《【名师同步导学】2013-2014学年高中物理 第5章 第3节 电感和电容对交变电流的影响课件 新人教版选修3-2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【名师同步导学】2013-2014学年高中物理 第5章 第3节 电感和电容对交变电流的影响课件 新人教版选修3-2（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、同步导导 学方案课课后强 化演练练第 3节 电感和电容对交变电流的影响1实验实验 探究如图图所示，把线线圈L与白炽炽灯串联联起来，先把它们们接到直流电电源上，再把它们们接到交流电电源上，取直流电压电压 与交流电压电压 的有效值值相等观观察两种情况下灯泡的亮度教 材 要 点 解 读对应学生用书P38实验现实验现 象：B灯比A灯暗；增大线线圈的自感系数，灯泡更暗；增大交变电变电 流的频频率，灯泡更暗实验结论实验结论 ：电电感对对交变电变电 流有阻碍作用线线圈的自感系数越大，交变电变电 流的频频率越高，阻碍作用就越大2感抗电电感器对对交流的阻碍作用的大小用感抗表示3感抗产产生的原因交变电变电 流通过
2、电过电 感线线圈时时，由于电电流时时刻都在变变化，因此在线线圈中就会产产生自感电动势电动势 ，而自感电动势总电动势总 是要阻碍原电电流的变变化，故电电感线线圈对对交变电变电 流会起阻碍作用前面我们们已经经学习过习过 ，自感电动势电动势 的大小与线线圈的自感系数及电电流变变化的快慢有关，自感系数越大，交变电变电 流的频频率越高，产产生的自感电动势电动势 就越大，对对交变电变电 流的阻碍作用就越大，感抗也就越大4感抗的决定因素感抗与交变电变电 流的频频率、电电感线线圈的自感系数成正比5感抗的应应用(1)高频频扼流圈高频频扼流圈的自感系数很小，只对对高频频交变电变电 流有较较大的作用，对对低频频交变
3、电变电 流的阻碍作用较较小，对对直流的阻碍作用更小它具有“通直流，通低频频、阻高频频”的作用(2)低频频扼流圈低频频扼流圈的自感系数很大，即使交流的频频率较较低，它产产生的感抗也很大它具有“通直流，阻交流”的作用电感线圈对交变电流的阻碍作用的本质是交变电流通过线圈时，由于电流时刻都在变化，所以自感现象就不断地发生，而自感电动势总是要阻碍电流的变化1实验现实验现 象电电路中串有电电容器时时，接通直流电电源时时，灯泡不亮；接通交流电电源时时，灯泡亮2实验结论实验结论交变电变电 流能够够通过电过电 容器，直流不能通过电过电 容器3实验现实验现 象的本质质(1)直流不能通过电过电 容器是因为电为电 容
4、器的两个极板间间是绝绝缘缘的(2)交变电变电 流加到电电容器上后，当电电源电压电压 升高时时，电电源给电给电 容器充电电，电电荷向电电容器极板上聚集，在电电路中，形成充电电电电 流，如图图甲所示；当电电源电压电压 降低时时，电电容器放电电，原来极板上聚集的电电荷又放出，在电电路中形成放电电电电 流，如图图乙所示电电容器交替进进行充电电和放电电，电电路中就有了电电流，好像是交变电变电 流“通过过”了电电容器，但实际实际 上自由电电荷并没有通过电过电 容器两极板间间的绝缘绝缘 介质质电容器的两极板之间是绝缘的，不论是恒定电流还是交变电流，自由电荷都不能通过两极板之间的绝缘体(电介质)1电电容器为为
5、什么会对对交变电变电 流产产生阻碍作用？电电源电压电压 推动动自由电电荷向某一方向做定向运动时动时 ，电电容器极板上积积累的电电荷却阻碍它们们向此方向做定向运动动，这这就产产生了电电容器对对交变电变电 流的阻碍作用2容抗(1)定义义：电电容器对对交流阻碍作用的大小叫做容抗(2)影响因素：实验实验 表明，容抗与电电容器电电容的大小及交流的频频率有关，电电容器的电电容C越大，交流的频频率f越高，容抗越小3电电容器在电电路中的作用(1)“隔直流，通交流”的作用直流不能通过电过电 容器，因此电电容器有“隔直”作用，对对于电电容较较大的电电容器，容易进进行充放电电，因此这这种电电容器一般用来“隔直流，通
6、交流”，如隔直电电容器(2)“通高频频，阻低频频”的作用对频对频 率不同的交流，频频率越高，容抗越小，频频率越低，容抗越大电电容较较小的电电容器，对对高频频交流的容抗小，阻碍小，对对低频频交流的容抗大，阻碍大因此，这这种电电容器一般用来“通高频频，阻低频频”，如高频频旁路电电容器实际应实际应 用电电路如图图所示，图图中“”为电为电 路中的直流成分，“”为电为电 路中的交流低频频成分，“”为电为电 路中的交流高频频成分4电电阻、感抗、容抗的对对比电阻感抗容抗产生的原 因 定向移动的自由电荷 与不动的离子间 的碰撞由于电感线圈的 自感现象阻碍 电流的变化电容器两极板上积 累的电荷对向这 个方向定向
7、移动 的电荷的反抗作 用 在电路中 的特 点 对直流、交流均有阻 碍作用只对变化的电流 ，如交变电流 有阻碍作用不能通直流，只能通 变化的电流对 直流的阻碍作用 无限大，对交流 的阻碍作用随频 率的降低而增大决定因素由导体本身(长短、 粗细、材料)决定 ，与温度有关由线圈本身的自感 系数和交流的 频率决定由电容的大小和交流 的频率决定电能的转 化与 做功 电流通过电阻做功 ，电能转化为内 能电能和磁场能往 复转化电能与电场能往复 转化(1)电感器和电容器在交变电流的电路中，电压和电流有效值的分配关系同恒定电流的电路(2)交变电流电路中的电感器中，电能和磁场能之间相互转化，本身不消耗电能(3)交
8、变电流电路中的电容器中，电能和电场能之间相互转化，本身不消耗电能.解 题 方 法 指 导对应学生用书P39如图图所示，电电路中完全相同的三只灯泡A1、A2、A3分别别与电电阻R、电电感L、电电容C串联联，然后再并联联到“220 V 50 Hz”的交流电电源上，三只灯泡亮度恰好相同若保持交变电压变电压 有效值值U不变变，将交变电变电 流的频频率增大到60 Hz，则发则发 生的现现象是( )A三灯亮度不变变B三灯均变变亮CA1不变变、A2变变亮、A3变变暗DA1不变变、A2变变暗、A3变变亮【分析】 电阻、电感、电容对交变电路的影响【解析】 【答案】 D【方法总结总结 】电阻对交变电流的阻碍作用与
9、电流的频率无关，只由本身决定感抗、容抗大小的决定因素：(1)感抗：感抗的大小决定于线圈的自感系数L和交流电的频率f.线圈的自感系数越大，交流电的频率越高，线圈的感抗就越大(2)容抗：容抗的大小决定于电容器电容的大小C和电流的频率f，交变电流的频率越高，电容越大，容抗就越小在频频率为为f的交变电变电 流电电路中，如图图所示，开关S依次分别别接通R、C、L支路，这时这时 通过过各支路的电电流有效值值相等若将交变电变电 流的频频率提高到2f，维维持其他条件不变变，则则下列几种情况不正确的是( )A通过过R的电电流有效值值不变变B通过过C的电电流有效值值最大C通过过L的电电流有效值值最小D流过过R、C
10、、L的电电流有效值值都不变变解析：电阻对交变电流阻碍作用的大小与电流的频率无关，因此，通过电阻的电流的有效值不变电流的频率越高，感抗越大，容抗越小，因此，通过电感的电流有效值变小，通过电容器的电流的有效值变大，故D错误答案：D如图图所示是电视电视 机电电源部分的滤滤波装置，当输输入端输输入含有直流成分、交流低频频成分的电电流后，能在输输出端得到较稳较稳 定的直流电电，试试分析其工作原理及各电电容和电电感的作用【解析】 当含有多种成分的电流输入到C1两端，则由于C1的“通交流，隔直流”功能，电流中的交流成分被衰减，而线圈L有“通直流，阻交流”功能，直流成分电流顺利通过L.一小部分交流通过L，到达
11、C2两端时，C2进一步滤除电流中残余的交流成分，这样就在输出端得到较稳定的直流电，这个直流电供电视机内芯正常工作【答案】 见见解析【方法总结总结 】(1)电感有“通直流，阻交流；通低频，阻高频”的特性，于是在实际应用中出现了低频扼流圈(即自感系数大的线圈)和高频扼流圈(即自感系数小的线圈)(2)电容器有“通交流，隔直流；通高频，阻低频”的特性，于是在实际应用中出现了“隔直电容器(即电容很大的电容器)”和“高频旁路电容器(即电容较小的电容器)”在收音机线线路中，经经天线线接收下来的电电信号既有高频频成分又有低频频成分，经经放大后送给给下一级级，需要把低频频成分和高频频成分分开，只让让低频频成分输
12、输入给给下一级级，我们们采用了如图图所示装置电电路，其中代号a、b应选择应选择 的元件是( )Aa是电电容较较大的电电容器，b是低频频扼流线线圈Ba是电电容较较大的电电容器，b是高频频扼流线线圈Ca是电电容较较小的电电容器，b是高频频扼流线线圈Da是电电容较较小的电电容器，b是低频频扼流线线圈解析：答案：C默 读 联 想 记 忆对应学生用书P40课 堂 巩 固 训 练对应学生用书P401.下列说说法中正确的是( )A电电感的感抗只由线线圈自身决定B同一电电感对对于不同频频率的交变电变电 流的感抗不同C电电容器的容抗与电电容器的电电容值值及交变电变电 流的频频率都有关D同一电电容器，接入不同频频
13、率的电电路中，电电容器的容抗不变变解析：感抗由线圈的自感系数L和交变电流的频率f共同决定，故A错，B对；电容器的容抗由电容C和交变电流频率f共同决定，因此，C项正确，D项不正确答案：BC2对对于扼流圈的以下说说法，正确的是( )A扼流圈是利用电电感阻碍交变电变电 流的作用制成的B低频频扼流圈用来“通低频频、阻高频频”C高频频扼流圈用来“通直流、阻交流”D高频频扼流圈对对低频频交变电变电 流阻碍作用较较小，对对高频频交变电变电 流的阻碍作用很大解析：低频扼流圈匝数多，自感系数大，线圈直流电阻小，因而起到“通直流、阻交流”的作用，可见低频扼流圈“扼”的是交流；高频扼流圈匝数少，自感系数小，因而它对
14、高频交流电阻碍大，其作用为“通低频，阻高频”，可见“高频扼流圈”“扼”的是高频交流电故B、C项错误，A、D正确答案：AD3对对交变电变电 流能通过电过电 容器的原因，下列说说法正确的是( )A当电电容器接到交流电电源上时时，因为为有自由电电荷通过过电电容器，电电路中才有交变电变电 流B当电电容器接到交流电电源上时时，电电容器交替进进行充电电和放电电，电电路中才有交变电变电 流C在有电电容器的交流电电路中，没有电电荷定向移动动D在有电电容器的交流电电路中，没有电电荷通过电过电 容器解析：解决本题的关键是正确认识交流电能通过电容器的本质通过反复充放电来实现通电的，并无电荷通过电容器，故B、D正确答
15、案：BD4.如图图所示的电电路中，正弦交流电电源电压电压 的有效值为值为220 V，则则关于交流电压电压 表的示数，以下说说法中正确的是( )A等于220 VB大于220 VC小于220 VD等于零解析：电感对交变电流有阻碍作用，线圈与灯泡串联，其电压之和等于电源电压，即ULURU，故交流电压表的示数小于220 V，C正确答案：C5如图图所示，分别别将甲、乙两图图中的双刀双掷掷开关依次接到电压电压 相等的直流电电源和交流电电源上，灯泡的亮度有什么不同？为为什么？解析：甲图中，电路中有一电感线圈，对交变电流有阻碍作用，所以S接直流电源时，灯泡亮些，S接交流电源时，灯泡暗些乙图中，电路中有一电容器，在直流电压下表现为断路，在交变电压下通过电容器的交替充、放电过程表现为通路所以S接直流电源时灯泡不亮，S接交流电源时，灯泡发光答案：见见解析
