高中物理课时跟踪检测六自感现象的应用鲁科版选修3_

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鲁科版选修3-2 2.3 自感现象的应用学案

2.3 自感现象的应用学案学习目标：1.知道普通日光灯的组成和电路图.2.知道启动器和镇流器的构造和工作原理.3.了解感应圈的工作原理和应用.4.会用自感知识分析、解决一些简单问题.根底知识：一.日光灯与镇流器(1)日光灯电路主要由灯管、启动器、镇流器和开关等构成.镇流器实质上是一个带铁芯的线圈,其自感系数很大.(2)灯管两端各有一根灯丝,管内充有微量的氩和稀薄的汞蒸汽,灯管内壁涂有荧光物质.当管内气体被击穿时,两端炽热的灯丝释放电子与汞原子碰撞而放出紫外线,使荧光物质发光.(3)要使日光灯管发光,灯管两端需加上一个比220 V高,很多的电压,使灯管内的气体被击穿而导电;灯管正常发光后,灯管两端的电压又要比220 V低.(4)镇流器的作用当开关闭合,启动器断开的瞬间,镇流器中产生一个很大的与电电压方向相同的自感电动势,从而在灯管两端形成一个瞬时高压.日光灯发光后,镇流器线圈会产生与电电压相反的自感电动势,镇流器起降压限流的作用,使日光灯管两端的工作电压不致太高.二.感应圈(1)感应圈的构造：铁芯、初级线圈、次级线圈、断续器簧片和放电器等构成,初级线圈和次级线圈都绕在铁芯上,次级线圈的两端接在放电器上.(2)感应圈的工作原理利用自感现象用低压电获得高电压.(3)感应圈的用途在物理化学实验室里可以做小功率高压电,在汽车、煤气灶点火装置中产生高压电火花(电弧火花)完成点火工作.三.自感现象的其他应用(1)但凡有导线、线圈的设备,只要有电流变化,就都会有自感现象产生.(2)在播送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发射电磁波;在收音机和电视机中,也用振荡电路接收电磁波.(3)电焊机是利用了自感现象.电焊时,当焊条与工件短暂接触再断开时,在焊条与工件之间的空隙处就产生电弧火花,电弧火花产生的高温把金属工件局部熔化,从而实现焊接.重难点理解：一、日光灯与镇流器的原理(1)启动器的主要构造是一个充有氖气的小玻璃泡,里面装有两个电极,一个是静触片,一个是由两个膨胀系数不同的金属制成的U形动触片.双金属片接通的原理是：平常动触片与静触片之间不接触,有小缝隙,双金属片受热时,两金属片膨胀程度不同,下层的膨胀大一些,使U形动触片稍伸开一点,与静触片接触.启动器作用是相当于一个自动开关,常态是断开的.(2)激发灯管中汞蒸气导电时的高电压：开关S闭合时,电将电压加在启动器两极间,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,与静触片接通.于是在镇流器线圈和灯管的灯丝间有电流通过.电路接通后,启动器的氖气停止放电,U形动触片冷却收缩,两触片别离,电路自动断开.在电路突然断开瞬间,由于镇流器中的电流急剧减小,产生很大的感应电动势E,E自加上电电压一起形成瞬时高压,使灯管中汞蒸气导电.自(3)日光灯正常工作时低压是：日光灯正常工作后,电阻小,要求电流很小.日光灯管用交变电供电,在镇流器中产生E感,E感总与电电压方向相反,阻碍电流变化,从而镇流器在灯管正常工作时起降压限流作用.(4)启动时电流流经的途径是镇流器、启动器、灯丝,启动后电流流经途径是镇流器、灯丝、日光灯灯管.日光灯正常工作后启动器不起作用,可以拿出,不影响日光灯正常发光;镇流器是起作用的,它起降压作用.二、感应圈的工作原理感应圈是如何利用低压直流电获得高电压：如下图,感应圈上初级线圈(匝数少)和次级线圈(匝数多)都绕在一个铁芯上.当闭合开关S,初级线圈与电接通.电流通过初级线圈并逐渐增大,铁芯被磁化,穿过铁芯的磁通量增大到很大;当再使开关S断开时,电流瞬时消失,在断电的瞬间,穿过铁芯的磁通量突然减小到几乎为零,次级线圈中会产生一个很大的自感电动势.由于次级线圈的线圈匝数约为初级线圈的上百倍,所以在次级线圈的两端那么会感应出上万伏的高压.典例1、如下图,S为启动器,L为镇流器,其中日光灯的接线图正确的选项是() A【解析】根据日光灯的工作原理,要想使日光灯发光①灯丝需预热发出电子;②灯管两端应有瞬时高压.这两个条件缺一不可.当动、静触片别离后,选项B中灯管和电断开,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,不能使灯管中气体导电,选项D错误,只有选项A是正确的.【点拨】明确启动器的作用和镇流器的原理.启动器相当于一个自动开关,当灯管正常工作时,启动器断开;镇流器的作用是在启动时产生瞬时高压,工作时起降压限流作用.所以镇流器必须和电流接通,启动器和两端灯丝相接.典例2、关于感应圈以下说法正确的选项是()B.在工程中,感应圈可作为大功率高压电使用C.煤气灶电子点火装置,是利用感应圈产生高电压电火花完成的ACD【解析】感应圈是利用自感现象,由低压电获得高电压的装置,A项正确;感应圈线圈两端电压虽然很高,但功率很小,它可以作为小功率高电压电,B项错误;由感应圈的构造和应用知,C、D项正确.【点拨】对于感应圈注意两点①知道感应圈的根本结构及主要元件的作用;②深刻理解和准确把握感应圈的原理.稳固练习：1.图示是日光灯的结构示意图,假设按图示的电路连接,关于日光灯发光的情况,以下说法中正确的选项是()1接通,S2、S3断开,日光灯就能正常发光1、S2接通,S3断开,日光灯就能正常发光3断开,接通S1、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2.下面利用了自感现象的是()3.启动器内有两个部件，一个是氖泡，另一个是电容器，以下说法中正确的选项是〔〕A．氖泡内充入氖气的作用是在接通电路时产生辉光放电B．氖泡内的两个金属片在日光灯正常发光后是接触的C．电容器的作用是启动器中的两个金属片别离时消除电火花的D．电容器的作用是启动器中的动静片别离时产生瞬时高压的4.家用日光灯电路如下图，S为启动器，A为灯管，L为镇流器，关于日光灯的工作原理以下说法中正确的选项是〔〕A．镇流器的作用是将交流电变为直流电B．在日光灯的启动阶段，镇流器能提供一个瞬时高压，使灯管开始工作C．日光灯正常发光时，启动器中的两个触片是别离的D．日光灯发出柔和的白光是由汞原子受到激发后直接辐射的参考答案1C【解析】当S1接通,S2、S3断开时,电电压220 V直接加在灯管两端,达不到灯管启动的高压值,日光灯不能发光,选项A错误.当S1、S2接通、S3断开时,灯丝两端被短路,电压为零,日光灯不能发光,选项B错误.当日光灯正常发光后,再接通S31、S2接通,灯丝被预热,发出电子,再断开S2,镇流器中产生很大的自感电动势,和原电压一起加在灯管两端,使气体电离,日光灯才能正常发光,选项C正确.2ABC解析】电磁炉是根据电磁感应产生涡流发热实现加热的.3、B4、BC。

选修3-2物理第2章第3节自感现象的应用课时作业(鲁科版附答案和解释)

选修3-2物理第2章第3节自感现象的应用课时作业（鲁科版附答案和解释）一、选择题 1．日光灯镇流器的作用有( ) A．启动器动、静触片接触时，镇流器产生瞬时高压 B．正常工作时，镇流器降压限流保证日光灯正常工作 C．正常工作时，使日光灯管两端的电压稳定在220 V D．正常工作时，不准电流通过日光灯管解析：选B．当启动器的动、静触片分离，即电路断开时，镇流器能产生瞬时高压，与电源电压一起加在灯管两端，使灯管中的气体导电，日光灯开始发光；在日光灯正常发光时，由于交变电流通过镇流器的线圈，线圈中产生自感电动势，总是阻碍电流的变化，起着降压(低于220 V)限流的作用，保证日光灯的正常工作． 2．关于日光灯的发光实质，下列说法中正确的有( ) A．是由于灯管两端的灯丝在炽热状态下发光，后经灯管壁多次反射和透射传到周围空间 B．是在镇流器的高电压作用下，灯管内气体被电离成为导体，形成大电流，使气体处于炽热状态而发光 C．日光灯发出的其实就是紫外线 D．日光灯发出的光，实质上是紫外线激发荧光物质发光解析：选D．日光灯发光的本质，是灯丝发射的电子与汞原子碰撞而放出紫外线，紫外线照射灯管内壁的荧光物质而发光．故选项D正确． 3．(多选)关于感应圈的原理，下列说法正确的是( ) A．感应圈是利用低压交流电获得高压的 B．感应圈是利用低压直流电源获得高电压的 C．感应圈是利用自感现象获得高电压的 D．感应圈是利用分压器获得高压的解析：选BC.感应圈是利用低压直流电源和自感现象获得高电压的． 4．(多选)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，导致双金属片受热膨胀 B．当电源的电压加在启动器两极后，动、静触片间辉光放电，受热膨胀两触片接触而不分离 C．启动器中U形动触片是由单金属片制成 D．当动、静两触片接触后，氖气停止放电、温度降低，两触片分离答案：AD 5．(多选)用电流传感器可以清楚地演示自感对电路中电流的影响，不一定要用两个灯泡作对比．电流传感器的作用相当于一个电流表，实际就用电流表的符号表示．它与电流表的一个重要区别在于，传感器与计算机相结合能够即时反映电流的迅速变化，并能在屏幕上显示电流随时间变化的图象．先按图甲连接电路，测一次后，可以拆掉线圈，按图乙再测一次，得到丙、丁图象．则下列说法正确的是( )A．丙图象是对应甲测得的 B．丙图象是对应乙测得的 C．丁图象是对应甲测得的 D．丁图象是对应乙测得的解析：选AD．电感线圈对应电路电流应逐渐增加，乙电路电键S接通后电流能突变． 6．(多选)在日光灯电路中，如果与启动器并联的电容器被击穿，为排除故障使日光灯正常工作而采取的下列方法中合理的是( ) A．去掉电容器 B．打坏玻璃泡，把动触片和静触片捆在一起 C．去掉启动器从启动器插座上接出两根导线，然后拧在一起 D．用一段中间有绝缘皮的导线弯成U字形，去掉启动器，将U形导线两端插入启动器座，待灯管两端发光后迅速断开解析：选AD．电容器对启动过程没有影响，所以去掉以后启动器启动作用不变，A正确；启动的原理是瞬间接通，待灯管两端发光后，迅速断开，镇流器产生瞬时高压把灯管点亮，B、C不能断开，显然不可以，B、C错误，D正确． 7．(多选)家用日光灯电路如图所示，S为启动器，A为灯管，L为镇流器，关于日光灯的工作原理下列说法正确的是( ) A．镇流器的作用是将交变电流变为直流电 B．在日光灯的启动阶段，镇流器能提供一个瞬时高压，使灯管开始工作 C．日光灯正常发光时，启动器中的两个触片是分离的 D．日光灯发出柔和的白光是由汞电子受到激发后直接辐射的解析：选BC.镇流器是一个自感系数很大的线圈，当流经线圈的电流发生变化时能产生很大的自感电动势阻碍电流的变化，在日光灯启动时，镇流器提供一个瞬时高压使其工作；在日光灯正常工作时，自感电动势方向与原电压相反，镇流器起着降压限流的作用，此时启动器的两个触片是分离的，当灯管内的汞蒸气被激发时能产生紫外线，涂在灯管内壁的荧光物质在紫外线的照射下发出可见光． 8．如图所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路拆解时应( ) A．先断开S1 B．先断开S2 C．先拆除电流表 D．先拆除电阻R 解析：选B．S1断开瞬间，L中产生很大的自感电动势，若此时S2闭合，则可能将电压表烧坏，故应先断开S2. ☆9.人类生活中对能源的可持续利用可以通过节能方式体现，日光灯是最常用的节能照明工具，它的主要构成有灯管、镇流器、启动器．启动器的构造如图所示，为了便于日光灯工作，常在启动器两端并上一个纸质电容器C，现有一盏日光灯总是出现灯管两端亮而中间不亮，经检查，灯管是好的，电源电压正常，镇流器无故障，其原因可能是( ) A．启动器两脚A、B与启动器座接触不良 B．电容器C断路 C．电容器C击穿而短路 D．镇流器自感系数L太大解析：选C.题目说镇流器无故障，故D项错误．日光灯管两端亮而中间不亮，说明灯管两端的灯丝处于通电状态，即启动器接通，但不能自动断开，说明电容器C短路了，选C. ☆10.如图所示为日光灯示教电路，L为镇流器，S为启动器．下列操作中，观察到的现象错误的是( ) A．接通K1，K2接a，K3断开，灯管正常发光 B．灯管正常发光时，将K2由a迅速接到b，灯管将不再正常发光 C．断开K1、K3，令K2接b，待灯管冷却后再接通K1，可看到S闪光，灯管不能正常发光 D．取下S，令K2接a，再接通K1、K3，接通几秒后迅速断开K3，灯管可以正常发光解析：选B．按选项A的做法，电路就是一个常见的日光灯照明电路，故A 选项正确．选项D是用手动开关K3来代替启动器S，由所学知识可知，这种做法是可行的，故D选项正确．灯管正常工作后，镇流器L 只起降压限流的作用，其工作完全可由一个电阻来替代．故灯管正常工作后，将K2由a转到b，灯泡中的钨丝电阻替代镇流器工作，只要阻值合适，日光灯仍可正常发光．故B选项错误．镇流器L在启动器S中的双金属片断开的瞬间产生高压，促使日光灯管发光，而灯泡D不能替代镇流器产生所需的高压，按选项C，只能看到S断续闪光，而灯管不能正常发光．二、非选择题 11．如图所示，在日光灯工作原理中． (1)开关刚合上时，220 V交流电压加在____________之间，使氖泡发出辉光； (2)日光灯正常发光时，启动器的静触片和动触片_______(填“接通”或“断开”)，镇流器起着____________的作用，保证日光灯正常工作； (3)启动器中的电容器能____________，没有电容器，启动器也能工作．解析：按原理图接好日光灯电路后，当开关闭合，电源把电压加在启动器的两金属片之间，使氖泡内的氖气放电发出辉光．辉光放电产生的热量使U形动触片膨胀，跟静片接触把电路接通，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形片冷却后收缩恢复原状，两金属片分离，电路断开，由于镇流器的自感作用，会产生很高的自感电动势，其方向与原电压方向相同，很高的自感电动势加上原电源电压加在灯管两端，使管内汞气体导电，产生紫外线，激发荧光粉发光，灯管被点亮．日光灯使用的是正弦交流电，电流的大小和方向都随时间做周期性变化，在日光灯正常发光后，由于交变电流通过镇流器的线圈，线圈中会产生自感电动势，它的作用总是阻碍电流的变化，这时的镇流器就起到了降压限流的作用，保证日光灯的正常工作．启动器中的电容器能使动静片脱离时避免产生电火花而烧毁启动器．没有电容器，同样能工作，当日光灯正常点亮后，启动器不再起作用，就是摘去了也不影响日光灯的发光．答案：(1)启动器的两电极(2)断开降压限流 (3)避免产生电火花 12．如图所示是生产中常用的一种延时继电器的示意图，铁芯上有两个线圈A和 B．线圈A跟电源连接，线圈B的两端接在一起，构成一个闭合电路．在拉开开关S的时候，弹簧K并不能立即将衔铁D拉起，从而使触头C(连接工作电路)立即离开，过一段时间后触头C才能离开；延时继电器就是这样得名的．试说明这种继电器的工作原理．解析：当拉开开关S时使线圈A中电流变小并消失时，铁芯中的磁通量发生了变化(减小)，从而在线圈B中激起感应电流，根据楞次定律，感应电流的磁场要阻碍原磁场的减小，这样，就使铁芯中磁场减弱得慢些，因此弹簧K不能立即将衔铁拉起．答案：见解析。

鲁科版高中物理选修3-2同步练测：第2章第2节自感第3节自感现象的应用

高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）第2节自感第3节自感现象的应用一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，每小题6分，共60分）1.关于线圈的自感系数、自感电动势的下列说法中正确的是( )A．线圈中电流变化越大，线圈自感系数越大B．对于某一线圈，自感电动势正比于电流的变化量C．一个线圈的电流均匀增大，这个线圈的自感系数、自感电动势都不变D．自感电动势总与原电流方向相反2.下列不属于自感现象的是( )A．电焊机B．拔下家用电器的电源插头看到电火花C．大型电动机断开开关产生电弧火花D．用高频交流电焊接自行车零件3.人类生活中对能源的可持续利用可以通过节能方式体现，日光灯是最常用的节能照明工具，它的主要构成有灯管、镇流器、启动器等．启动器的构造如图1所示，为了便于日光灯工作，常在启动器两端并上一个电容器C.现有一盏日光灯总是出现灯管两端亮而中间不亮，经检查，灯管是好的，电源电压正常，镇流器无故障，其原因可能是( )图1A．启动器两端A、B与启动器座接触不良B．电容器C断路C．电容器C击穿而短路D．镇流器自感系数L太大4.如图2所示，L是一个纯电感线圈，R为一个灯泡，下列说法中正确的是 ( )图2A．开关S闭合瞬间和断开瞬间，灯泡中都有从a到b的电流通过B．开关S闭合瞬间，灯泡中有从a到b的电流通过，断开瞬间则为从b到aC．开关S闭合瞬间，灯泡中有从a到b的电流通过，断开瞬间则没有电流通过D．开关S闭合或断开瞬间，灯泡中都没有电流通过5.如图3所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一只电压表，用来测量自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路解体时应( )图3A．先断开S1 B．先断开S2C．先拆除电流表 D．先拆除电阻R6.如图4所示，L是电阻不计的自感线圈，C 是电容器，E为电源，在开关S闭合和断开时，关于电容器的带电情况，下列说法正确的是 ( )图4A．S闭合瞬间，A板带正电，B板带负电B．S保持闭合，A板带正电，B板带负电C．S断开瞬间，A板带正电，B板带负电D．由于线圈L的电阻不计，电容器被短路，上述三种情况下电容器均不带电7.如图5所示是日光灯电路图，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5A．S1接通，S2、S3断开，日光灯就能正常发光B．S1、S2接通，S3断开，日光灯就能正常发光C．S3断开，接通S1、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8.如图6所示，a、b、c为三个相同的灯泡，额定电压稍大于电源的电动势，电源内阻可以忽略．L是一个本身电阻可忽略的电感线圈．开关S闭合．现突然断开，已知在这一过程中灯泡都不会烧坏，则下列关于c灯的说法中正确的是( )图6A．亮度保持不变B．将闪亮一下，而后逐渐熄灭C．将闪亮一下，而后逐渐恢复原来的亮度D．将变暗一下，而后逐渐恢复原来的亮度9.如图7所示，多匝线圈L的电阻和电源内阻都很小，可忽略不计，电路中两个电阻器的电阻均为R，开始时开关S断开，此时电路中电流为I0，现将开关S闭合，线圈L中有自感电动势产生，以下说法中正确的是( ) 图7A．由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终由I0减小到零B．由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流最终会小于I0C．由于自感电动势有阻碍电流的作用，电路中电流将保持I0不变D．自感电动势有阻碍电流增大的作用，但电路中电流最终还是增大到2I010.(2010年高考江苏卷)如图8所示的电路中，电源的电动势为E，内阻为r，电感L的电阻不计，电阻R的阻值大于灯泡D的阻值．在t=0时刻闭合开关S，经过一段时间后，在t=t1时刻断开S.下列表示A、B两点间电压U AB随时间t变化的图象中，正确的是( )图8图9二、简答题（本题共2小题，共40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）11.（20分）在图10所示电路中，L为一自感线圈，如果开关S断开，电流从最大值减小到零的时间为0.05 s，产生的感应电动势为180 V，可使氖管发光；如果电流在0.03 s内减小到零，则氖管两端可得到多大电压？图1012.（20分）如图11所示，设电源的电动势为E=10 V，内阻不计，L与R的电阻均为5 Ω，两灯泡的电阻为R s=10 Ω.图11（1）求断开S的瞬间，灯泡L1两端的电压；（2）画出断开S前后一段时间L1内电流随时间的变化规律．第2节自感第3节自感现象的应用得分：一、选择题二、简答题11.12.第2节自感第3节自感现象的应用参考答案一、选择题1.C 解析：线圈的自感系数由线圈本身的因素(如长度、面积、匝数等)决定．E自∝ΔIΔt，而不是E自∝ΔI，C对，A、B错．线圈中电流减小时自感电动势方向与原电流方向相同，电流增大时，电动势方向与原电流方向相反，D错．2.D 解析：电焊时电流变化引起的自感现象产生电弧火花，使金属熔化，冷却后就融为一体了，故选项A属于自感现象；把电路中开关断开，就会在电路中产生自感电动势，使开关的闸刀与固定夹片之间的空气电离，产生电火花，故选项B、C属于自感现象．高频交流电焊接自行车零件是涡流的典型应用，D不属于自感现象．3.C 解析：题目说镇流器无故障，故D项错误．日光灯管两端亮而中间不亮，说明灯管两端的灯丝处于通电状态，即启动器接通，但不能自动断开，说明电容器C短路了，选项C正确．4.B 解析：在开关S闭合瞬间，灯泡中立即有从a到b的恒定电流通过，此时由于自感现象，通过线圈的电流是逐渐增加的．开关S断开瞬间，线圈中原来向右的电流突然减小，由于自感现象的存在，线圈将产生阻碍这一变化的自感电动势(在线圈中自左向右)，因此在线圈L和灯泡R形成的新的闭合回路中，有电流从灯泡的b端流向a端，所以正确选项为B.5.B 解析： L自感系数很大，当开关S2闭合时若S1断开，则由于自感现象，L中可能产生很高的瞬时电压而烧坏电压表，故应先断开开关S2，后断开开关S1，在开关S2、S1均断开后拆除电表和电阻时，先拆除哪个都可以，故B选项正确．6.A 解析：当S闭合瞬间，L内电流增大，产生的自感电动势的方向是由下指向上，使电容器充电，A板带正电，B板带负电，A项正确；当S保持闭合时，L的电阻为零，电容器两极板被短路，不带电，B项错误；当S断开瞬间，L内的电流减小，自感电动势的方向由上指向下，在L、C组成的回路中给电容器充电，使B板带正电，A板带负电，C项错误．7.C 解析：当S1接通，S2、S3断开时，电源电压220 V直接加在灯管两端，达不到灯管启动的高压值，日光灯不能发光，选项A错误．当S1、S2接通，S3断开时，灯管两端被短路，电压为零，日光灯不能发光，选项B 错误．当日光灯正常发光后，再接通S3，则镇流器被短路，灯管两端电压过高，会损坏灯管，选项D错误．只有当S1、S2接通，再断开S2，镇流器中产生很大的自感电动势，和原电压一起加在灯管两端，使灯管内气体电离，日光灯正常发光，选项C正确．8.C 解析： S断开前，L把a灯短路，加在c灯两端电压为电源电压，流过c灯电流是流过L电流的一半．当S断开的瞬时，L上的电流要减小，L上产生自感电动势阻碍电流的减小，所以开始时，通过c的电流是原来的2倍，比原来亮得多，随后电流逐渐减小，达到稳定后，c两端的电压又等于电源电压，所以亮度跟原来的一样，C正确．9.D 解析：开关S闭合时，通过线圈L的电流发生变化，在线圈中产生自感电动势．自感电动势产生的效果是阻碍电流的变化，使电路中电流变化延缓，使电路中的电流不能突变，它不可能阻止电流的变化，也不可能使电流不变化，自感电动势本身就是以电流变化为存在基础的．本题中，由于线圈L的存在，在S闭合后，电路中的电流不会在瞬间由I0变大到2I0，但随着S闭合后电路中电流变化率的减小，线圈L中自感电动势减小，并最终减小到零，电路中电流最终会增大到2I0.故选项D正确．10.B 解析：开关闭合时，由于线圈的自感阻碍作用，可看做电阻，线圈电阻逐渐减小，并联电路电阻逐渐减小，路端电压U AB逐渐减小；开关闭合后再断开时，线圈的感应电流与原电流方向相同，形成回路，灯泡中的电流方向与原来相反，并逐渐减小到零，路端电压U AB逐渐减小到零，U AB为负值．A图象开关闭合时，U AB 增大，不符合题意，错误；B图象电压U AB的变化规律符合题意，正确；C图象的电压U AB先增大后减小，且方向不变，错误；D图象在两过程中电压U AB始终为正，不正确．二、简答题11.300 V解析：由线圈自感电动势的大小公式E=LΔIΔt得： E1=L ΔIt1，E2=LΔIt2解方程组得：E2=t1t2E1=0.050.03×180 V=300 V.12.（1）10 V（2）见解析解析：（1）电路稳定工作时，由于a、b两点的电势相等，导线ab上无电流流过．因此通过L的电流为I L=E2R =1010A=1 A.流过L1的电流为I=E2R s =1020A=0.5 A.断开S的瞬间，由于线圈想要维持I L不变，而与L1组成闭合回路，因此通过L1的瞬时电流为1 A．所以此时L1两端的电压为U=I L·R s=10 V.（2）断开S前，流过L1的电流为0.5A不变．而断开S的瞬间，通过L1的电流突变为1 A，且方向也发生变化，然后渐渐减小到零，图象如图12所示(t0为断开S的时刻)．注：从t0开始，电流持续的时间实际上一般是很短的．图12。

自感现象的应用-鲁科版选修3-2教案

自感现象的应用-鲁科版选修3-2教案一、教学目标1.了解自感现象的概念和特性；2.掌握自感电动势的计算公式及其应用；3.学会利用自感现象制作简单的电路。

二、教学重点1.自感电动势的计算公式；2.利用自感现象制作简单的电路。

三、教学难点1.理解自感现象的物理原理；2.掌握自感电动势的计算方法；四、教学方法1.课堂讲解；2.实验演示；3.讨论互动。

五、教学内容1. 自感现象的概念和特性自感现象，又称电感或感性。

当一个电流变化时，它所产生的磁场也随之变化。

当磁场发生变化时，会在同一线圈内产生感应电流，这种感应电流就称为自感电流或自感电动势。

自感现象的特点如下：•只有在电流发生变化时才会产生电动势；•磁场的变化量与电流变化量成正比。

2. 自感电动势的计算公式及其应用自感电动势的计算公式为：$ E =- L\frac{di}{dt} $其中，E表示自感电动势，L表示电感系数，i表示电流，t表示时间。

自感电动势的应用主要有以下三个方面：•用于计算自感电路中的电流；•用于计算自感电路中的电势差；•用于制作电磁感应器件。

3. 利用自感现象制作简单的电路利用自感电路可以制作许多有用的电子器件，例如：•自感开关电路；•自感电路反馈控制器；•自感电动机等。

六、实验设计实验名称：观测自感电路中电流的变化实验目的：通过实验，观测自感电路中电流的变化，并计算出自感电动势。

实验器材：电路板、电感线圈、万用表、直流电源等。

实验步骤：1.将电路板上的电感线圈连接到直流电源上；2.记录电感线圈的电感系数和电流变化情况；3.使用万用表测量电路中的电势差，并计算出自感电动势；4.分析实验数据，得出结论。

七、教学反思通过对自感电路的教学，学生们对自感现象有了更加深入的了解，掌握了自感电动势的计算公式及其应用。

实验环节的设计使得学生们可以通过实际操作来观察电路的变化，加深对自感电路的理解，并培养了学生的动手能力。

下一步可以引导学生将所学知识应用到实际生活中，如电子设备的维修等。

_高中物理课时跟踪检测六自感现象的应用鲁科选修3_2

_高中物理课时跟踪检测六自感现象的应用鲁科选修3_21．关于日光灯电路的连接，下列说法不正确的是( )A．启动器与灯管并联B．镇流器与灯管串联C．启动器与镇流器并联D．启动器相当于开关解析：选C 根据日光灯工作原理可知，启动器与灯管并联、镇流器与灯管串联，启动器的动触片和静触片短暂接通后断开，镇流器向灯管提供瞬时高压，所以，启动器仅起到了开关作用。

2．镇流器是由一个线圈和铁芯构成的，下列说法中正确的是( )A．镇流器中加入铁芯变成了电磁铁，在日光灯电路中起开关的作用B．镇流器在日光灯正常发光后，只消耗电能，为了节能可以把它短路C．日光灯电路中的镇流器可以用白炽灯泡来替代D．镇流器中的铁芯是为了增大自感系数解析：选D 镇流器中加入铁芯是为了增大线圈整体的自感系数，进而产生更大的自感电动势，以击穿灯管内气体而导通；灯管导通后镇流器又起降压限流作用，故不可将其短路，且在启动时不可用白炽灯泡来代替。

3．关于日光灯启动器的下列说法正确的是( )A．日光灯正常发光时，启动器的静触片和动触片是接触的B．工作时，启动器起降压、限流作用，保证日光灯正常工作C．日光灯正常发光时，启动器两端的电压小于220 VD．日光灯正常发光时，电流流过启动器解析：选C 日光灯正常发光时，启动器的静触片和动触片是断开的，此时启动器是不导电的，选项A、D错误；工作时，镇流器起降压、限流作用，保证日光灯正常工作，选项B错误；日光灯正常发光时，由于镇流器的作用，加在灯管两端的电压小于220 V，故选项C正确。

4．关于日光灯工作过程中的电磁感应现象，下列说法不正确的是( )A．在灯丝预热阶段，镇流器利用自感控制加热电流B．在灯管点燃阶段，镇流器利用断电自感提供瞬时高压C．灯管正常发光阶段，镇流器利用反抗电流变化的自感作用降压限流，保证日光灯正常发光D．灯管正常发光后，镇流器已失去作用解析：选D 在日光灯启动发光的不同阶段，镇流器所起的作用也是不同的。

2024年高中物理课时达标训练六第2章第3节自感现象的应用含解析鲁科版选修3_2

自感现象的应用一、单项选择题1．下列装置中没有利用感应圈的是( )A．煤气灶电子点火装置B．汽车发动机点火装置C．物理、化学试验中的小功率高压电源D．自动设备中的延时继电器2．下列说法不正确的是( )A．日光灯在起先工作时，须要启动器B．日光灯在起先工作时，须要镇流器C．日光灯在正常工作时，不须要启动器D．日光灯在正常工作时，不须要镇流器3．关于日光灯的发光实质，下列说法正确的是( )A．是由于灯管两端的灯丝在炙热状态下发光，后经灯管壁多次反射和透射传到四周空间B．是在镇流器的高电压作用下，灯管内气体被电离成为导体，形成大电流，使气体处于炙热状态而发光C．日光灯发出的其实就是紫外线D．日光灯发出的光，实质上是紫外线激发荧光物质发光4．日光灯中镇流器的作用有( )A．启动器触片接触时，产生瞬时高压B．日光灯工作时，降压、限流，保证日光灯正常工作C．日光灯工作时，使日光灯管的电压稳定在220 VD．日光灯工作时，不准电流通过日光灯管5．启动器是由电容和氖泡两大部分组成，其中氖泡中充有氖气，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。

则下列说法中不正确的是( ) A．当电源的电压加在启动器两极时，氖气放电并产生热量，导致双金属片受热膨胀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，两个触片重新分别二、多项选择题6．在如图所示的四个日光灯的接线图中，S1为启动器，S2为开关，L为镇流器，能使日光灯正常发光的是( )7．如图所示是日光灯的电路图。

日光灯主要由灯管、镇流器、启动器组成。

关于日光灯的原理，下列说法正确的是( )A．日光灯启动，利用了镇流器中线圈的自感现象B．日光灯正常发光时，镇流器不起任何作用C．日光灯正常发光后取下启动器，日光灯仍能正常工作D．日光灯正常发光后取下启动器，日光灯不能正常工作8．如图所示，电路中有L A1和L A2两个完全相同的灯泡，线圈L的直流电阻忽视不计，下列说法正确的是( )A．闭合S时，L A2先亮，L A1后亮，最终一样亮B．断开S时，L A2立即熄灭，L A1过一会熄灭C．无论断开还是闭合开关，L A1中的电流始终从b到aD．无论断开还是闭合开关，L A2中的电流始终从c到d三、非选择题9．如图所示，小灯泡A的电阻R A＝12 Ω，线圈L的直流电阻R L＝4 Ω，电源电动势E ＝4 V，电源内阻r＝1 Ω，当电路中的开关K闭合且电路稳定时，小灯泡A两端的电压为U1。

2019-2020学年高二物理鲁科版选修3-2同步课堂：(5)自感自感现象的应用 Word版含答案

自感自感现象的应用1、某同学为了验证断电自感现象,自己找来带铁芯的线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E,用导线将它们连接成如图所示的电路.检查电路后,闭合开关S,小灯泡发光;再断开开关S,小灯泡仅有不显著的延时熄灭现象.虽经多次重复,仍未见老师演示时出现的小灯泡闪亮现象,他冥思苦想找不出原因.你认为最有可能造成小灯泡未闪亮的原因是( )A.电源的内阻较大B.小灯泡电阻偏大C.线圈电阻偏大D.线圈的自感系数较大2、如图所示，电路中“L”表示的是（）A．灯泡 B．电感器 C．电容器 D．开关3、如图所示,灯泡A、B与定值电阻的阻值均为R,L是自感系数较大的线圈,当S1闭合、S2断开且电路稳定时,A、B两灯亮度相同,再闭合S2,待电路稳定后将S1断开,下列说法正确的是( )A.B灯立即熄灭B.A灯将比原来更亮一下后熄灭C.有电流通过B灯,方向为c→dD.有电流通过A灯,方向为b→a4、如图所示是日光灯的构造示意图。

若按图示的电路连接,关于日光灯发光的情况,下列叙述正确的是( )A.S1接通,S2、S3断开,日光灯就能正常发光B.S1、S2接通,S3断开,日光灯就能正常发光C.S3断开,接通S1、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5、如图所示的电路中,电感L的自感系数很大,电阻可忽略, D为理想二极管,则下列说法正确的有( )A.当S闭合时, 1L立即变亮, 2L逐渐变亮B.当S闭合时, 1L一直不亮, 2L逐渐变亮C.当S断开时, 2L立即熄灭D.当S断开时, 1L突然变亮,然后逐渐变暗至熄灭6、如图所示的电路中,电源的电动势为E,内阻为r,线圈的自感系数很大,线圈的直流电阻R L与灯泡的电阻R满足R L<R.在t=0时刻闭合开关S,经过一段时间后,在时刻断开S.下列表示通过灯泡的电流随时间变化的图像中,正确的是( )A. B. C. D.7、如图所示,电源电动势为E ,其内阻不可忽略,L 1、L 2是完全相同的灯泡,线圈L 的直流电阻不计,电容器的电容为C ,闭合开关S ,电路稳定后( )A.电容器的带电荷量为CEB.灯泡L 1、L 2的亮度相同C.在断开S 的瞬间,通过灯泡L 1的电流方向向右D.在断开S 的瞬间,灯泡L 2立即熄灭8、如图甲、乙所示的两个电路,电感线圈的自感系数足够大,且直流电阻非常小但不可忽略,闭合开关S,待电路达到稳定后,灯泡均能发光.现将开关S 断开,这两个电路中灯泡亮度的变化情况不可能的是( )A.图甲所示的电路中灯泡将逐渐变暗B.图甲所示的电路中灯泡将先变得更亮,然后逐渐变暗C.图乙所示的电路中灯泡将逐渐变暗D.图乙所示的电路中灯泡将先变得更亮,然后逐渐变暗9、将直流电阻不计线圈加上铁芯后与两个完全相同的灯泡A L 、B L 连接成如图所示的电路，以下说法正确的是( )A ．闭合瞬间，A L 、B L 两灯同时发光B ．闭合并达到稳定后，B L 灯更亮一些C ．闭合并达到稳定后，A L 不亮，B L 灯亮，且亮度是从刚闭合时开始逐渐增加的D ．闭合并达到稳定后，再断开，A L 、B L 均不会立刻熄灭10、某同学利用如图所示的电路，测定一个自感系数很大的线圈L 的直流电阻L R ，实验室提供下列器材：①待测线圈L ，阻值约为2 Ω，额定电流为2 A②电流表1A 量程为0.6 A ，内阻1r 为0.2 Ω③电流表2A 量程为3 A ，内阻2r 约为0.2 Ω④变阻器1R 阻值为0-10 Ω，变阻器2R 阻值为0-1 k Ω⑤电池 E ，电动势为9 V ，内阻很小⑥定值电阻 3R =10 Ω，4R =1000 Ω⑦开关12S S ，要求实验时，改变变阻器的阻值，待电路稳定时，可使在尽可能大的范围内测得多组1A 表、2A 表的读数12I I 、，利用21I I －的图象，求出电感线圈的电阻。

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课时跟踪检测（六）自感现象的应用
1．关于日光灯电路的连接，下列说法不正确的是( )
A．启动器与灯管并联
B．镇流器与灯管串联
C．启动器与镇流器并联
D．启动器相当于开关
解析：选C 根据日光灯工作原理可知，启动器与灯管并联、镇流器与灯管串联，启动器的动触片和静触片短暂接通后断开，镇流器向灯管提供瞬时高压，所以，启动器仅起到了开关作用。

2．镇流器是由一个线圈和铁芯构成的，下列说法中正确的是( )
A．镇流器中加入铁芯变成了电磁铁，在日光灯电路中起开关的作用
B．镇流器在日光灯正常发光后，只消耗电能，为了节能可以把它短路
C．日光灯电路中的镇流器可以用白炽灯泡来替代
D．镇流器中的铁芯是为了增大自感系数
解析：选D 镇流器中加入铁芯是为了增大线圈整体的自感系数，进而产生更大的自感电动势，以击穿灯管内气体而导通；灯管导通后镇流器又起降压限流作用，故不可将其短路，且在启动时不可用白炽灯泡来代替。

3．关于日光灯启动器的下列说法正确的是( )
A．日光灯正常发光时，启动器的静触片和动触片是接触的
B．工作时，启动器起降压、限流作用，保证日光灯正常工作
C．日光灯正常发光时，启动器两端的电压小于220 V
D．日光灯正常发光时，电流流过启动器
解析：选C 日光灯正常发光时，启动器的静触片和动触片是断开的，此时启动器是不导电的，选项A、D错误；工作时，镇流器起降压、限流作用，保证日光灯正常工作，选项B错误；日光灯正常发光时，由于镇流器的作用，加在灯管两端的电压小于220 V，故选项C正确。

4．关于日光灯工作过程中的电磁感应现象，下列说法不正确的是( )
A．在灯丝预热阶段，镇流器利用自感控制加热电流
B．在灯管点燃阶段，镇流器利用断电自感提供瞬时高压
C．灯管正常发光阶段，镇流器利用反抗电流变化的自感作用降压限流，保证日光灯正常发光
D．灯管正常发光后，镇流器已失去作用
解析：选D 在日光灯启动发光的不同阶段，镇流器所起的作用也是不同的。

在灯丝预热阶段，镇流器利用自感控制加热灯丝，以获得电子；在灯管点燃阶段，需镇流器提供瞬时高压；正常发光时，镇流器起降压限流作用，D错误。

5．若将图1甲中启动器换为开关S1，并给镇流器并联一个开关S2，如图乙所示，则下列叙述正确的是( )
图1
A．只把S3接通，日光灯就能正常发光
B．把S3、S1接通后，S2不接通，日光灯就能正常发光
C．S2不接通，接通S3、S1后，再断开S1，日光灯就能正常发光
D．当日光灯正常发光后，再接通S2，日光灯仍能正常发光
解析：选C 一般日光灯启动时瞬间把电源、灯丝、镇流器接通，后自动断开，靠镇流器产生瞬时高压，使灯管内气体导电，所以启动时既要使乙图中S3闭合，又需使S1瞬间闭合再断开，A、B错，C对。

正常工作时镇流器起降压限流作用，若把乙图中S2闭合，则镇流器失去作用，日光灯不能正常工作，D错。

6.在制作精密电阻时，为了消除使用过程中由于电流变化而引起的自感现象，采取了双线绕法，如图2所示，其道理是( )
图2
A．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的自感电动势互相抵消
B．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的感应电流互相抵消
C．当电路中的电流变化时，两股导线中产生的磁通量互相抵消
D．以上说法均不对
解析：选C 由于采用了双线绕法，两根平行导线中的电流反向，它们产生的磁通量相互抵消。

不论导线中的电流如何变化，线圈中的磁通量始终为零，所以消除了自感现象的影响。

7.人类生活中对能源的可持续利用可以通过节能方式体现，日光灯是最常用的节能照明工具，它的主要构成有灯管、镇流器、启动器。

启动器的构造如图3所示，为了便于日光灯工作，常在启动器两端并上一个纸质电容器C。

现有一盏日光灯总是出现灯管两端亮而中间不亮，经检查，灯管是好的，电源电压正常，镇流器无故障，其原因可能是( )
图3
A．启动器两脚A、B与启动器座接触不良
B．电容器C断路
C．电容器C击穿而短路
D．镇流器自感系数L太大
解析：选C 由题意知镇流器无故障，故D项错误。

日光灯管两端亮而中间不亮，说明灯管两端的灯丝处于通电状态，即启动器接通，但不能自动断开，说明电容器C短路了，选C。

8．(多选)启动器内有两个部件，一个是氖泡，另一个是电容器，下列说法中正确的是( )
A．氖泡内充入氖气的作用是在接通电路时产生辉光放电
B．氖泡内的两个金属片在日光灯正常发光后是接触的
C．电容器的作用是在启动器中的两个金属片分离时消除电火花
D．电容器的作用是在启动器中的动静片分离时产生瞬时高压
解析：选AC 氖泡内充入氖气的作用是接通电路产生辉光放电，故A正确；正常工作时，两个金属片在日光灯正常发光后是断开的，B错；电容器的作用是消除电火花，故C对D错。

9．(多选)下列有关日光灯的使用方法，正确的是( )
A．日光灯的启动器丢失，作为应急措施，可以用一小段带绝缘外皮的导线启动日光灯B．日光灯在冬天使用时，启动较困难，可用热毛巾热敷灯管的中部，使之启动容易些C．日光灯的镇流器损坏了，可用一只电阻替代
D．日光灯在电压较低时，启动较困难，这时可将镇流器暂时短路，使启动变得容易些
解析：选AB 启动器起自动开关的作用，丢失时可以用导线代替，选项A正确。

气体温度越高越容易电离，而冬天气温较低，日光灯启动较困难，可以先预热，使其较容易启动，选项B正确。

镇流器在启动时的作用是利用自感现象产生高电压击穿气体，所以不能用电阻代替镇流器，也不能将镇流器短路，选项C、D错误。

10．下列说法正确的是( )
A．感应圈的工作原理是电磁感应现象
B．日光灯和白炽灯一样，都可接在直流电路中正常工作
C．感应圈中的两个线圈的匝数一样多
D．一个标有“220 V,40 W”的日光灯管，用欧姆表测灯管两端，读数约为1 210 Ω解析：选A 感应圈就是利用了电路中的电流不断地变化产生感应电动势的，当电流变化较快时，产生高压，故选项A正确；日光灯必须接在交流电路中，故选项B错误；在感应圈中次级线圈的匝数要多于初级线圈，在次级线圈中得到较高的电压，故选项C错误；日光灯在不接通时，处于断路，故电阻为无穷大，选项D错误。

11．一个被称为“千人震”的趣味物理小实验，实验是用一节电动势为1.5 V的新干电池、几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器。

几位做实验的同学手拉手成一排，有一位同学将电池、开关用导线将它们和首、尾两位同学的两只空着的手相连，如图4所示，在开关断开时就会使连成一排的同学都有触电感觉。

分析该实验的原理。

图4
解析：1.5 V的电压不会使人有触电的感觉。

人体中几乎无电流通过，但镇流器中有较大的电流，电路断开的瞬间，由于镇流器的自感系数很大，产生很高的自感电动势，使人产生触电感觉。

答案：见解析
12．如图5所示是一种触电保护器，变压器A处用双股相线(火线)和零线平行绕制成线圈，然后接到用电器上，B处有一个输出线圈，一旦有电流，经放大后便能立即推动继电器J切断电源，下列情况下能起保护作用的是哪一种？说明理由。

图5
(1)增加开灯的盏数，能否切断电源？
(2)双手分别接触相线和零线，能否切断电源？
(3)单手接触相线，脚与地相接触而触电，能否切断电源？
解析：(1)不能。

因A处线圈是采用的双绕法，增加开灯的盏数只会使电路中电流增大，但A中两线中电流始终大小相等方向相反，磁通量相互抵消，B中磁通量不发生改变，故不能推动J切断电源。

(2)不能。

理由同(1)。

(3)能。

因为有电流通过人体而流入地下，使A中两股电流大小不相等，B中磁通量发生改变，B中产生感应电流，从而推动J切断电源。

答案：见解析。