2012高二物理课件：第五章 3 电感和电容对交变电流的影响 (新人教版选修3-2)

3电感和电容对交变电流的影响知识点1电感器对交变电流的阻碍作用1．电感器：电流发生变化时会产生自感电动势的线圈．2．感抗：表示电感对交变电流阻碍作用大小的物理量．3．感抗大小的决定因素：由线圈的自感系数和交变电流的频率共同决定．线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，电感器对交变电流的阻碍作用就越大，感抗就越大．4．电感线圈在电路中的作用(1)通直流、阻交流；(2)通低频、阻高频．5．两类扼流圈(1)低频扼流圈：自感系数很大(几十亨)，线圈电阻小能起到“通直流、阻交流”的作用．(2)高频扼流圈：自感系数为几毫亨，它对低频交流电阻碍小，能起到“通低频、阻高频”的作用．知识点2电容器通交变电流的实质1．电容器特性：“隔直流、通交流”．2．实质：当给电容器加交变电压时，电容器极板上的电荷量随电压的变化而变化，极性也不断变化，即电容器不断充电、放电、反向充电、再反向放电，于是电路中就有了电流．知识点3电容器对交变电流的阻碍作用1．容抗：表示电容对交变电流阻碍作用大小的物理量．2．容抗大小的决定因素：由电容器的电容和交变电流的频率共同决定．电容器的电容越大，交变电流的频率越高，容抗越小．3．电容器在电路中的作用(1)通交流、隔直流(2)通高频、阻低频4．用电器的电容效应用电器的机芯和金属外壳实际上是电容器的两个极板，交变电流能“通过”它们形成“漏电”，为确保安全，金属外壳都应接地．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这个方向定向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(如交流)有阻碍作用不能通直流，只能通变化的电流决定因素由导体本身(长短、粗细、材料)决定，与温度有关由线圈的自感系数和交流的频率决定(成正比)由电容的大小和交流的频率决定(成反比)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流的能与电场能往复转化知识点4电阻、感抗、容抗的区别与联系【例1】某同学在研究电容、电感对恒定电流与交变电流的影响时，采用了如图5－3－1所示的电路，其中L1、L2是两个完全相同的灯泡，已知把开关置于3、4时，电路与交流电源相通，稳定后的两个灯泡发光亮度相同，则该同学在如下操作中能观察到的实验现象是()图5－3－1A．当开关置于1、2时，稳定后L1、L2两个灯泡均发光且亮度也相同B．当开关置于1、2时，稳定后L1、L2两个灯泡均发光，但L1比L2亮C．当开关置于3、4时，稳定后若只增加交流电的频率，二个灯泡的亮度将同时变暗D．当开关置于3、4瞬间，L2立即发光，而L1亮度慢慢增大解析：开关置于1、2时是直流电，电容不通，相当于开路，灯L2不亮，故A、B是错的；当开关置于3、4时，如果增加频率，根据电感通低频，阻高频的特点，其阻碍作用增强，电容恰好是通高频，阻低频，所以灯L1变暗，L2变亮，C错；开关置于3、4瞬间，L2由于与电容相接，立即通电变亮，灯L1由于与电感串联，由于线圈的自感阻碍作用，电流只能慢慢变大，灯L1的亮度只能慢慢变亮．答案：D1．如图5－3－2所示，在电路两端接上交变电流，保持电压不变，使频率增大，发现各灯的亮暗变化情况是：灯l变暗、)灯2变亮、灯3不变，则M、N、L处所接元件可能是(图5－3－2A．M为电阻，N为电容器，L为电感器B．M为电阻，N为电感器，L为电容器C．M为电感器，N为电容器，L为电阻D．M为电容器，N为电感器，L为电阻解析：频率越大，电感的阻碍作用越大，电容的阻碍作用越小，电阻不影响．答案：C题型1电感对交变电流的影响【例2】(双选)在如图5－3－3所示电路图中，L为电感线圈，L1为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无穷大，交流电源的电压u＝220sin100πtV，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(图5－3－3A．电流表示数增大C．灯泡变暗B．电压表示数增大D．灯泡变亮解析：电源频率增大，有效值不变，则电感的阻碍作用增大，电感分得的电压增大，灯泡分得的电压减小，则电压表的示数增大，灯泡的功率减小，电流的有效值减小．答案：BC2．如图5－3－4所示的电路中，L1、L2是完全相同的灯泡，线圈L的自感系数较大，它的电阻与定值电阻R相等．下列说法正确的是()图5－3－4A．闭合开关S时，L1先亮，L2后亮，最后它们一样亮B．闭合开关S时，L1、L2始终一样亮C．断开开关S时，L2立刻熄灭，L1过一会才熄灭D．断开开关S时，L2、L1都要过一会才熄灭解析：由于电感的自感现象，闭合开关S时，L2会立即亮，而L1是逐渐变亮，由于两支路电阻相同，电路稳定后，两支路流过的电流相同，最后它们一样亮，则A、B错；断开开关S时，由于电感的自感现象L2、L1过一会才熄灭，则D对C错．答案：D题型2电容对交变电流的影响【例3】图5－3－5甲、乙是电子技术中的常用电路，a、b是各部分电路的输入端，其中输入的交流高频成分用“”表示，交流低频成分用“～”表示，直流成分用“－”表示．)关于两图中负载电阻R上得到的电流特征是(图5－3－5A．图甲中R得到的是交流成分B．图甲中R得到的是直流成分C．图乙中R得到的是直流低频成分D．图乙中R得到的是直流高频成分解析：电容器有“通交隔直，通高阻低”的作用．答案：A3．如图5－3－6所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法不正确的是()图5－3－6A．把电介质插入电容器，灯泡变亮B．增大电容器两板间的距离，灯泡变亮C．减少电容器两板间的正对面积，灯泡变暗D．使交变电流频率减小，灯泡变暗解析：电容器的电容越大，交变电流频率越大，电容器对电流的阻碍作用越小．插入电介质，增大了电容；增大电容器两板间的距离及减少电容器两板间的正对面积都减小了电容．答案：B