高中物理 第二章 交变电流 第5节 电容器对交变电流的作用课件 粤教版选修32.ppt

第五节电容器对交变电流的作用 知识点1电容器仅让交流电流通过 1 交变电流能够通过电容器的实验探究 如图2 5 1所示 灯l1和l2完 全相同 s接直流时 灯l1不亮 灯l2发光 s接交流时则发现灯l1 灯l2都发光 但灯l1比灯l2要暗 实验表明 交变电流能够通过电容器 但电容器对交变电流有阻碍作用 图2 5 1 2 交变电流能够通过电容器 电容器的两极板间是绝缘介质 直流电不能够通过电容器 但交变电流能够 通过 电容器 原因是电容器接到交变电流源上时 存在着充 放电的动态过程 自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质 只是当电源电压升高时电容器充电 电荷向电容器的极板上集聚 形成充电电流 当电源电压降低时电容器放电 电荷从电容器的极板上放出 形成放电电流 电容器交替进行充电和放电 电路中就有了电流 表现为交流通过了电容器 如图2 5 2所示 图2 5 2 金属中的电流是由于负电荷的定向移动引起的 它等效于正电荷向相反方向的移动 这幅图中用到了这种等效画法 知识点2电容器对交变电流的作用及其应用1 电容器对交变电流的作用的实验探究 如图2 5 3所示 灯l1 l2和l3完全相同 三个电容c1 c2 c3 合上s2发现灯l3变亮 s1 s2都合上则发现灯l3最亮 灯l1较亮 灯l2最暗 实验表明 电容器对交变电流有阻碍作用 但电容器的电容越大 电容器对交变电流的阻碍作用就越小 图2 5 3 其中f是交变电流的频率 c是电容器的电容 2 电容器对交变电流的阻碍作用 电容器对交变电流阻碍作用的大小与电容器电容的大小和交变电流的频率有关 即电容器的电容越大 交变电流频率越高 电容器对交变电流的阻碍作用就越小 其阻碍作用可用电容器的容抗来表示 公式为 3 电容器在实际中的应用根据电容器 通交流 隔直流 通高频 阻低频 的特点 可以在实际中用来完成一定的任务 如要将直流电中的交流成分去掉 可以用一电容器与负载并联 再比如在有直流和交流的复合信号中 我们需要其中的交流信号 这时就可以串联一个电容器将直流成分去掉 有时还可以与电感结合起来完成一定的任务 例题 对于电感器对交变电流的阻碍作用和电容器对交 变电流的阻碍作用 下列说法正确的是 a 电感器对交变电流的阻碍作用是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势 阻碍了电流变化而形成的b 电感器对交变电流的阻碍作用是由于线圈导线的电阻而形成的c 电容器对交变电流的阻碍作用是由于电容器两极板间的电介质对电流的阻碍作用而形成的d 电感器对交变电流的阻碍作用和电容器对交变电流的阻碍作用都是由线圈和电容器本身的特性所决定的 与接在怎样的电路中无关 解析 电感器对交变电流的阻碍作用是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势 阻碍了电流变化而形成的 不是其电阻造成的 电容器对交变电流的阻碍作用不是由于电容器两极板间的电介质对电流的阻碍作用而形成的 电感器对交变电流的阻碍作用和电容器对交变电流的阻碍作用都跟交变电流的频率有关 答案 a 1 双选 如图2 5 4所示电路由交变电源供电 如果交 变电流的频率增大 则正确的是 a 电容器上电量最大值增大b 电容器对交变电流的阻碍减小c 电路中灯泡亮度变亮d 电路中灯泡亮度变暗解析 交变电流的频率增大 则电容器对交变电流的阻碍减小 电路中灯泡变亮 图2 5 4 bc 题型1 电感器与电容器混合电路分析 例题 双选 在图2 5 5所示的电路中 a b两端连接的交流电源既含高频交流 又含低频交流 l是一个高频扼流圈 c是一个电容很大的电容器 r是负载电阻 下列说法 中正确的是 图2 5 5 a l的作用是 通低频 阻高频 b c的作用是 通交流 隔直流 c c的作用是 通低频 阻高频 d 通过r的电流中 低频电流所占的百分比远远大于高 频交流所占的百分比 解析 图中高频扼流圈的作用是 通低频 阻高频 电容很大的电容器的作用是 通高频 阻低频 即起高频旁路的作用 最后通过r中的主要是低频交流成分 答案 ad 1 图2 5 6所示的电路中 三只完全相同的灯泡1 2 3分别与电阻r 电感l 电容c串联 然后并联到220v 50hz的交流电路上 若保持交流电压不变 将交变电流的频率增 大到60hz 则1 2和3灯的亮度变化情况是 a 1 2两灯均变亮 3灯变暗b 1灯变亮 2 3两灯均变暗c 1 2灯均变暗 3灯亮度不变d 1灯变暗 2灯变亮 3灯亮度不变 图2 5 6 解析 当交变电流的频率增大时 电感对交变电流的阻碍作用增大 通过灯泡1的电流将因此而减小 所以灯泡1的亮