《高中物理人教选修32配套课件第5章第3节电感和电容对交变电流的影响》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理人教选修32配套课件第5章第3节电感和电容对交变电流的影响（51页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、成才之路 物理,路漫漫其修远兮 吾将上下而求索,人教版 选修3-2,交变电流,第五章,第三节电感和电容对 交变电流的影响,第五章,在现代无线电仪器中，电容器、电感器都有广泛的应用，如下图是半导体收音机电路板上的电子元件，其中电容器、电感器十分醒目。 在交流电路中，它们对交变电流的作用是怎样的呢？,电感对交变电流的阻碍作用,1感抗实验 (1)实验电路,(2)实验现象：取直流电源的电压与交流电源电压的有效值相等，接通_电源时，灯泡亮些；接通_电源时，灯泡暗些。 (3)实验结论，电感线圈对_电流有阻碍作用。 2感抗 (1)物理意义：表示电感对_阻碍作用的大小。 (2)影响感抗大小的因素：线圈的_越大
2、，交流的_越高，感抗越大。,直流,交流,交变,交变电流,自感系数,频率,3感抗的应用,直流,交流,低频,高频,较小,较小,电容器对交变电流的阻碍作用,1交变电流能够通过电容器 (1)实验电路(如图),(2)实验现象：电路中串有电容器时，接通_电源，灯泡不亮；接通_电源，灯泡亮。 (3)实验结论 _电流能够通过电容器，_不能通过电容器。 2电容器对交变电流的作用 (1)容抗：表示电容对_阻碍作用的大小。 (2)影响容抗大小的因素：电容器的电容_，交变电流的频率_，容抗越小。 (3)应用：电容器具有“隔_，通_”的作用。,直流,交流,交变,直流,交变电流,越大,越高,直流,交流,一、电感对交变电流
3、的阻碍作用的成因分析 1电感对交变电流的阻碍作用的成因 通过线圈的电流大小和方向变化，都会引起通过线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电动势，这种现象就是自感现象。根据楞次定律，自感电动势所引起的感应电流总是要使它产生的磁场阻碍线圈内原有磁场的变化，所以自感电动势对线圈中电流的变化有阻碍作用，这样就形成了对交变电流的阻碍作用，电感对交变电流阻碍作用的大小就称为感抗。,2感抗的两个决定因素 决定感抗大小的因素有两个：一是交变电流的频率，二是自感系数L。L决定于线圈本身的性质，即线圈匝数、横截面积、有无铁芯等因素。 3电感线圈在电路中的作用 (1)通直流、阻交流。这是对两种不同类型的电流而言的，因为
4、恒定电流不变化，不能引起自感现象，所以对恒定电流没有阻碍作用。交变电流时刻改变，必有自感电动势产生以阻碍电流的变化，所以对交流有阻碍作用。,(2)通低频、阻高频。这是对不同频率的交变电流而言的因为交变电流的频率越高，电流变化越快，感抗也就越大，对电流的阻碍作用越大。 (3)扼流圈：利用电感阻碍交变电流的作用制成的电感线圈。 低频扼流圈：线圈绕在铁芯上，匝数多，自感系数大，电阻较小，具有“通直流、阻交流”的作用。 高频扼流圈：线圈有的绕在铁氧体芯上，有的是空心的，匝数少，自感系数小具有“通直流、通低频、阻高频”的作用。,一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图所示，一块铁插进线圈之后
5、，该灯将() A变亮 B变暗 C对灯没影响 D无法判断,答案：B 解析：在线圈内由磁场变化而产生的感应电动势，总是反抗电流变化的，正是这种反抗变化的特性(电惰性)，使线圈产生了感抗。加入铁芯改变了线圈的自感系数，自感系数增大，感抗增大，故答案为B。,二、电容对交变电流的阻碍作用的成因分析 1交变电流“通过”电容器 电容器两极板间是绝缘材料，当电容器接到交流电源上时，自由电荷不会通过两板间的绝缘电介质，只不过在交变电压的作用下，电容器交替进行充电和放电，电路中就有电流了，表现为交变电流“通过”了电容器。,2电容器对交变电流有阻碍作用的原因 我们知道，恒定电流不能通过电容器，原因是电容器的两个极板
6、被绝缘介质隔开了。当接到交流电源上时，电源使导线中的自由电荷向某一方向定向移动，对电容器进行“充、放电”，电容器两极板在此过程中由于电荷积累(或减少)而产生电动势，因而反抗电荷继续运动，就形成了电容器对交变电流的阻碍作用。 3决定容抗的两个因素 交流电的频率和电容器的电容,4电容器在电路中的作用 (1)通交流、隔直流。用来“通交流、隔直流”的电容器叫耦合电容器。其电容一般较大，常串接在两级电路之间，以使电流中的交流成分通过，如图所示。,(2)通高频，阻低频。在电子技术中，从某一装置输出的交流常常既有高频成分，又有低频成分。若在下一级电路的输入端并联一个电容器，就可只把低频成分的交流信号输送到下
7、一级装置。具有这种“通高频、阻低频”用途的电容器叫高频旁路电容器，如图所示。,如图所示，平行板电容器与灯泡串联后接在交变电源上，灯泡正常发光。当将介质板插入电容器中，下列说法中正确的是() A电容器电容增加 B电容器电容减小 C电灯变暗 D电灯变亮,答案：AD 解析：将介质板插入电容器中，平行板电容器的电容增大，容抗减小，对交变电流的阻碍作用减小，所以灯泡将变亮，故A、D正确。,三、电阻、感抗、容抗的比较,特别提醒： 电感、电容接到交流电源上时，电能与磁场能或电场能往复转化，所以电感、电容上不会消耗电能，而电流通过电阻时，必然会产生焦耳热，从而造成电能的损耗。,(北京市西城区20132014学
8、年高二下学期期末)如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与盒子、中的三种元件串联，再将三者并联，接在正弦交变电路中，三只灯泡亮度相同。若保持电路两端电压有效值不变，将交变电流的频率增大，观察到灯a变暗、灯b变亮、灯c亮度不变。则三个盒子中的元件可能是(),A为电阻，为电容器，为电感器 B为电感器，为电阻，为电容器 C为电感器，为电容器，为电阻 D为电容器，为电感器，为电阻 答案：C 解析：当交变电流的频率增大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，由灯a变暗，灯b变亮可知，为电容器， 为电感线圈，而电阻与交变电流的频率无关，故为电阻。,如图所示电路中，L为电感线圈，R为灯泡，电流表内阻为零，
9、电压表内阻无限大，交流电源的电压u220sin100tV。若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100Hz，下列说法正确的是() A电流表示数增大 B电压表示数增大 C灯泡变暗 D灯泡变亮,电感对交变电流的阻碍作用,答案：BC 点评：电感在交流电路中有类似于直流电路中的“电阻”的作用，这种阻碍作用不是保持不变的，它的大小与交流电的频率有关，频率变化，阻碍作用相应变化，做题时应注意。 直流电路中的有关公式、规律在交流电路中同样适用。,如图所示实验电路中，若直流电压和交流电压的有效值相等，S为双刀双掷开关，下面哪个叙述正确(),A当S掷向a、b时灯较亮，掷向c、d时灯较暗 B当S掷向a、b时灯较
10、暗，掷向c、d时灯较亮 CS掷向c、d，把电感线圈中的铁芯抽出来时灯变亮 DS掷向c、d，电源电压不变，而使频率减小时，灯变暗 答案：AC 解析：线圈对恒定电流无感抗，对交变电流有感抗，当交变电流频率减小时，感抗变小，灯变亮，并且是有铁芯时感抗更大，故铁芯抽出时灯变亮。,如图甲、乙所示是电子技术中常见的电路，a、b是一个部分电路的输入端，交流高频成分用“”表示，交流低频成分用“”表示，直流成分用“_”表示，关于两图中负载R上的电流特征正确的是(),电容对交变电流的阻碍作用,图甲中R得到的是交流成分图甲中R得到的是直流成分图乙中R得到的是低频成分图乙中R得到的是高频成分 AB CD. 解析：甲图
11、中输入的是直流和低频交流电。直流电不能通过电容器，R上得到的是交流成分；乙图中输入的是低、高频交流电，电容器一定时，对高频交流电阻碍作用小，因此高频交流电更容易通过电容器，R上得到的是低频成分，所以选项B正确。 答案：B,(石家庄市第一中学20132014学年高二上学期期末)如图所示电路由交变电源供电，最大电压保持不变，如果交变电流的频率升高，则下列说法中正确的是() A电容器上的电荷量的峰值增大 B电容器容抗增大 C电路中灯泡亮度变亮 D电路中灯泡亮度变暗,答案：C 解析：电容器上的电荷量QCU，它决定于电容器的电容和电容器两极板间的电压，与交变电流的频率无关，因此选项A错误；当交变电流的频
12、率升高时，电容器的容抗减小，灯泡的亮度变亮，故选项C正确，选项B、D均错误。,教室和家庭中的电风扇都可以调节快慢，要调节快慢，就要改变电动机的电流。风扇一般是用交流电，要改变交流电的大小，可以用电感调速器，调速器的结构图和电路图如下图所示，探究它是利用什么原理调节吊扇快慢的。,开放探究,解析：由图可知，在“日”字形的软铁芯上，绕了数百匝线圈，每隔数十匝就将抽头接到2至5各端钮上。线圈与电风扇电动机串联，由于感抗它将分掉电源加在电风扇上的部分电压，使电风扇转速降低。图中端钮0是断路；端钮1不经线圈直接通电，风扇的转速最高；端钮5经过的线圈匝数最多，故转速最低。,为什么电器设备和电子仪器的金属外壳
13、都要接地？ 解析：使用交变电流的电器设备和电子仪器，与电源相连的机芯和金属外壳可以看做电容器的两个极板，电源中的交变电流能够“通过”这个“电容器”，将“漏电”导入大地，为了确保安全，电器设备和电子仪器的金属外壳都应该接地。,易错点：对电感器和电容器的导电特性不明确 案例：关于电阻、电感、电容对电流作用的说法正确的是() A电阻对直流电和交流电的阻碍作用相同 B电感对直流电和交流电均有阻碍作用 C电容器两极板间是绝缘的，故电容支路上没有电流通过 D交变电流的频率增加时，电阻、电感、电容的变化情况相同,易错分析：本题易错选项及错误原因分析如下：,正确解答：电阻的阻值对直流电和交流电的阻碍作用相同，A正确；电感对直流电没有阻碍作用，对交流电有阻碍作用，B错误；由于电容器不断地充放电，电路中存在充电电流和放电电流，C错误；电阻的阻值与交流电的频率无关，感抗随交流电频率的增大而增大，容抗随交流电频率的增大而减小，D错误。 正确答案：A,
