高中物理 第五章 交变电流 第3节 电感和电容对交变电流的影响课件 新人教版选修

第五章 交变电流,第3讲 电感和电容对交变电流的影响,内容索引,知识探究,题型探究,达标检测,知识探究,1,一、电感器对交变电流的阻碍作用,如图1所示，把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到有效值等于直流电源电压的交流电源上.,(1)两种情况下灯泡的亮度有什么不同？说明了什么？,甲图中灯泡比乙图中灯泡更亮，说明电感器对交变电流有阻碍作用.,答案,图1,(2)乙图中换用自感系数更大的线圈或调换频率更高的交流电源，灯泡的亮度有何变化？说明了什么？,不论是换用自感系数更大的线圈还是调换频率更高的交流电源，灯泡均变得更暗，说明线圈的自感系数越大，交流电的频率越高，线圈对交流电的阻碍作用越大.,答案,图1,电感器的作用 (1)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 (2)电感线圈在电路中的作用：通 流，阻 流；通 频， 阻_频,大,高,低,直,交,高,判断下列说法的正误. (1)同一个线圈对直流和对交流的阻碍作用是相同的.( ) (2)绕制线圈的导线的电阻可以忽略时，线圈对交流没有阻碍作用.( ) (3)交流电的频率越高，电感对交流的阻碍作用越大.( ),二、电容器对交变电流的阻碍作用,如图2甲、乙所示，把灯泡和电容器串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上.,图2,(1)观察灯泡的发光情况，并分析原因.,图2,答案,甲图中的灯泡不亮，乙图中的灯泡亮.甲图中的电源是直流电源，电容器在电路中是断路，电路中没有电流，灯泡不亮.乙图中的电源是交流电源，把交流电源接到电容器两个极板上后，电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，好像是交流“通过”了电容器，灯泡就亮了，但实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质.,(2)若把图乙中的电容器去掉，变成图丙所示电路，会发生什么现象？说明了什么？,图2,答案,灯泡变得比乙中亮，说明电容器对交变电流有阻碍作用.,(3)在图乙中，改变电容器的电容和电源频率，灯泡亮度会有什么变化？说明了什么？,答案,电容越大，灯泡越亮；频率越高，灯泡越亮.说明电容器的电容越大、交变电流的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用就越小.,电容器的作用 (1)电容器接到交流电源两端时，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 ，交流的频率越 ，电容器对交变电流的阻碍作用越 .,充电,放电,通过,大,高,小,直,高,交,低,判断下列说法的正误. (1)直流电的自由电荷不能穿过电容器两极板间的绝缘层到达另一极板，而交流电中的自由电荷能穿过.( ) (2)电气设备和电子仪器的金属外壳都应该接地.( ),2,题型探究,例1 (多选)如图3所示实验电路中，若直流电压和交变电压的有效值相等，S为双刀双掷开关，下面叙述正确的是,一、对电感对交变电流影响的理解,答案,图3,A.当S掷向a、b时灯较亮，掷向c、d时灯较暗 B.当S掷向a、b时灯较暗，掷向c、d时灯较亮 C.S掷向c、d，把电感线圈中的铁芯抽出时灯 变亮 D.S掷向c、d，电源电压不变，而使频率减小 时，灯变暗,例2 (多选)图4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,答案,解析,图4,二、对电容对交变电流影响的理解,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,电容器有“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； 乙图中交流高频成分能通过电容器，电容器阻碍交流低频成分，R得到的是低频成分，C正确，D错误.,例3 (2015宁波高二检测)在如图5所示的交流电路中，保持电源电压一定，当交变电流的频率增大时，各交流电压表的示数将,三、电阻、电感、电容的对比,图5,答案,解析,A.V1、V3增大，V2减小 B.V1不变，V2减小，V3增大 C.V1不变，V2增大，V3减小 D.V1、V2、V3都不变,电感线圈对交流电的阻碍作用随着频率的增大而增大，因此电压表V2示数增大，电容器对交流电的阻碍作用随着频率的增大而减小，电压表V3示数减小，电压表V1示数不变，C正确.,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，把电感、电容的阻碍作用类比于导体的电阻，再用欧姆定律分析.,达标检测,3,1.(多选)在如图6所示的电路中，L为电感线圈，R为灯泡的电阻值，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u220 sin (100t) 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,答案,解析,图6,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,1,2,3,当电源频率由原来的50 Hz增为100 Hz时，线圈的感抗增大，在电压不变的情况下，电路中的电流减小，选项A错误； 灯泡的电阻值R是一定的，电流减小时，实际消耗的电功率(PI2R)减小，灯泡变暗，选项C正确，D错误； 电压表与电感线圈并联，其示数为线圈两端的电压UL，设灯泡两端电压为UR，则电源两端电压的有效值为UULUR，因URIR，故电流I减小时，UR减小，因电源电压的有效值保持不变，故ULUUR增大，选项B正确.,1,2,3,2.如图7所示的电路，F为一交流发电机，C为平行板电容器，为使电流表A的示数增大，可行的办法是,答案,图7,A.使发电机F的转速增大 B.使发电机F的转速减小 C.在平行板电容器间换用介电常数较小 的电介质 D.使电容器两极板间的距离增大,解析,1,2,3,当发电机转速增大时，交变电流的频率增大，电容器电容的阻碍作用减小，电流表A的示数增大，A项正确，B项错误； 在平行板电容器间换用介电常数较小的电介质时，电容器的电容减小，电容器两极板间距离增大时电容也减小，当电容减小时，电容器对交变电流的阻碍作用增大，电流表A的示数减小，C、D项错误.,1,2,3,3.(多选)如图8所示的电路中，a、b两端连接的交流电源中既含高频交流，又含低频交流，L是一个25 mH的高频扼流圈，C是一个100 pF的电容器，R是负载电阻，下列说法正确的是,答案,解析,图8,A.L的作用是“通低频，阻高频” B.C的作用是“通低频，隔高频” C.C的作用是“通高频，阻低频” D.通过R的电流中，