2018-2019学年高中物理选修3-2第5章3电感和电容对交变电流的影响.doc

- --- 电感和电容对交变电流的影响 学 习 目 标 知 识 脉 络 1．电感和电容对交变电流的影响． (重点 ) 2．电感器和电容器的应用． (重点 )． 3．电感和电容对交变电流阻碍作用的理 解． (难点 ) 4．影响感抗和容抗大小的因素． (难点 ) [ 自 主 预 习 ·探 新 知] [知识梳理 ] 一、电感器对交变电流的阻碍作用 1．实验探究 如图 5-3-1 所示，取直流电源电压与交流电源电压有效值相等． 5-3-1 (1)实验目的：了解并验证电感线圈对交变电流的阻碍作用． (2)实验现象：接通直流电源时，灯泡亮些；接通交流电源时，灯泡暗些． (3)实验结论：电感线圈对交变电流有阻碍作用． 2．感抗 (1)物理意义：表示电感对电流的阻碍作用的大小． (2)影响感抗大小的因素：线圈的自感系数，交流的频率．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 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 通低频、通直流，阻高频 二、电容器对交变电流的阻碍作用 1．交变电流能够通过电容器 1 (1)实验电路 (如图 5-3-2 所示 ) 5-3-2 (2)实验现象 电路中串有电容器时，接通直流电源，灯泡不亮；接通交流电源，灯泡亮． (3)实验结论 交变电流能够通过电容器，直流不能通过电容器． 2．电容器对交变电流的阻碍作用 (1)容抗：表示电容器对交变电流阻碍作用的大小． (2)影响容抗大小的因素：电容器的电容越大，交变电流的频率越高，容抗越小． (3)应用：电容器具有“隔直流、通交流”的作用． [基础自测 ] 1．思考判断 (1)交流电的频率越高，电感对交流的阻碍作用越大． (√) (2)电感线圈之所以对交变电流有阻碍作用，是由于自感电动势总是阻碍电流的变化． (√) (3)电容器在交变电路中，相当于一个电阻，具有分压作用． (√) (4)电容器接到交流电源时，有自由电荷通过电容器． (×) (5)电容器的电容越大，容抗就越大． (×) 2．(多选 )关于电子技术中的扼流圈，下列说法正确的是 ( ) A．扼流圈是利用电感线圈对交流电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， 感应出自感电动势， 从而来阻碍电流的变化，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 “阻交流，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 错误． 【答案】 ABC 2 3．有两个电容器的电容分别为 C1＝ 5 μF和 C2＝ 3 μF，分别加上峰值一定的交变 电源，在下列各种情况下，哪一种情况下通过电容器的电流最大 ( ) 【导学号： A．在 C1 上所加交变电流的频率为 50 Hz B．在 C2 上所加交变电流的频率为 50 Hz C．在 C1 上所加交变电流的频率为 60 Hz D．在 C2 上所加交变电流的频率为 60 Hz 【解析】 电容器对电流的阻碍作用的大小， 即为容抗． 容抗的大小是由电容器电容 C 和交变电流的频率共同决定的．交变电流的频率越高，电容器的电容越大，电容器的容抗就越小， 电流就越大． 因此要使通过电容器的电流最大则必须使频率最高，电容最大． 【答案】 C [ 合 作 探 究 ·攻 重 难] 对电感器感抗的理解 1．电感线圈对交变电流的阻碍作用的本质 (1)交变电流通过线圈时，由于电流时刻都在变化，所以自感现象就不断地发生， 而自感电动势总是要阻碍电流的变化，这就是线圈的电感对交变电流的阻碍作 用． (2)直流电通过线圈时，电流的大小、方向都不变，线圈中不产生自感电动势，也就没有感抗． 2．感抗的大小： XL＝2πfL.其中 f 是交流电的频率， L 是线圈的自感系数． 3．低频扼流圈用来“通直流、阻交流”，因此可以用低频扼流圈来分离“直流 和交流”；高频扼流圈对高频电流阻碍作用很大， 对低频电流阻碍作用较小， 因 此可以用高频扼流圈分离“低频交流电和高频交流电”． 在如图 5-3-3 所示电路中， L 为电感线圈，灯泡电阻为 R，电流表内阻为 零，电压表内阻无限大，交流电源的电压 u＝220 2sin 100 πt(V)．若保持电压的 有效值不变，只将电源频率改为 100 Hz，下列说法正确的是 ( ) A．电流表示数增大 B．电压表示数减小 C．灯泡变暗 3 D．灯泡变亮 5-3-3 ω 【解析】 由 u＝220 2sin 100 πt(V) ，可得电源原来的频率为 f＝ ＝ 50 H