【创新设计】2015-2016学年高中物理5.4电感和电容对交变电流的影响学案新人教版选修3-2选编.doc

PAGE  PAGE 10 电感和电容对交变电流的影响 [目标定位]　1.通过实验了解电容、电感对交变电流的阻碍，能够分析简单电路中的电容、电感的作用.2.知道感抗、容抗，了解感抗、容抗与哪些因素有关. 一、电感器对交变电流的阻碍作用 1．感抗：电感器对交变电流阻碍作用的大小． 2．影响因素：线圈的自感系数越大，交流的频率越高，感抗越大． 3．感抗的应用 类型 区别　　低频扼流圈高频扼流圈自感系数较大较小感抗大小较大较小作用通直流、阻交流通直流、通低频、阻高频二、交变电流能够通过电容器 当电容器接到交流电源的两端时，实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质．当电压升高时，电容器充电，电荷向电容器的极板上聚集，在电路中，形成充电电流；当电压降低时，电容器放电，电荷从极板上退出，形成放电电流 .电容器交替地进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流“通过”了电容器． 三、电容器对交变电流的阻碍作用 1．容抗：电容器对交变电流阻碍作用的大小． 2．影响因素：电容器的电容越大，交流的频率越高，容抗越小． 3．作用：“通交流，隔直流；通高频，阻低频”. 一、理解电感器对交变电流的阻碍作用 1．高频扼流圈 高频扼流圈的自感系数很小，只对高频交变电流有较大的阻碍作用，对低频交变电流的阻碍作用较小，对直流的阻碍作用更小．它具有“通直流，通低频，阻高频”的作用． 2．低频扼流圈 低频扼流圈的自感系数很大，即使交流的频率较低，它产生的感抗也很大．它具有“通直流，阻交流”的作用． 例1　关于电子电路中的扼流圈，下列说法正确的是(　　) A．扼流圈是利用电感线圈对交流的阻碍作用来工作的 B．高频扼流圈的作用是允许低频交流通过，而阻碍高频交流通过 C．低频扼流圈的作用是不仅要阻碍高频交流通过，还要阻碍低频交流通过 D．高频扼流圈的电感比低频扼流圈的电感大 解析　扼流圈是利用变化的电流通过线圈时，感应出感应电动势，从而来阻碍电流的变化的，故A正确；高频扼流圈是“通低频，阻高频”，故B正确；低频扼流圈是“阻高频、阻低频、通直流”，故C正确；高频扼流圈比低频扼流圈自感系数小，故D错． 答案　ABC 二、理解电容器对交变电流的阻碍作用 电容器对交流电的阻碍作用概括为“通交流、隔直流；通高频，阻低频”． 例2　如图1甲、乙两图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1 A．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得到的是低频成分 D．图乙中R得到的是高频成分 解析　当交变电流加在电容器上时，有“通交流，隔直流，通高频、阻低频”的特性，甲图中电容器隔直流，R得到的是交流成分，A正确，B错误；乙图中电容器能通过交流高频成分，阻碍交流低频成分，R得到的是低频成分，C正确，D错误． 答案　AC 针对训练　如图2所示的电路中，正弦交流电源电压的有效值为220 V，则关于交流电压表的示数，以下说法中正确的是(　　) 图2 A．等于220 V B．大于220 V C．小于220 V D．等于零 答案　C 解析　虽然交变电流能通过电容器，但也受到阻碍作用，电容器与电阻串联，根据分压原理可知电阻两端的电压小于电源电压，电压表测的是电阻两端的电压，C正确． 三、电阻、感抗、容抗的作用及区别 1．容抗的大小除了与电容自身的性质有关外，还与交变电流的频率有关．若用XC表示容抗，则XC＝eq \f(1,2πfC). 2．感抗的大小除了与电感线圈自身的性质有关外，还与交变电流的频率有关，若用XL表示感抗，则XL＝2πfL. 3．电阻无论对直流还是交流，阻碍作用相同，只取决于电阻本身． 图3 例3　在频率为f的交变电流电路中，如图3所示，当开关S分别接通R、C、L支路时，通过各支路的电流有效值相等．若将交变电流的频率提高到2f，维持其他条件不变，则下列几种说法不正确的是(　　) A．通过R的电流有效值不变 B．通过C的电流有效值变大 C．通过L的电流有效值变小 D．流过R、C、L的电流有效值都不变 解析　交变电流的频率变大时，电阻R对交流的阻碍作用不变，电容C对交流的阻碍作用减小，电感L对交流的阻碍作用变大，故A、B、C说法正确，D说法错误． 答案　D 感抗及其应用 1．如图4所示的电路中，L为电感线圈，L′为灯泡，电流表内阻为零．电压表内阻无限大，交流电源的电压u＝220eq \r(2)sin (100πt) V．若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100 Hz，下列说法中正确的是(　　) 图4 A．电流表示数增大　　　　 B．电压