日光灯高中物理教案
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日光灯高中物理教案篇一：高中物理 16 自感 日光灯教案 教科版选修3-2
1.6 自感 日光灯
【教学目的】
1、 通过逻辑推理和对实验的观察和分析，使学生在电磁感应知识的基础上理解自感现象
的产生的它的规律，明确自感系数的意义和决定条件
2、 通过分析理解在自感现象中能量形式的转化情况，为进一步学习电磁振荡打下基础
3、 通过对两个自感实验的观察和讨论，培养学生的观察能力和分析推理能力
4、 日光灯的原理
【重点难点】 重点：使学生在掌握了自感现象与电磁感应现象统一性的基础上，把握自感现象的特点。 难点：断电自感现象中，灯泡突然闪亮一下学生很难理解，是教学中的难点。
【教具】电源（6V）、导线、带闭合铁芯的线圈、电键、灯泡等
【教学过程】
○、复习&引入
师：上节课提到了几种不同形式的电磁感应现象，你们认为引起电磁感应现象最重要的条件是什么？
☆生：穿过电路的磁通量发生变化
师：对！不论采用什么方式，只要能使穿过电路的磁通量发生变化，均能引起电磁感应现象。
1、 揭示现象，提出问题
[实验]：（6V电源，A、B为裸露铜线，L为带闭合铁芯的线圈） 提出问题：在A、B触点断开瞬间，A、B间的高压从何而来？
2、 分析现象，建立概念
在上图所示的电路中，当电键K搭接后，线圈中存在稳定的电
流I，线圈内部铁心中存在很强的磁场，穿过线圈的磁通量很大；在电键K断开瞬间，在很短的时间内，线圈中的电流迅速减小到零，穿过线圈的磁通量也迅速减小到零，磁通量的变化量虽然不是很大。但由于时间很短，在电键K由接通至断开瞬间，对于线圈来说，在线圈上产生了很高的感生电动势，这就是引起试验学生强烈触电感觉的高压的来源。
上述现象属于一种特殊的电磁感应现象，其中穿过电路磁通量的变化是由于通过导体本身的电流发生变化而引起的。这种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。在自感现象中产生的感
应电动势，叫做自感电动势。（板书）
3、 演示现象，强化概念（课
本上的实验）
总结1：电路接通时，电流由零
开始增加，L支路中感应电流方向与
原来电流方向相反，阻碍电流的增
加，即推迟了电流达到正常值的时
间（见上左图）。启发学生说出这时L相当于瞬时电源（将原电流方向及自感电流的方向在力中标出）
问：如果不断地用手按动K，会发生什么现象？（灯1始终达不到正常发光亮度）加快按动频率，又有什么现象？（灯1逐渐变得更暗）思考这是什么原因？
总结2：K断开，电源切断，但灯不仅不立刻熄灭，反而产生了更强的延时电流，这是为什么？提醒学生，这时一
定又出现了新电源，这个电源在哪里？电动势的方
向如何？
K断开时，线圈L产生自感电动势，方向与原来
电流方向相同，阻碍电流
的减小。L相当一瞬时电
源，此电源与灯A形成回
路（在图中画出电流方向），故灯A还有一段时间的持续电流。灯A比原来更亮地一闪，说明这瞬间电流比原来电流大。显然这是由L产生的。原来L支路中电流iL比A支路中电流iA大很多（如上右图），K断开时，iA立即减为零，而iL由原原值逐渐减为零，推迟了减到零的时间，可见在一段时间内，流过A的电流还大于原来的电流iA，故而发出更亮的光。 板书：自感电动势的方向总是阻碍原来电流的变化。
自感现象既然也是一种电磁感应现象，当然仍然遵守楞次定律，即自感电动势的方向总是阻碍原来电流的变化。
4、 自感现象中的能量转化
电能 磁场能
5、 自感系数 演示“千人震”实验，折掉铁芯，触电感觉消失，说明线圈中产生的自感电动势还与线圈本身有关。
1） 自感系数反映了线圈对电流变化阻碍作用的大小，不同线圈，自感系数不同，它由线圈本身决定（S、n、密集、铁心）
2） 单位：享利
3） 大小：??L?I ?t
【巩固练习】
1、在如图所示的电路（a）、（b）中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小．接通K，使电路达到稳定，灯泡S发光．（A、D）
（A）在电路（a）中，断开K，S将渐渐变暗．
（B）在电路（a）中，一断开K，S将先变得更
亮，然后渐渐变暗．
（C）在电路（b）中，断开K，S将渐渐变暗．
（D）在电路（b）中，断开K，S将先变得更亮，
然后渐渐变暗．
2、在如图所示的电路中，S1和S2是两个相同的小灯泡，L是一个自感系数相当大的线圈，其直流电阻值与R相等．在电键S接通和断开时，灯泡S1和S2亮暗的顺序是（A）
（A）接通时，S1先达到最亮，断开时，S1后暗
（B）接通时，S2先达到最亮，断开时，S2后暗
（C）接通时，S1先达到最亮，断开时，S1先暗
（D）接通时，S2先达到最亮，断开时，S2先暗
分析与解答：从等效的观点看，在S接通时，相当于L
表现为很大的电阻，故S1先达到最亮．选项A正确．
3、如图所示，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，开始时电键S断开．此时电路中电流强度为I0，现将电键S闭合、线圈L中有自感电动势产生，下列说法中正确的是（D）
（A）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，电路中电流最终总小于
I0．
（C）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要增大到2 I0
4、右图中a、b灯分别标有“36V 40W”和“36V 25W”，闭合电键调节R，能使a、b都正常发光．断开电键后重做实验：电键闭合后看到的现象是什么？稳定后那只灯较亮？再断开电键，又将看到什么现象？
分析：闭合瞬间， a将慢慢亮起来，b立即变亮．稳定后两
灯都正常发光，a的功率大，较亮．这时L的作用相当于一只普
通的电阻（就是该线圈的内阻）；断开瞬间，通过a的电流将逐渐
减小，a渐渐变暗到熄灭，而abRL组成同一个闭合回路，所以
b灯也将逐渐变暗到熄灭，而且开始还会闪亮一下，这时L相当
于一个电源．
（二）日光灯的主要组成
日光灯主要由灯管、镇流器、启动器组成。
分别将灯管、镇流器、启动器的实物模型展示在投影仪上，对其结构及其原理进行讲解。 教师出示碎日光灯，如右图，向学生介绍
灯管的构造及发光原理。
教师讲解：灯管内充有微量的惰性气体
（如：氩）和稀薄的汞蒸气，两个灯丝之间的
气体导电时发出紫外线，使涂在管壁上的荧光
粉发出柔和的可见光。
教师说明：①管内所充气体不同、管壁所
涂的荧光粉不同，发光的颜色就不同；②日光
灯开始点燃时，要激发汞蒸气导电需要一个高出电源电压很多的电压，而正常发光时，灯管
的电阻变得很小（因为气体导电的电阻小），
只允许通过不大的电流，这时要求加在灯管上
的电压低于电源电压。 教师出示拆开的镇流器，如右图，向学生介绍镇流器的构
造——是一个带铁芯的线圈，
自感系数很大。
教师出示拆开的起动器，如右图，要求学生观察并总结启动器的主要构造：
启动器主要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。
教师演示双金属片受热弯曲的实
验，同时讲述温度升高时，动触片与静
触片接通的原理。
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。
教师说明：启动器中与动、静触片并接的电容器只是起一个使
动、静触片在分离时不产生火花，以免烧坏触点。即使没有电容器，
启动器也能工作。
（二）电路连接
教师利用投影仪出示日光灯的电路连接图。如右图。 （三）日光灯的工作过程
引导学生分析并掌握日光灯工作的全过程。
1、K闭合，启动器的动、静触片先接通，后分离。
K闭合时，电源将电压加在起动器两极间，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，起动器的氖气停止放电，U形动触片冷却收缩，两触片分离，电路自动断开。
2、启动器的动、静触片分离的瞬间，镇流器由于自感产生一个瞬时高压并与电源电压一起加在灯管的两灯丝间，使灯管中的汞蒸气导电，气体导电时发出的紫外线，使涂在管壁的荧光粉发出柔和的可见光。
3、日光灯启动后，镇流器由于自感作用使加在灯管上的电压低于电源电压，使灯管正常工作。
日光灯点燃后，只允许通过不大的电流。由于灯管正常工作时，因为是气体导电，电阻小，故要求加在灯管两端的电压不能太大（低于电源电压220V）。日光灯用交变电源供电，正常工作时，在镇流器中产生自感电动势阻碍电流变化，镇流器等效于一个大电阻并与一个小电阻（灯管）串联在220V的电源电压两端，使灯管两端所加的电压较小而正常工作。
教师引导学生总结镇流器在日光灯工作过程中的作用：
⑴启动时，产生瞬时高压。⑵正常工作时，降压限流。
要求学生思考下面的问题并作出回答。
问题1：日光灯的可见光是谁发出呢？是不是汞蒸气发出？
问题2：日光灯为什么能节电?
学生回答：
1．汞蒸气导电时发出紫外线，使涂在管壁上的荧光粉发出柔和的可见光。不是汞蒸气发出。
2．日光灯由于靠离子导电，电阻很小，故电流的热效应很小，这样日光灯能节约电能。
三、巩固练习
1．如图所示，L是自感系数很大，直流电阻很小的线圈，电表的零刻度都在表盘的中央，且量程均较大，闭合电键S，各表的指针都偏向零刻度的右边，则在断开电键的瞬间，哪几个表指针偏向零刻度的左边？
A.A1表 B.A2表 C.A3表 D.V表 （ CD ）
2．在日光灯的连接线路中，关于启动器的作用，以下说法正确的是：
A.日光灯起动时，为灯管提供瞬时高压；（ C ）
B.日光灯正常工作时，起降压限流的作用；
C.起到一个自动开关的作用，实际上可用一个弹片开关代替(按下接通，放手断开)；
D.以上说法均不正确。
3．日光灯镇流器的作用是： （ BC ）
A．启动时限制灯管中电流；
B．启动时产生瞬间高压，点燃灯管；
C．工作时降压限流，使灯管在较低电压下工作；
D．工作时维持灯管两端有高于电源的电压，使灯管正常工作。
日光灯高中物理教案篇二：高中物理活动设计方案
高中物理科技活动设计方案
灵台一中 王永永
二○一○年十二月五日
高中物理科技活动的设计方案
日光灯高中物理教案篇三：学远高中物理一对一电学教案
专题一：电磁现象和规律
【知识要点】
1、 电荷、元电荷、电荷守恒（A）
（1）自然界中只存在两种电荷：用_丝绸_摩擦过的_玻璃棒_带正电荷，用_毛皮__摩擦过的_硬橡胶棒_带负电荷。同种电荷相互_排斥_，异种电荷相互_吸引_。电荷的多少叫做电荷量_，用_Q_表示，单位是_库仑，简称库，用符号C表示。
（2）用_摩擦_和_感应_的方法都可以使物体带电。无论那种方法都不能_创造_电荷，也不能_消灭_电荷，只能使电荷在物体上或物体间发生_转移_，在此过程中，电荷的总量_不变_，这就是电荷守恒定律。
2、 库仑定律（A）
（1）内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，跟它们电荷量的乘积成正比，跟它们距离的二次方成反比，作用力的方向在它们的连线上。
（2）公式： F =KQ1Q2/r其中 N﹒m/C 2922
3、 电场、电场强度、电场线（A）
（1）带电体周围存在着一种物质，这种物质叫_电场_，电荷间的相互作用就是通过_电场_发生的。
（2）电场强度（场强）①定义：放在电场中某点的电荷所受电场力F跟它的电荷量的比值
②公式: Ｅ＝F／q_由公式可知，场强的单位为牛每库
③场强既有大小_，又有方向，是矢量。方向规定：电场中某点的场强方向跟正电荷在该点所受的电场力的方向相同。
（3）电场线可以形象地描述电场的分布。电场线的疏密程度反映电场的强弱；电场线上某点的切线方向表示该点的场强方向，即电场方向。匀强电场的电场线特点：距离相等的平行直线。（几种特殊电场的电场线线分布）
4、磁场、磁感线、地磁场、电流的磁场、安培定则（A）
（1）磁体和电流的周围都存在着磁场,磁场对磁体和电流都有力的作用.磁场具有方向性,规定在磁场中任一点,小磁针北极的受力方向为该点的磁场方向.也就是小磁针静止时北极所指的方向。
（2）磁感线可以形象地描述磁场的分布。磁感线的疏密程度反映磁场的强弱；磁感线上某点的切线方向表示该点的磁场方向，即磁场方向。匀强磁场的磁感线特点：距离相等的平行直线。（常见磁场的磁感线分布）
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（3）地球的地理两极与地磁两极并不完全重合，其间有一个交角，叫做磁偏角。
（4）不论是直线电流的磁场还是环形电流的磁场，都可以用安培定则来判断其方向，判断直线电流的具体做法是右手握住导线，让伸直的拇指的方向与电流的方向一致，那么，弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向。
5、磁感应强度、安培力的大小及左手定则（A）
（1）磁感应强度：将一小段通电直导线垂直磁场放置时，其受到的磁场力F与电流强度I成____、与导线的长度L成______，其中F/IL是与通电导线长度和电流强度都______的物理量，它反映了该处磁场的______，定义F/IL为该处的___________.其单位为_______，方向为该点的磁感线的_________,也是小磁针在该处静止时N极的_______。
（2）安培力方向的判定方法——左手定则
1）伸开左手，大拇指跟四指垂直，且在同一平面内
2）让磁感线穿过手心
3）使四指指向电流方向，则拇指指向安培力的方向
6、洛仑兹力的方向（A）
（1） 电荷在磁场所受的力叫做洛仑兹力。
（2）当粒子的运动方向与磁场方向平行时，粒子不受洛仑兹力的作用。
（3）洛仑兹力的方向：左手定则：
伸开，使大拇指跟其余四个手指 ，并且跟手掌在 内，把手放入磁场中，让 穿过掌心，四指所指为 运动方向，所指方向电荷所受洛仑兹力的方向。（注：对负电荷而言，四指所指方向为其运动的反方向）
注意：洛仑兹力的方向始终垂直于磁场方向，且垂直于粒子运动方向。
7、电磁感应现象、磁通量、法拉第电磁感应定律（A）
（1）磁通量：可认为就是穿过某个平面的磁感线的条数。
（2）电磁感应现象：利用磁场获得电流的现象，叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
磁铁插入或拔出闭合线圈时产生了感应电流，产生感应电流的条件是：穿过闭合电路的磁通量发生变化。
（3）法拉第电磁感应定律：
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闭合电路中由于_磁通量_的变化，电路中产生了感应电流，也就是产生了感应电动势__。产生感应电动势的那部分电路相当于_电源__，电路中的感应电动势与磁通量的变化率成正比。这就是法拉第电磁感应定律。即：E?n??。 ?t
8、电磁波（A）
（1）麦克斯韦电磁场理论：
变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。
（2）电磁波传播的是能量，传播的是物质，可以在真空中传播；光是一种电磁波，电磁波在真空中的速度等于光速。
（3）电磁波的波长、波速及频率的关系：???f
（4）电磁波谱（见书本）。
【巩固练习】
1、图中展示的是下列哪种情况的电场线 （ D ）
A．单个正点电荷 B．单个负点电荷
C．等量异种点电荷 D．等量同种点电荷
2、真空中有两个静止的点电荷，它们之间的作用力为 F ，若它们的带电量都增大为原来的 2 倍，距离减小为原来的 1 / 2 ，它们之间的相互作用力变为 （A ）
A . 16F B. 4FC. F D . F / 2
３、关于电流，下列说法正确的是 （ Ｄ ）
A．根据I=q/t可知，I与q成正比
B．如果在相等的时间内通过导体横截面的电荷量相等，则导体中的电流是恒定电流
C．电流有方向，因此电流是矢量
D．电流的单位“安培”是国际单位制中的基本单位
4、关于磁感应强度B的概念，下面说法正确的是 （C ）
A．根据磁感应强度B的定义式B?
B与F成正比，B与Il成反比
B．一小段通电导线在某处不受磁场力作用，该处的磁感应强度一定为零
C．一小段通电导线放在磁感应强度为零处，它所受磁场力一定为零
D．磁场中某处磁感应强度的方向，与直线电流在该处所受磁场力方向相同
5、如图所示，一根质量为m的金属棒AC用软线悬挂在磁感强度为B的匀强磁场中，通入A→C方向的电流时，悬线张力不为零，欲使悬线张力为零，可以采用的办法是 （A ）
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F可知，在磁场中某处， Il
A．不改变电流和磁场方向，适当增大电流
B．只改变电流方向，并适当减小电流
C．不改变磁场和电(转 载于:www.hnNscy.CoM 博文学习网:日光灯高中物理教案)流方向，适当减小磁感强度
D．同时改变磁场方向，并适当减小磁感强度
6、有一通电金属导线在赤道上方，东西向水平放置，电流方向向东，它受到地磁场的作用力方向为
（C）
A.向东 B.向西 C.向上 D.向下
7、．如下图所示，关于对带电粒子在匀强磁场中运动的方向描述正确的是（ B ）
8、对匝数一定的线圈，下列说法中正确的是 （ D ）
A．线圈放在磁场越强的位置，线圈中产生的感应电动势一定越大
B．线圈中磁通量越大，线圈中产生的感应电动热一定越大
C．线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
D．线圈中磁通量变化越快，线圈中产生的感应电动势一定越大
9、关于电磁波，以下论中正确的是（Ｂ ）
A．在电场周围空间一定能产生磁场，在磁场周围空间，也一定能产生电场，电磁场就是这样由近及远
地传播，形成电磁波；
B.电磁波一定能在真空中传播；
C.电磁波的频率与它传播的速度大小成正比；
D.电磁波是纵波.
10、关于磁感线，下列说法中正确的是（Ｄ）
A．两条磁感线可以相交
B．磁感线是磁场中实际存在的线
C．磁感线总是从N极出发，到S极终止
D．磁感线的疏密程度反映磁场的强弱
11、如图所示，电流表与螺线管组成闭合电路，以下不能使电流表指针偏转的是（Ｂ） ．．
A．将磁铁插入螺线管的过程中
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B．磁铁放在螺线管中不动时
C．将磁铁从螺线管中向上拉出的过程中
D．将磁铁从螺线管中向下拉出的过程中
12、把一根长l = 10cm的导线垂直磁感线方向放入如图所示的匀强磁场中，
（1）当导线中通以I1 = 2A的电流时，导线受到的安培力大小为 1.0×107N，则该磁场的磁感应强度－
为多少？
（2）若该导线中通以I2 = 3A的电流，则此时导线所受安培力大小是多少？方向如何？
B
答案：
12、解：（1）根据F?BIL 得B?F?7＝5?10T IL
?7（2）当导线中电流变化时，导线所在处的磁场不变，故F?BIL＝1.5?10
根据左手定则，方向垂直于棒向上 N。
专题二：电磁技术与社会发展
【知识要点】
9、静电的应用及防止（A）
（1）静电的防止：
放电现象：火花放电、接地放电、尖端放电等。
避雷针利用_尖端放电_原理来避雷：带电云层靠近建筑物时，避雷针上产生的感应电荷会通过针尖放电，逐渐中和云中的电荷，使建筑物免遭雷击。
（2）静电的应用：
静电除尘、静电复印、静电喷漆等。
10、电容器、电容、电阻器、电感器。（A）
（1）两个正地的靠得很近的平行 间夹有一层绝缘材料，就构成了平行板电容器。这层绝缘材料称为电介质。电容器是 的装置。
（2）电容器储存电荷的本领大小用电容表示，其国际单位是。平行板电容器的电容与、和 有关，正对面积越大，电容越大，板间距离越大，电容越小。
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