shì)與原電壓反向；當(dāng)交流電的大小減小時(shí)，鎮(zhèn)流器上的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙原電流減小，自感電動(dòng)勢(shì)與原電壓同向．可見(jiàn)鎮(zhèn)流器的自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙電流的變化，正常工作時(shí)鎮(zhèn)流器就起著降壓、限流的作用．,例1如圖所示，S為啟動(dòng)器，L為鎮(zhèn)流器，其中日光燈的接線(xiàn)圖正確的是(),解析根據(jù)日光燈的工作原理，要想使日光燈發(fā)光，燈絲需要預(yù)熱發(fā)出電子，燈管兩端應(yīng)有瞬時(shí)高壓，這兩個(gè)條件缺一不可.當(dāng)動(dòng)、靜觸片分離后，選項(xiàng)B中燈管和電源斷開(kāi)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；,選項(xiàng)C中鎮(zhèn)流器與燈管斷開(kāi)，無(wú)法將瞬時(shí)高壓加在燈管兩端，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；選項(xiàng)D中燈絲左、右端分別被短接，無(wú)法預(yù)熱放出電子，不能使燈管氣體導(dǎo)電，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案A,針對(duì)訓(xùn)練如圖3是日光燈的結(jié)構(gòu)示意圖，若按圖示的電路連接，關(guān)于日光燈的發(fā)光情況，下列敘述中正確的是()A.只把S1接通，S2、S3不接通，日光燈就能正常發(fā)光B.把S1和S2接通后，S3不接通，日光燈就能正常發(fā)光C.S3不接通，接通S1和S2后再斷開(kāi)S2，日光燈就能正常發(fā)光D.當(dāng)日光燈正常發(fā)光后，再接通S3，日光燈仍能正常發(fā)光,圖3,解析A選項(xiàng)：只接通S1，燈管兩端不能產(chǎn)生瞬時(shí)高壓，日光燈不能點(diǎn)亮，A錯(cuò)誤；,B選項(xiàng)：S1和S2接通，S2不斷開(kāi)，日光燈被短路，電壓為零，鎮(zhèn)流器也不能產(chǎn)生斷電自感電動(dòng)勢(shì)，日光燈不能點(diǎn)亮，B錯(cuò)誤；C選項(xiàng)：S1和S2接通，再斷開(kāi)S2，鎮(zhèn)流器產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，與外加電壓一起形成瞬時(shí)高壓，使日光燈點(diǎn)亮而正常發(fā)光，C正確；D選項(xiàng)：日光燈正常發(fā)光后，再接通S3，鎮(zhèn)流器被短接，不再起限流和降壓作用，加在燈管兩端的電壓將達(dá)到220V，燈管將被燒壞，D錯(cuò)誤.答案C,例2啟動(dòng)器是由電容和氖管兩大部分組成，其中氖管中充有氖氣，內(nèi)部有靜觸片和U形動(dòng)觸片．通常動(dòng)、靜觸片不接觸，有一個(gè)小縫隙，則下列說(shuō)法中正確的是()A．當(dāng)電源的電壓加在啟動(dòng)器兩極時(shí)，氖氣放電并產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致U形動(dòng)觸片受熱膨脹B．當(dāng)電源的電壓加在啟動(dòng)器兩極后，啟動(dòng)器的兩個(gè)觸片才接觸，使電路有電流通過(guò)C．電源的電壓加在啟動(dòng)器兩極前，啟動(dòng)器的兩個(gè)觸片就接觸著，電路就已經(jīng)有電流通過(guò)D．當(dāng)電路通電后，兩個(gè)觸片冷卻，兩個(gè)觸片重新分離,解析依據(jù)日光燈的工作原理可知，電源把電壓加在啟動(dòng)器的兩極之間，使氖氣放電而發(fā)出輝光．輝光產(chǎn)生熱量使U形動(dòng)觸片膨脹伸長(zhǎng)，跟靜觸片接觸把電路接通．電路接通后，啟動(dòng)器的氖氣停止放電，U形動(dòng)觸片冷卻收縮，兩個(gè)觸片分開(kāi)，電路自動(dòng)斷開(kāi)．答案ABD,二、感應(yīng)圈的工作原理如圖4是感應(yīng)圈的原理圖，閉合開(kāi)關(guān)K，低壓直流電源接通.開(kāi)關(guān)K和彈簧片DK與初級(jí)線(xiàn)圈L1構(gòu)成回路.此時(shí)，鐵芯被磁化，吸引彈簧片DK，使L1斷路，瞬時(shí)無(wú)電流通過(guò)，鐵芯失磁，彈簧片DK返回，L1回路再度接通.在這樣的反復(fù)過(guò)程中，L1中產(chǎn)生變化的電流.在通、斷的瞬間，由于初級(jí)線(xiàn)圈中的電流迅速變化，L1的自感電動(dòng)勢(shì)會(huì)猛增至數(shù)百伏.次級(jí)線(xiàn)圈L2的線(xiàn)圈匝數(shù)約為L(zhǎng)1的100倍，于是在次級(jí)線(xiàn)圈L2的兩端感應(yīng)出數(shù)萬(wàn)伏的高壓.,圖4,例3關(guān)于感應(yīng)圈下列說(shuō)法不正確的是()A.感應(yīng)圈是利用自感現(xiàn)象來(lái)獲得高壓電的裝置B.在工程中，感應(yīng)圈可作為大功率高壓電源使用C.煤氣灶電子點(diǎn)火裝置，是利用感應(yīng)圈產(chǎn)生高壓電火花來(lái)完成的D.感應(yīng)圈的主要構(gòu)造包括繞在鐵芯上的兩個(gè)絕緣線(xiàn)圈及放電器等,解析感應(yīng)圈是利用自感現(xiàn)象，通過(guò)低壓直流電源來(lái)獲得高電壓的裝置，A正確；受直流電源提供電功率的限制，感應(yīng)圈不能作為大功率高壓電源使用，B不正確；感應(yīng)圈的主要構(gòu)造包括兩個(gè)絕緣線(xiàn)圈和放電器等，D正確；煤氣灶電子點(diǎn)火裝置是利用感應(yīng)圈產(chǎn)生的高壓電火花來(lái)完成的，C正確.答案B,日光燈的發(fā)光原理1．關(guān)于日光燈電路的連接，下列說(shuō)法正確的是()A．啟動(dòng)器與燈管并聯(lián)B．鎮(zhèn)流器與燈管串聯(lián)C．啟動(dòng)器與鎮(zhèn)流器并聯(lián)D．啟動(dòng)器相當(dāng)于開(kāi)關(guān),解析根據(jù)日光燈工作原理知，啟動(dòng)器與燈管并聯(lián)、鎮(zhèn)流器與燈管串聯(lián)，啟動(dòng)器的動(dòng)觸片和靜觸片短暫接通后斷開(kāi)，鎮(zhèn)流器向燈管提供瞬時(shí)高壓．所以，啟動(dòng)器僅起到了開(kāi)關(guān)作用，A、B、D對(duì)，C錯(cuò)．答案ABD,2．在日光燈電路中接有啟動(dòng)器、鎮(zhèn)流器和日光燈管，下列說(shuō)法中正確的是()A．日光燈點(diǎn)燃后，鎮(zhèn)流器、啟動(dòng)器都不起作用B．鎮(zhèn)流器在點(diǎn)燃燈管時(shí)產(chǎn)生瞬時(shí)高壓，點(diǎn)燃后起降壓限流作用C．日光燈點(diǎn)亮后，啟動(dòng)器不再起作用，可以將啟動(dòng)器去掉D．日光燈點(diǎn)亮后，使鎮(zhèn)流器短路，日光燈仍能正常發(fā)光，并能降低對(duì)電能的消耗,解析日光燈工作時(shí)都要經(jīng)過(guò)預(yù)熱、啟動(dòng)和正常工作三個(gè)不同的階段，它們的工作電流通路如下圖所示：,在啟動(dòng)階段鎮(zhèn)流器與啟動(dòng)器配合產(chǎn)生瞬間高壓．工作后，電流由燈管經(jīng)鎮(zhèn)流器，不再流過(guò)啟動(dòng)器，故啟動(dòng)后啟動(dòng)器不再工作，而鎮(zhèn)流器還要起降壓限流作用，不能去掉，故選B、C.答案BC,感應(yīng)圈的工作原理3.下列說(shuō)法正確的是()A.感應(yīng)圈的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象B.日光燈和白熾燈一樣，都可接在直流電路中正常工作C.感應(yīng)圈中的兩個(gè)線(xiàn)圈的匝數(shù)一樣多D.一個(gè)標(biāo)有“220V,40W”的日光燈管，用歐姆表測(cè)燈管兩端，讀數(shù)約為1210Ω,A,4.下列裝置中沒(méi)有利用感應(yīng)圈的是()A.煤氣灶電子點(diǎn)火裝置B.汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火裝置C.物理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的小功率高壓電源D.自動(dòng)設(shè)備中的延時(shí)繼電器,解析煤氣灶電子點(diǎn)火裝置，汽車(chē)發(fā)電機(jī)點(diǎn)火裝置都是利用感應(yīng)圈產(chǎn)生的高壓電火花來(lái)完成點(diǎn)火工作的，物理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的小功率電源是利用感應(yīng)圈通過(guò)低壓直流電源獲得高電壓，A、B、C正確；延時(shí)繼電器是利用線(xiàn)圈的電磁感應(yīng)來(lái)正常工作的，沒(méi)有用到感應(yīng)圈，D錯(cuò)誤.答案D,