2018版高中物理 第3章 交變電流 3.3 交流電路中的電容和電感課件 魯科版選修3-2.ppt

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1、第3章——,交變電流,第4講 交流電路中的電容和電感,目標(biāo)定位,1.通過實(shí)驗(yàn)了解電容、電感對(duì)交變電流的阻礙,能夠分析簡單電路中的電容、電感的作用. 2.知道感抗、容抗,了解感抗、容抗與哪些因素有關(guān).,一、電容、電感對(duì)直流和交流的影響 1.電阻器對(duì)直流和交流的影響是相同的. 2.電容器不能讓 通過卻能讓 通過,但對(duì) 有一定的阻礙作用. 3.電感器既能讓 通過也能讓 通過,但對(duì) 有一定的阻礙作用.,直流,交流,交流,直流,交流,交流,二、電容器的容抗及其應(yīng)用 1.實(shí)驗(yàn)探究:如圖1所示,把白熾燈和電容器串聯(lián)起來,然后分別接在直流電源上和交流電源上,調(diào)整兩個(gè)電源的有效值相等,觀察燈泡的發(fā)光情況.

2、,圖1,2.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:接通直流電源時(shí),燈泡 ,接通交流電源時(shí),燈泡 ,但和沒有電容器接入時(shí)相比 . 3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:交變電流能夠 電容器,電容器對(duì)交變電流有 作用. 4.電容器對(duì)交變電流的阻礙作用用 表示.電容器的電容越 ,電容器對(duì)交變電流的阻礙作用就越小,也就是說,電容器的 就越小,電容器在交流電路中起的作用是隔直流, .,發(fā)光,較暗,不亮,通過,阻礙,容抗,大,容抗,通,交流,三、電感器的感抗及其應(yīng)用 1.實(shí)驗(yàn)探究:如圖2所示,把線圈L與白熾燈串聯(lián)起來,先接在直流電源上,后接在交流電源上,讓兩個(gè)電壓的有效值相等,觀察燈泡的亮度.,圖2,2.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:接通直流電源時(shí),燈泡

3、 ;接通交流電源時(shí),燈泡 . 3.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:電感線圈對(duì)交變電流有 作用,電感對(duì)交變電流的阻礙作用的大小用 表示,線圈的 越大,交變電流的 越高,阻礙作用越大,感抗也就越大.,發(fā)光,較暗,阻礙,感抗,自感系數(shù),頻率,4.扼流圈是電子技術(shù)中常見的電子元件,分為兩種:一種是線圈繞在鐵芯上,它的自感系數(shù)很 ,感抗很大,叫做 扼流圈,它的作用是“ ”;另一種線圈繞在鐵氧體芯上,它的自感系數(shù)很 ,感抗很小,叫做 扼流圈,它的作用是“ ”.,大,低頻,阻交流、通直流,小,高頻,阻高頻,通低頻,一、理解電感器對(duì)交變電流的阻礙作用,1.高頻扼流圈 高頻扼流圈的自感系數(shù)很小,只對(duì)高頻

4、交變電流有較大的阻礙作用,對(duì)低頻交變電流的阻礙作用較小,對(duì)直流的阻礙作用更小.它具有“通直流,通低頻、阻高頻”的作用. 2.低頻扼流圖 低頻扼流圈的自感系數(shù)很大,即使交流的頻率較低,它產(chǎn)生的感抗也很大.它具有“通直流,阻交流”的作用.,例1 關(guān)于電子電路中的扼流圈,下列說法正確的是( ) A.扼流圈是利用電感線圈對(duì)交流的阻礙作用來工作的 B.高頻扼流圈的作用是允許低頻交流通過,而阻礙高頻交流通過 C.低頻扼流圈的作用不僅要阻礙高頻交流通過,還要阻礙低頻交流通過 D.高頻扼流圈的電感比低頻扼流圈的電感大,解析 扼流圈是利用變化的電流通過線圈時(shí),感應(yīng)出感應(yīng)電動(dòng)勢,從而來阻礙電流的變化的,故A正確;

5、 高頻扼流圈是“通低頻、阻高頻”,故B正確; 低頻扼流圈是“阻高頻、阻低頻、通直流”,故C正確; 高頻扼流圈比低頻扼流圈自感系數(shù)小,故D錯(cuò). 答案 ABC,針對(duì)訓(xùn)練1 如圖3所示,輸入端ab的輸入電壓既有直流成分,又有交流成分,以下說法中正確的是(L的直流電阻與R相同)( ) A.直流成分只能從L通過 B.交流成分只能從R通過 C.通過R的既有直流成分又有交流成分 D.通過L的交流成分比通過R的交流成分必定要少,圖3,CD,二、理解電容器對(duì)交變電流的阻礙作用 電容器對(duì)交流電的阻礙作用概括為“通交流、隔直流;通高頻,阻低頻”.,例2 如圖4甲、乙兩圖是電子技術(shù)中的常用電路,a、b是各部分電路的輸

6、入端,其中輸入的交流高頻成分用“~~~”表示,交流低頻成分用“~”表示,直流成分用“—”表示.關(guān)于兩圖中負(fù)載電阻R上得到的電流特征是( ) A.圖甲中R得到的是交流成分 B.圖甲中R得到的是直流成分 C.圖乙中R得到的是低頻成分 D.圖乙中R得到的是高頻成分,圖4,解析 當(dāng)交變電流加在電容器上時(shí),有“通交流,隔直流,通高頻、阻低頻”的特性,甲圖中電容器隔直流,R得到的是交流成分,A正確,B錯(cuò)誤; 乙圖中電容器能通過交流高頻成分,阻礙交流低頻成分,R得到的是低頻成分,C正確,D錯(cuò)誤. 答案 AC,針對(duì)訓(xùn)練2 如圖5所示的電路中,正弦交流電源電壓的有效值為220 V,則關(guān)于交流電壓表的示數(shù),以下說

7、法中正確的是( ) A.等于220 V B.大于220 V C.小于220 V D.等于零,圖5,解析 雖然交變電流能通過電容器,但也受到阻礙作用,電容器與電阻串聯(lián),根據(jù)分壓原理可知電阻兩端的電壓小于電源電壓,電壓表測的是電阻兩端的電壓,C正確.,C,三、電阻、電感、電容的區(qū)別 1.容抗的大小除了與電容自身的性質(zhì)有關(guān)外,還與交變電流的頻率有關(guān).若用XC表示容抗,則XC= . 2.感抗的大小除了與電感線圈自身的性質(zhì)有關(guān)外,還與交變電流的頻率有關(guān),若用XL表示感抗,則XL=2πfL. 3.電阻R無論對(duì)直流還是交流,阻礙作用相同,只取決于電阻本身.,例3 在頻率為f 的交變電流電路中,如圖6所示,當(dāng)

8、開關(guān)S依次分別接通R、C、L支路,這時(shí)通過各支路的電流有效值相等.若將交變電流的頻率提高到2f,維持其他條件不變,則下列幾種情況不正確的是( ) A.通過R的電流有效值不變 B.通過C的電流有效值變大 C.通過L的電流有效值變小 D.流過R、C、L的電流有效值都不變,圖6,解析 交變電流的頻率變大時(shí),電阻R對(duì)交流的阻礙作用不變,電容C對(duì)交流的阻礙作用減小,電感L對(duì)交流的阻礙作用變大,故A、B、C說法正確,D說法錯(cuò)誤. 答案 D,,圖7,圖中燈泡與電感線圈串聯(lián),所以總電壓(有效值)U=UL+UL′,因UL′減小,而總電壓的有效值不變,所以UL增大,因此選項(xiàng)B錯(cuò).,答案 C,電容及其應(yīng)用 2.在如

9、圖8所示電路中,u是有效值為220 V的交流電源,C是電容器,R是電阻.關(guān)于交流電壓表的示數(shù),下列說法中正確的是( ) A.等于220 V B.大于220 V C.小于220 V D.等于零,圖8,解析 交變電流“通過”電容器,電阻R中有電流,電壓表的示數(shù)不為零;電容器與電阻串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)分壓原理可知電阻兩端電壓應(yīng)小于電源電壓,C正確. 答案 C,電阻、電感、電容的區(qū)別 3.直流電源的電壓與交流電源電壓的有效值相同,自感線圈的直流電阻不計(jì),則燈泡發(fā)光最亮的是圖中的( ),解析 電容C、電感L都對(duì)交流電有阻礙作用,故A、B兩圖中燈不是最亮的;C圖中燈被短路,不亮;D圖中電容C有隔直流作用,D正確

10、. 答案 D,A.改接220 V,100 Hz的交流電源時(shí),A燈變亮, B燈變暗,C燈亮度不變 B.改接220 V,100 Hz的交流電源時(shí),A燈變暗, B燈變亮,C燈變亮 C.改接220 V的直流電源時(shí),A燈熄滅,B燈變亮,C燈亮度不變 D.改接220 V的直流電源時(shí),A燈熄滅,B燈變亮,C燈變暗,4.如圖9所示的電路中,A、B、C三燈亮度相同,電源為220 V, 50 Hz的交流電源,以下敘述中正確的是( ),圖9,解析 增加交流電源的頻率時(shí),感抗增大,容抗減小,電阻的阻礙不變.故A變亮,B變暗,C不變,故A正確,B錯(cuò)誤; 改為直流電源時(shí),電容斷路,A燈滅,電感L無感抗,B燈更亮,電阻R阻礙不變,C燈亮度不變. 答案 AC,

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