2024年高中物理第二章交变电流第四五节电感器对交变电流的作用电容器对交变电流的作用讲义含解析粤教版选修3_2.docVIP

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电感器对交变电流的作用电容器对交变电流的作用

1．电感器对恒定电流是导通的，对交变电流有阻碍作用，

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。

2．低频扼流圈能够“通直流、阻沟通”；高频扼流圈能够

“通直流、通低频、阻高频”。

3．电容器具有“隔直流，通沟通”的特性。

4．电容器对交变电流也有肯定的阻碍作用，电容越大，交

变电流频率越高，阻碍作用越小。

一、电感器对交变电流的作用

1．电感器

(1)构成：由绝缘导线一圈紧靠一圈地绕制而成。

(2)符号：在电路中，电感器用字母“L”及电路符号“”表示。

2．电感器对交变电流的作用

(1)现象：电感器对恒定电流是导通的，对交变电流有阻碍的作用。

(2)缘由：由于线圈的自感作用产生感应电动势，阻碍电流的变更。

(3)影响因素：电感器的自感系数越大，阻碍作用越大；交变电流的频率越高，阻碍作用越大。

(4)应用：①低频扼流圈：通直流，阻沟通。

②高频扼流圈：通直流，通低频，阻高频。

二、电容器对交变电流的作用

1．特性

隔直流，通沟通。

2．缘由

(1)恒定电流不能通过电容器，是因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开了。

(2)交变电流能够通过电容器，是由于两极板间的电压在变更。电容器交替进行充电和放电，就似乎交变电流“通过”了电容器。

3．影响电容器对交变电流阻碍作用的因素

(1)电容器的电容越大，阻碍作用越小。

(2)交变电流的频率越高，阻碍作用越小。

4．应用

(1)隔直电容器：通沟通，隔直流。

(2)高频旁路电容器：通高频、阻低频。

1．自主思索——判一判

(1)电感线圈对交变电流有阻碍作用。(√)

(2)低频扼流圈只能阻碍低频交变电流，不能阻碍高频交变电流。(×)

(3)电感线圈中通入交变电流后，交变电流的瞬时值为0的瞬间，线圈仍旧对交变电流有阻碍作用。(√)

(4)直流电不能通过电容器。(√)

(5)交变电流“通过”电容器的实质是电容器不断充电放电，并不是真正流过电容器。(√)

(6)交变电流的电流值越大，越简洁通过电容器，与交变电流的频率无关。(×)

2．合作探究——议一议

(1)为什么电感器对交变电流有阻碍作用？

提示：交变电流通过线圈(电感器)时，电流时刻在变更，由于线圈的自感现象，必定产生感应电动势阻碍电流的变更，就形成了电感器对交变电流的阻碍作用。

(2)电容器两极板之间是绝缘介质，它阻隔导体中自由电子的通过，为什么交变电流能通过电容器呢？

提示：电流是由电荷的定向移动形成的，把沟通电源接到电容器的两个极板上后，当电源电压上升时，电源给电容器充电，电荷向电容器极板上聚集，在电路中形成充电电流；当电源电压降低时，电容器放电，原来聚集在极板上的电荷又放出，在电路中形成放电电流。电容器交替地进行充电和放电，电路中就形成了电流，似乎是沟通“通过”了电容器(事实上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质)。

(3)电容器对交变电流为什么有阻碍作用？

提示：因为同种电荷相互排斥，当电容器充电时，已经到达电容器极板上的电荷对后来流向极板的电荷有阻碍作用，所以电容器对交变电流有阻碍作用。

对电感器和电容器的理解

电感和电容对交变电流的阻碍作用的大小不但跟电感、电容有关，还跟沟通电的频率有关。它们之间的关系可以简洁概括为：

电感：“通直流、阻沟通，通低频、阻高频”，感抗公式：XL＝2πfL(公式仅作了解)。

电容：“通沟通、隔直流，通高频、阻低频”，容抗公式：XC＝eq\f(1,2πfC)(公式仅作了解)。

1．如图2-4-1所示，沟通电源的电压有效值跟直流电源的电压相等，当将双刀双掷开关接到直流电源上时，灯泡的实际功率为P1，而将双刀双掷开关接到沟通电源上时，灯泡的实际功率为P2，则()

图2-4-1

A．P1＝P2 B．P1P2

C．P1P2 D．不能比较

解析：选B接在直流电源上，线圈对直流没有阻碍作用，这时通过灯泡的电流大，功率大；而当双刀双掷开关接在沟通电源上时，线圈对沟通有阻碍作用，这时通过灯泡的电流小，功率小。因此，P1P2。B正确。

2．如图2-4-2所示，白炽灯和电容器串联后接在沟通电源的两端，当沟通电源的频率增加时()

图2-4-2

A．电容器电容增大

B．电容器电容减小

C．电灯变暗

D．电灯变亮

解析：选D电容器的电容是由电容器本身的特性所确定的，与外加的沟通电源的频率无关，故选项A和B是错误的。当沟通电源的频率增大时，电容器充、放电的过程加快，电容器的容抗减小，电流增大，电灯变亮，故选项C错误，D正确。

3．(多选)在如图2-4-3所示的电路中，L为电感线圈，R为灯泡的电阻，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，沟通电源的电压u＝220eq\r(2)sin100πtV。若保持电源电压有