自感现象的应用教学设计

                                       自感现象的应用

        司南版高二物理选修3-2第2章第3节

林瑞河

 

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【教学目标】

1．知识与能力

（1）知道日光灯的组成和电路图。

（2）知道日光灯在点燃和发光时对电压、电流的不同影响。

（3）知道启动器和镇流器的构成和原理。

（4）了解自感现象的相关应用，如自感线圈、电焊等。

2．情感态度与价值观

培养学生利用所学知识解决实际问题的能力。

【重点、难点】

日光灯的启动过程是本节重点，应让学生掌握日光灯的原理图，知道启动过程中启动器和镇流器所起的作用。

【教学方法】

        实验+启发式

【教学用具】

        镇流器一只、启动器一个、日光灯管一个、导线若干、多媒体。

【课时按排】

1课时 （2007年12月14日上午第三节 高二10班）

【教学过程】

一、引入：

1、灯的历史（各时期灯的图片介绍）

2、引入日光灯的广泛使用（日光灯的优点、特点）

二、授新：

（一）   日光灯电路

展示日光灯的各部件，介绍各部件及工作原理。

日光灯主要由灯管、镇流器、启动器组成。

（二）   三个主要部件：

1、  日光灯管

结合碎日光灯管向学生介绍灯管的构造及发光原理。

日光灯开始点燃时需要一个高电压，正常发光时为管只允许通过不大的电流，这时要求加在灯客上的电压低于电源电压。

2、  镇流器（重点）

镇流器是一个带铁芯的线圈，自感系数很大。

（打开，让学生观察构造，同时复习相关自感现象的知识）

3、  启动器主要是一个充有氖气的小氖泡，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型动触片。（打开起动器，让学生观察构造）结合实验向学生讲述温度升高，动触片与静触片接通的原理。启动器中电容器的作用是避免动触片与静触片接触瞬间产生电火花。

介绍日光灯的主要部件时，注意向学生适时引出以下问题：

1、日光灯的“白光”是哪里发出的？

2、激发灯管中的水银蒸汽导电的高电压是怎么获得的？

3、灯管、启动器、镇流器的连接特点．

4、启动器中辉光放电原理、双金属片的工作原理．

（三）   日光灯的工作原理电路图

日光灯工作分解步骤：

1、在图示的电路中，当开关闭合后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，辉光产生的热量使U型动触片膨胀伸长，跟静触片接通，于是镇流器线圈和灯管中的灯丝就有电流通过。

2、电路接通后，起动器中的氖气停止放电（起动器分压少、辉光放电无法进行，不工作），U型片冷却收缩，两个触片分离，电路自动断开。

3、在电路突然断开的瞬间，由于通过镇流器电流急剧减小，会产生很高的自感电动势，方向与原来的电压方向相同。自感电动势与电源电压加在一起，形成一个瞬时高压，加在灯管两端，使灯管中的气体开始放电，于是日光灯成为电流的通路开始发光。

4、日光灯开始发光时，由于交变电流通过镇流器的线圈，线圈中就会产生自感电动势，它总是阻碍电流变化的，这时镇流器起着降压限流的作用，保证日光灯正常工作。

 

教师讲解电路图的特点。（结合多媒体动画模拟展示及录象展示说明）

提问：根据日光灯的工作原理说出镇流器和启动器的作用？

小结：镇流器在启动时产生瞬时高压，在正常工作时起降压限流作用；

启动器起自动开关的作用。

 

（四）   日光灯的安装 

通过教师演示安装方法，点亮日光灯，讲解注意事项。

（学生互动参与）

（五）   自感现象的其它应用（结合图片资料介绍相关原理）

感应圈、电焊、电弧切割技术、电视台等无线电传输等

（六）   自感现象的有害一面及预防

电弧火花、用电安全等

在一些电工设备中，会造成不必要的过高电压过高电流，电气设备将受到危害。例如含有大电感的电路：

①弊端：在与电源切断的瞬间会在电感两端产生很高的自感电动势，使开关的刀闸和固定夹片之间空气电离形成电弧，可能烧坏开关，甚至危及工作人员安全。②采取措施：安装灭弧装置，最简便的方法是在开关或电感两端并接一个适当的电阻或电容，让自感电流在刀闸动作后有一通路。

（七）   思考与讨论：

1、日光灯的启动器是装在专用插座上的，当日光灯正常发光后，取下启动器，会影响灯管发光吗？为什么？（演示）

2、如果启动器丢失，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吗？怎样做？请简述道理．（演示）

三、课堂小结、作业

 

【板书设计】

第3节  自感现象的应用

1、  日光灯电路

主要部件：灯管、镇流器、启动器。

2、  主要部件的工作原理及作用

a)         日光灯（荧光）

启动时：需瞬时高压

正常工作时：稳定低压

b)        镇流器 （一个带铁芯的线圈，自感系数很大）

阻碍电流的变化（启动时产生瞬时高压、正常时稳定低电压）

c)        启动器（氖泡、电容、动静片、双金属片）

作用：自动开关

3、自感现象的其它应用

感应圈、电焊、电弧切割技术、电视台等无线电传输等

4、自感现象的有害一面及预防措施

电弧火花、用电安全等