2019-2020学年高中物理 第五章 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

第五章交变电流第3节电感和电容对交变电流的影响第五章交变电流1.知道影响感抗的因素，知道低频扼流圈和高频扼流圈对电流的作用．2.知道影响容抗的因素，知道电容器对交变电流的阻碍作用．3.理解电容、电感对交变电流的作用并能解决相关问题(重点＋难点)．【基础梳理】一、电感器对交变电流的阻碍作用1．电感器的感抗是由___________在线圈中产生的感应电动势引起的，与制成线圈导体的电阻无关．是表征电感器对交变电流的_____________的物理量．2．线圈的自感系数越___，交流的频率越___，电感线圈对交变电流的阻碍作用越大．3．电感线圈在电路中的作用：通___流，阻___流；通___频，阻___频．变化的电流阻碍作用大小大高直交低高二、电容器对交变电流的阻碍作用1．电容器接到交流电源两端时，电容器交替地进行_____和_____，电路中就有了电流，表现为交流“_____”了电容器．2．电容器在电路中的作用：通___流，隔___流；通___频，阻___频．3．电容器的电容越___，交流电的频率越___，电容器对交变电流的阻碍作用越___.充电放电通过交直高低大高小【自我检测】判断正误(1)线圈的匝数越多，对同一个交变电流的阻碍作用就越大．()(2)线圈对交变电流的阻碍作用随着交变电流的频率的变大而减小．()(3)电流通过电容器，并不是电荷穿过电容器两极板间的绝缘层到达另一极板，而是电容器不断地充放电的表现．()(4)电容器的电容越大，对同一交变电流的阻碍作用就越大．()√×√×探究思考试解释为什么交变电流能够“通过”电容器．提示：电容器接到交流电源上，电压升高时，电容器极板上的电荷量增加，形成充电电流；电压降低时，电容器极板上的电荷量减少，形成放电电流，充放电交替进行，电路中就好像交变电流“通过”了电容器．实际上，自由电荷并没有通过两极板间的绝缘介质．电感器对交变电流的阻碍作用1．感抗的成因：交变电流通过电感器时，由于电流时刻都在变化，因此在线圈中就会产生自感电动势，而自感电动势总是阻碍原电流的变化，故电感器对交变电流产生阻碍作用．2．影响感抗大小的因素感抗的大小由线圈的自感系数L和交变电流的频率f共同决定．用XL表示感抗，则XL＝2πfL.(2019·辽宁大连得胜中学测试)一个灯泡通过一个由粗导线绕制的线圈与一交流电源相连接，如图所示．若将一铁块插进线圈之后，该灯将()A．变亮B．变暗C．没有影响D．无法判断[解析]线圈和灯泡是串联的，因此加在串联电路两端的总电压一定是线圈上的电压与灯泡上的电压之和．当铁块插进线圈时，线圈的自感系数变大，感抗变大，线圈上分得的电压变大．灯泡上电压变小，所以灯变暗．故B正确．[答案]B(多选)以下对扼流圈的说法正确的是()A．扼流圈是利用电感器阻碍交变电流的作用制成的B．低频扼流圈用来“通低频、阻高频”C．高频扼流圈用来“通直流、阻交流”D．高频扼流圈对低频交变电流的阻碍作用小，对高频交变电流的阻碍作用大解析：选AD.低频扼流圈用来通直流，阻交流，对低频交变电流的阻碍作用很大；高频扼流圈对高频交变电流的阻碍作用大，对低频交变电流的阻碍作用小，故选项A、D正确．电容器对交变电流的阻碍作用1．容抗的成因(1)当电容器接到交流电源上时，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”．(2)电容器在充放电的过程中，电容器两极板上聚集着等量异种电荷，从而在两极板间存在着电场，此电场的电场力阻碍着电荷的定向移动，其表现就是电容器在交变电流通过时的阻碍作用．2．影响容抗大小的因素(1)电容器的电容：电容器的电容越大，电容器容纳电荷的本领就越大，即在容纳相同电荷的情况下，电容大时电压小，电场力对充电时的电荷的阻碍作用力就小，所以容抗就小．(2)交流的频率：交流的频率越高，充电和放电的时间就短，相同电路电容器上聚集的电荷就少，电容器所达到的电压就小，排斥充电和放电的电场力就小，从而阻碍作用就小，所以容抗就小．用XC表示容抗，则XC＝12πfC.(多选)如图所示，白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端，当交流电源的频率增加时()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[思路点拨](1)明确容抗与交变电流频率的关系．(2)明确闭合电路的电压关系．[解析]由频率增加可知，容抗减小，电流增大，灯泡两端电压增大，电压表示数变小，灯泡功率增大而变亮，故选A、D.[答案]AD电阻、感抗、容抗的对比如图所示，电路中完全相同的三只灯泡L1、L2、L3分别与电阻R、线圈L、电容器C串联，然后再并联到220V、50Hz的交流电源上，三只灯泡亮度恰好相同．若保持交变电压不变，将交变电流的频率增大到60Hz，则发生的现象是()A．三灯亮度不变B．三灯均变亮C．L1不变、L2变亮、L3变暗D．L1不变、L2变暗、L3变亮[解析]当交变电流的频率变大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，因此L3变亮，L2变暗．又因为电阻在直流和交流电路中起相同的作用，故L1亮度不变，所以选D.[答案]D(1)电阻对交流、直流有相同的阻碍作用，交流频率变化时，阻碍作用不变．(2)电感器通直流、阻交流；通低频，阻高频．(3)电容器通交流、隔直流；通高频，阻低频．(4)在分析电流变化时，把感抗、容抗类比于导体的电阻，再用欧姆定律分析．