《（通用）高中物理 第五章 交變電流 5.3 電感和電容對(duì)交變電流的影響課件 新人教選修32》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（通用）高中物理 第五章 交變電流 5.3 電感和電容對(duì)交變電流的影響課件 新人教選修32（33頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、3電感和電容對(duì)交變電流的影響第五章交變電流學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過演示實(shí)驗(yàn)，了解電感器和電容器對(duì)交變電流的阻礙和導(dǎo)通作用.2.知道感抗和容抗的物理意義以及與哪些因素有關(guān).3.能夠分析簡(jiǎn)單電路中的電容器、電感器的作用.內(nèi)容索引自主預(yù)習(xí)預(yù)習(xí)新知 夯實(shí)基礎(chǔ)重點(diǎn)探究啟迪思維 探究重點(diǎn)達(dá)標(biāo)檢測(cè)檢測(cè)評(píng)價(jià) 達(dá)標(biāo)過關(guān)自主預(yù)習(xí)一、電感器對(duì)交變電流的阻礙作用一、電感器對(duì)交變電流的阻礙作用1.電感器的感抗是由 在線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)引起的，與制成線圈導(dǎo)體的電阻無關(guān).是表征電感器對(duì)交變電流的_的物理量.2.線圈的自感系數(shù)越 ，交流電的頻率越 ，電感線圈對(duì)交變電流的阻礙作用越大.3.電感線圈在電路中的作用：通 流，阻 流；通
2、 頻，阻 頻.變化的電流阻礙作用的大小大高交直低高二、電容器對(duì)交變電流的阻礙作用二、電容器對(duì)交變電流的阻礙作用1.電容器接到交流電源兩端時(shí)，交替地進(jìn)行 和 ，電路中就有了電流，表現(xiàn)為交流“ ”了電容器.2.電容器在電路中的作用：通 流，隔 流；通 頻，阻 頻.3.電容器的電容越 ，交流電的頻率越 ，電容器對(duì)交變電流的阻礙作用越 .充電放電通過交直高低大高小即學(xué)即用即學(xué)即用1.判斷下列說法的正誤.(1)線圈的匝數(shù)越多，對(duì)同一個(gè)交變電流的阻礙作用就越大.()(2)線圈對(duì)交變電流的阻礙作用隨著交變電流的頻率的變大而減小.()(3)電流通過電容器，并不是電荷穿過電容器兩極板間的絕緣層到達(dá)另一極板，而是
3、電容器不斷地充放電的表現(xiàn).()(4)電容器的電容越大，對(duì)同一交變電流的阻礙作用就越大.()答案2.在頻率為f的交變電流電路中，如圖1所示，當(dāng)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，則通過R的電流有效值_，通過C的電流有效值_，通過L的電流有效值_.(選填“不變”“變大”或“變小”)答案圖1不變變大變小重點(diǎn)探究導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究如圖2所示，把帶鐵芯的線圈L與小燈泡串聯(lián)起來，先把它們接到直流電源上，再把它們接到有效值等于直流電源電壓的交流電源上.一、電感器對(duì)交變電流的阻礙作用圖2(1)兩種情況下燈泡的亮度有什么不同？說明了什么
4、？答案答案答案甲圖中燈泡比乙圖中燈泡更亮，說明電感器對(duì)交變電流有阻礙作用.(2)乙圖中換用自感系數(shù)更大的線圈或調(diào)換頻率更高的交流電源，燈泡的亮度有何變化？說明了什么？答案答案答案不論是換用自感系數(shù)更大的線圈還是調(diào)換頻率更高的交流電源，燈泡均變得更暗，說明線圈的自感系數(shù)越大，交流電的頻率越高，線圈對(duì)交流電的阻礙作用越大.知識(shí)深化知識(shí)深化交變電流通過電感器時(shí)，由于電流時(shí)刻在變化，在線圈中就會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，而自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙原電流的變化，故電感器對(duì)交變電流產(chǎn)生阻礙作用.例例1(多選)如圖3所示實(shí)驗(yàn)電路中，若直流電壓和交變電壓的有效值相等，S為雙刀雙擲開關(guān)，下面敘述正確的是A.當(dāng)S擲向a、b時(shí)燈較
5、亮，擲向c、d時(shí)燈較暗B.當(dāng)S擲向a、b時(shí)燈較暗，擲向c、d時(shí)燈較亮C.S擲向c、d，把電感線圈中的鐵芯抽出時(shí)燈變亮D.S擲向c、d，電源電壓不變，而使頻率減小時(shí)，燈變暗答案圖3解析解析線圈對(duì)直流無感抗，對(duì)交變電流有感抗，當(dāng)交流電頻率減小時(shí)，感抗變小，燈變亮；有鐵芯時(shí)感抗更大，故鐵芯抽出時(shí)燈變亮.解析導(dǎo)學(xué)探究導(dǎo)學(xué)探究如圖4甲、乙所示，把燈泡和電容器串聯(lián)起來，先把它們接到直流電源上，再把它們接到交流電源上.二、電容器對(duì)交變電流的阻礙作用圖4(1)觀察燈泡的發(fā)光情況，并分析原因.答案答案答案甲圖中的燈泡不亮，乙圖中的燈泡亮.甲圖中的電源是直流電源，電容器在電路中是斷路，電路中沒有電流，燈泡不亮.乙
6、圖中的電源是交流電源，把交流電源接到電容器兩個(gè)極板上后，電容器交替進(jìn)行充電和放電，電路中就有了電流，好像是交流“通過”了電容器，燈泡就亮了，但實(shí)際上自由電荷并沒有通過電容器兩極板間的絕緣介質(zhì).(2)若把圖乙中的電容器去掉，變成圖丙所示電路，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？說明了什么？答案答案答案燈泡變得比乙中亮，說明電容器對(duì)交變電流有阻礙作用.(3)在圖乙中，改變電容器的電容和電源頻率，燈泡亮度會(huì)有什么變化？說明了什么？答案答案電容越大，燈泡越亮；頻率越高，燈泡越亮.電容器的電容和交變電流的頻率都對(duì)電容器對(duì)交變電流的阻礙作用有影響.知識(shí)深化知識(shí)深化電容器在充放電的過程中電容器兩極板上聚集著等量異種電荷，從而在
7、兩極板間存在著電場(chǎng)，此電場(chǎng)的電場(chǎng)力阻礙電荷的定向移動(dòng)，其表現(xiàn)就是電容器對(duì)交流電的阻礙作用.例例2如圖5所示，電路由交流電源供電，最大電壓保持不變，如果交變電流的頻率升高，則下列說法中正確的是A.電容器上的電荷量最大值增大B.電容器的容抗增大C.電路中燈泡的亮度變亮D.電路中燈泡的亮度變暗答案圖5解析解析當(dāng)交變電流的頻率升高時(shí)，電容器的容抗減小，燈泡的亮度變亮，燈泡兩端的電壓變大，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤；由QCU可知，選項(xiàng)A錯(cuò)誤.解析交變電流不同于直流，交變電流能“通過”電容器.交變電流的頻率改變，電容器的容抗改變，電容器兩端的電壓變化，燈泡兩端的電壓也隨著變化.總結(jié)提升總結(jié)提升例例3(多
8、選)圖6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得到的是高頻成分答案圖6解析解析解析當(dāng)交變電流加在電容器上時(shí)，電容器有“通交流、隔直流，通高頻、阻低頻”的特性，題圖甲中電容器隔直流，R得到的是交流成分，A正確，B錯(cuò)誤；題圖乙中交流高頻成分能通過電容器，電容器阻礙交流低頻成分，R得到的是低頻成分，C正確，D錯(cuò)誤.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
9、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XL2fL.3.電阻無論對(duì)直流還是交流，阻礙作用相同，只取決于電阻本身.三、電阻、感抗、容抗的對(duì)比解析解析當(dāng)交變電流的頻率變大時(shí)，線圈的感抗變大，電容器的容抗變小，因此L3變亮，L2變暗.又因?yàn)殡娮柙谥绷骱徒涣麟娐分衅鹣嗤淖饔茫蔐1亮度不變，所以選D.例例4如圖7所示，電路中完全相同的三只燈泡L1、L2、L3分別與電阻R、線圈L、電容器C串聯(lián)，然后再并聯(lián)到220 V、50 Hz的交流電源上，三只燈泡亮度恰好相同.若保持交變電壓不變，將交變電流的頻率增大到 60
10、Hz，則發(fā)生的現(xiàn)象是A.三燈亮度不變B.三燈均變亮C.L1不變、L2變亮、L3變暗D.L1不變、L2變暗、L3變亮圖7答案解析1.電阻對(duì)交流、直流有相同的阻礙作用，交流頻率變化時(shí)，阻礙作用不變.2.電感器通直流、阻交流，通低頻、阻高頻.3.電容器通交流、隔直流，通高頻、阻低頻.4.在分析電流變化時(shí)，把感抗、容抗類比于導(dǎo)體的電阻，再用歐姆定律分析.總結(jié)提升總結(jié)提升達(dá)標(biāo)檢測(cè)12341.(感抗的理解感抗的理解)(多選)在如圖8所示的電路中，L為電感線圈，燈泡的電阻值為R，電流表內(nèi)阻為零，電壓表內(nèi)阻無限大，交流電源的電壓u220 sin (100t) V.若保持電壓的有效值不變，只將電源頻率改為100
11、 Hz，下列說法正確的是 A.電流表示數(shù)增大B.電壓表示數(shù)增大C.燈泡變暗D.燈泡變亮圖8解析答案1234解析解析由u220 sin (100t) V，可得電源原來的頻率f50 Hz，當(dāng)電源頻率由原來的50 Hz增為100 Hz時(shí)，線圈的感抗增大，在電壓不變的情況下，電路中的電流減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；燈泡的電阻值R是一定的，電流減小時(shí)，實(shí)際消耗的電功率(PI2R)減小，燈泡變暗，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤；電壓表與電感線圈并聯(lián)，其示數(shù)為線圈兩端的電壓UL，設(shè)燈泡兩端電壓為UR，則電源電壓的有效值為UULUR，因URIR，故電流I減小時(shí)，UR減小，因電源電壓的有效值保持不變，故ULUUR增大，選項(xiàng)B正確.解
12、析12342.(容抗的理解容抗的理解)如圖9所示的電路，F(xiàn)為一交流發(fā)電機(jī)，C為平行板電容器，為使電流表A的示數(shù)增大，可行的辦法是 A.使發(fā)電機(jī)F的轉(zhuǎn)速增大B.使發(fā)電機(jī)F的轉(zhuǎn)速減小C.在平行板電容器間換用相對(duì)介電常數(shù)較小的電介質(zhì)D.使電容器兩極板間的距離增大答案圖9解析解析當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增大時(shí)，交變電流的頻率增大，電容器容抗減小，電流表A的示數(shù)增大，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在平行板電容器間換用相對(duì)介電常數(shù)較小的電介質(zhì)時(shí)，電容器的電容減小，電容器兩極板間距離增大時(shí)電容也減小，當(dāng)電容減小時(shí)，容抗增大，對(duì)交變電流的阻礙作用增大，電流表A的示數(shù)減小，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤.12343.(電阻、感抗、容抗的對(duì)比電阻、感抗
13、、容抗的對(duì)比)如圖10所示，把電阻R、電感線圈L、電容器C并聯(lián)到一交流電源上，三個(gè)電流表的示數(shù)相同.若保持電源電壓大小不變，而將頻率降低，則三個(gè)電流表的示數(shù)I1、I2、I3的關(guān)系是答案圖10解析1234A.I1I2I3 B.I1I2I3C.I2I1I3 D.I3I1I2解析解析在交流電路中，當(dāng)頻率減小時(shí)，電阻對(duì)交流的阻礙作用不變，電感線圈對(duì)交流的阻礙作用(感抗)減小，電容器對(duì)交流的阻礙作用(容抗)增大.電流與電壓、電阻(感抗、容抗)的關(guān)系符合歐姆定律.所以R支路電流I1不變，L支路電流I2增大，C支路電流I3減小，選項(xiàng)C正確.12344.(電阻、感抗、容抗的對(duì)比電阻、感抗、容抗的對(duì)比)(多選)
14、如圖11所示的電路中，a、b兩端連接的交流電源中既含高頻交流，又含低頻交流，L是一個(gè)25 mH的高頻扼流圈，C是一個(gè)100 pF的電容器，R是負(fù)載電阻，下列說法正確的是A.L的作用是“通低頻，阻高頻”B.C的作用是“通低頻，隔高頻”C.C的作用是“通高頻，阻低頻”D.通過R的電流中，低頻交流所占的百分比 遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高頻交流所占的百分比答案解析圖111234解析解析因?yàn)殡姼衅鱈是一個(gè)高頻扼流圈，“通低頻，阻高頻”，A選項(xiàng)正確；C是一個(gè)電容較小的電容器，所以對(duì)低頻的交流容抗就較大，故選項(xiàng)C正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)分析可知通過電阻R的電流中，低頻交流所占百分比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高頻交流所占的百分比，選項(xiàng)D正確.1234
（通用）高中物理 第五章 交變電流 5.3 電感和電容對(duì)交變電流的影響課件 新人教選修32
