高中物理 2.42.5 电感器对交变电流的作用课件 粤教版选修32.ppt

目标导航 预习导引 目标导航 预习导引 1 电感器的感抗及其应用 1 感抗电感对交流的阻碍作用 2 影响感抗的因素电感器的自感系数和交变电流的频率 自感系数越大 交变电流的频率越高 感抗越大 3 感抗的应用 目标导航 预习导引 电感对交变电流的阻碍作用是怎样形成的 答案 交变电流通过线圈时 由于电流时刻在变化 线圈中产生自感电动势 自感电动势总是阻碍电流的变化 就形成了对交变电流的阻碍作用 目标导航 预习导引 2 电容器的容抗及其应用 1 容抗 电容器对交流有一定的阻碍作用 2 影响容抗的因素 电容器的电容和交变电流的频率 电容越大 频率越高 容抗越小 3 电路中的电流 通过实验可以看到交变电流能够通过电容器 其实自由电荷并未通过极板间的绝缘介质 只是在交变电压的作用下 电容器交替进行充电和放电 电路中就有了电流 目标导航 预习导引 判断正误 1 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 2 交变电流的频率越高 电感对交流的阻碍作用越大 3 高频扼流圈可以 通高频 阻低频 4 直流电流能通过电容器 5 电容器的电容越大 容抗就越大 6 电气设备和电子仪器的金属外壳都应该接地 答案 1 2 3 4 5 6 知识精要 思考探究 典题例解 一 二 迁移应用 一 电感对交变电流的阻碍作用1 电感线圈对交变电流的阻碍作用的本质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变化的 这就是线圈的电感对交变电流的阻碍作用 因此 感抗的产生是由线圈的自感现象引起的 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 感抗电感线圈对电流的阻碍作用 感抗用 xl 表示 xl 2 fl l 其中f是交变电流的频率 l是线圈的自感系数 知识精要 思考探究 典题例解 一 二 迁移应用 3 感抗与电感的关系电感线圈对交变电流阻碍作用的大小用感抗来表示 线圈的自感系数越大 交变电流的频率越高 产生的自感电动势就越大 感抗就越大 对交变电流的阻碍作用也就越大 4 线圈 扼流圈 的分类根据不同线圈对交变电流的阻碍作用不同分类 1 低频扼流圈 构造 闭合铁芯 绕在铁芯上的线圈 特点 匝数多 自感系数l大 电阻很小 它对低频交流会产生很大的阻碍作用 而对直流的阻碍作用则较小 故低频扼流圈的作用为 通直流 阻交流 知识精要 思考探究 典题例解 一 二 迁移应用 2 高频扼流圈 构造 它的线圈有的是绕在圆柱形的铁氧体芯上或空心 特点 匝数少 自感系数l小 它只对频率很高的交流产生很大的阻碍作用 而对低频交流的阻碍作用较小 故高频扼流圈的作用为 通直流 通低频 阻高频 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 1 自感电动势e l 总是阻碍电流的变化 如果交变电流流过电感线圈 会受到怎样的影响 答案 交变电流的大小和方向不断变化 而线圈的自感电动势总是阻碍电流的变化 所以电感线圈对交变电流有阻碍作用 2 电感线圈对不同频率的交变电流影响有何不同 答案 交流电频率越高 越大 线圈中的自感电动势越大 对交变电流的阻碍作用越大 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 例1 多选 在如图所示的电路中 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 交流电源的电压u 220sin100 tv 若保持电源电压有效值不变 只将电源频率改为100hz 下列说法正确的有 导学号51130036 a 电流表示数增大b 电压表示数增大c 灯泡变暗d 灯泡变亮点拨 解答本题时应把握以下两点 1 感抗与交变电流的频率的关系 2 闭合电路的电压关系 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 当电源频率由原来的50hz增为100hz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r是一定的 电流减小时 实际消耗的电功率 p i2r 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 则电源电压的有效值为u ul ur 因ur ir 故电流i减小时 ur减小 因电源电压有效值保持不变 故ul u ur 增大 选项b正确 答案 bc 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 多选 如图所示实验电路中 若直流电压和交变电压的有效值相等 s为双刀双掷开关 下面哪个叙述正确 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来时灯变亮d s掷向c d 电源电压不变 而使频率减小时 灯变暗 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 答案 ac解析 线圈对恒定电流无感抗 对交变电流有感抗 当交流电频率减小时 感抗变小 灯变亮 并且是有铁芯时感抗更大 故铁芯抽出时灯变亮 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 二 电容对交变电流的阻碍作用1 交变电流是怎样通过电容器的电容器两极板之间是相互绝缘的 不论是恒定电流还是交变电流 自由电荷都不能通过两极板之间的绝缘体 电介质 通常所说的交变电流 通过 电容器 并不是自由电荷穿过了电容器 而是在交流电压作用下 当电压升高时电容器充电 电容器极板上的电荷量增加 形成充电电流 如图甲所示 当电压降低时 电容器放电 电容器极板上的电荷量减少 形成放电电流 如图乙所示 由于电容器反复不断地充电 放电 使电路中有持续的交变电流 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 2 对容抗及 阻碍 作用的理解 1 对容抗的理解 容抗是表示电容器对交变电流阻碍作用大小的物理量 容抗的大小与自身的电容量 交变电流的频率有关 可用xc 来表示 单位是欧姆 此公式虽然不要求掌握 但可以用来定性地分析问题 当交变电流的频率增加时 容抗减小 2 电容器对交变电流的阻碍作用 对导线中形成电流的自由电荷来说 当电源的电压推动它们向某一方向做定向移动的时候 电容器两极板上积累的电荷却反抗它们向这个方向做定向移动 这就产生了对交变电流的阻碍作用 3 阻碍 作用可概括为 隔直流 通交流 通高频 阻低频 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 电容器与直流电源相接时有电流吗 答案 当电容器与直流电源的两极相连接时 除了接通的瞬间因电容器充电而有瞬时电流外 一旦充电完毕 电容器两极板间的电压与电源两极间的电压相等 且保持不变 电路中就没有电流了 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 例2 如图所示的电路 f为一交流发电机 c为平行板电容器 为使电流表a的示数增加 可行的办法是 导学号51130037 a 使发电机f的转速增加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 使电容器两极板间距离增大解析 当发电机转速增加时 交变电流的频率增大 容抗减小 电流表a的读数增大 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 使电容器两极板间距离增大时电容也减小 当电容减小时 容抗增大 对交变电流的阻碍作用增大 电流表a示数减小 c d两项错误 答案 a 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 多选 下列各图是电子技术中的常用电路 其中乙图中的电容器的电容c较小 丙图中的电容器的电容c较大 a b是部分电路的输入端 其中输入的高频成分用 表示 低频成分用 表示 直流成分用 表示 关于负载电阻r中得到的电流特征 下列说法中正确的是 a 图甲中r得到的是交流成分b 图乙中r得到的是高频成分c 图乙中r得到的是低频成分d 图丙中r得到的是交流成分 一 二 知识精要 思考探究 典题例解 迁移应用 答案 ac解析 电容器隔直流 通交流 阻低频 通高频 所以甲中r得到的是交流成分 乙中r得到的是低频成分 丙中r得到的是直流成分 选项a c正确 知识链接 案例探究 易错分析 易错考点 电阻 电容 电感导电特性的辨析 知识链接 案例探究 易错分析 知识链接 案例探究 易错分析 关于电阻 电感 电容对电流阻碍作用的说法正确的是 a 电阻对直流和交变电流的阻碍作用相同b 电感对直流和交变电流均有阻碍作用c 电容器两极板间是绝缘的 故电容支路上没有电流通过d 交变电流的频率增加时 电阻 电感 电容