陕西省西安市庆安高级中学高中物理 5.3电感和电容对交变电流的影响导学案 新人教版选修32 (2).doc

陕西省西安市庆安高级中学高中物理 5.3电感和电容对交变电流的影响导学案 新人教版选修3-2【学习目标】 1知道为什么电感对交变电流有阻碍作用2知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小，知道感抗与哪些因素有关3知道交变电流能通过电容，知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用4知道用容抗来表示电容对交变电流阻碍作用的大小，知道容抗与哪些因素有关重点：电感和电容对交变电流的影响 难点：电感和电容对交变电流的影响【自主学习】复习回顾1自感系数跟线圈的_、_、_等因素有关系线圈的横截面积越大，线圈越长，匝数越多，它的自感系数就越_另外，有铁芯的线圈的自感系数比没有铁芯时_2电容器充电时，电流流向_；放电时，电流从_流出，电容器所带电量_新课预习一、感抗1定义： 对电流阻碍作用的大小，用感抗表示2感抗的成因：因为交变电流的 随时间周期性变化，这个变化的电流通过线圈时产生一个自感电动势，自感电动势总是阻碍 的变化，故线圈对交变电流有阻碍作用，这就是感抗3决定因素：感抗的实质就是由线圈的自感现象引起的，线圈的自感系数l越 ，自感作用就越大，因而感抗也就越大；交流的频率f越 ，电流的变化率就越大，自感作用也越大，感抗也就越大*实际上进一步研究可得出线圈的感抗xl与它的自感系数l及交变电流的频率f间有如下的关系：xl2fl说明：通常所讲的直流，常指恒定电流恒定电流流过电感线圈，电流没有变化，因而就不产生自感现象因此，电感线圈对恒定电流而言无所谓感抗二、低频扼流圈和高频扼流圈1低频扼流圈：自感系数 的线圈（约几十亨），线圈电阻较 ，对直流的阻碍作用较小，这种线圈可以“通 ，阻 ”。2高频扼流圈：自感系数较小的线圈（约几个毫亨），对低频交变电流的阻碍作用较 而对高频交变电流的阻碍作用很 ，可以用来“通 ，阻 ”。三、交变电流能够“通过”电容器（1）电流实际上并没有通过电容器 ，也就是说，自由电荷定向移动，不会从一个极板经极板间的电介质到达另一个极板（2）电容器“通交流”，只不过是在交变电压的作用下，当电源电压升高时，电容器 ，电荷向电容器的极板上集聚，形成 ；当电源电压降低时，电容器 ，电荷从电容器的极板上放出，形成 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”了电容器四、容抗1定义： 对交流的阻碍作用的大小，用容抗来表示2成因：电容器接入交流电路中后，极板上的电荷形成了二极板间的电压，这电压和电源电压相反，从而产生了对交变电流的阻碍作用，即形成了容抗3决定因素：交流电路中的容抗和交变电流的频率、电容器的电容成反比容抗与交变电流的频率和电容的关系为xc ，即交流电的频率越大，电容越 ，电容器对交变电流的阻碍作用越小，容抗越 说明：电容不仅存在于成形的电容器中，也存在于电路的导线、元件及机壳间当交流电频率很高时，电容的影响会很大五、电感和电容在电路中的作用1电感的作用是：“通 、阻 、通 、阻 ”2电容的作用是：“通 、 直流、通 、阻 ”【疑难辨析】电阻、电感器、电容器对对交变电流阻碍作用的区别与联系电阻电感器电容器产生的原因定向移动的自由电荷与不动的离子间的碰撞由于电感线圈的自感现象阻碍电流的变化电容器两极板上积累的电荷对向这个方向定向移动的电荷的反抗作用在电路中的特点对直流、交流均有阻碍作用只对变化的电流如交流有阻碍作用不能通直流，只能通变化的电流对直流的阻碍作用无限大，对交流的阻碍作用随频率的降低而增大决定 因素由导体（长短、粗细、材料）决定，与温度有关由导体本身的自感系数和交流的频率f决定由电容的大小和交流的频率决定电能的转化与做功电流通过电阻做功，电能转化为内能电能和磁场能往复转化电流的能与电场能往复转化【合作探究】一、电感对交变电流的影响【例1】 交变电流通过一段长直导线时，电流为i，如果把这根长直导线绕成线圈，再接入原电路，通过线圈的电流为i，则()aii bii2i3c、i2i1i3 d、i3i1i23.如图3所示，输入端ab的输入电压既有直流成分，又有交流成分，以下说法中，正确的是(l的直流电阻不为零)()a直流成分只能从l通过b交流成分只能从r通过c通过r的既有直流成分又有交流成分d通过l的直流成分比通过r的直流成分要大4如图538所示，交流电源的电压为220 v，频率f50 hz，三只灯l1、l2、l3的亮度相同，线圈l无直流电阻，若将交流电源的频率变为f100 hz，则()al1灯比原来亮bl2灯比原来亮cl3灯和原来一样亮dl3灯比原来亮5.如图5所示，l1、l2和l3是相同型号的白炽灯，l1与电容器c串联，l2与带铁芯的线圈l串联，l3与一个定值电阻r串联当a、b间接电压有效值为u、频率为f的正弦交流电源时，三只灯泡的亮度相同现将a、b间接另一正弦交流电源时，发现灯泡l1变亮、l2变暗、l3亮度不变由此可知，另一正弦交流电源可能是()a电压有效值仍为u，而频率大于fb电压有效值大于u，而频率大于fc电压有效值仍为u，而频率小于fd电压有效值小于u，而频率大于f 6如图7所示，白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端，当交变电源的频率减小时()a电容器电容增加 b电容器电容减小c电灯变暗 d电灯变亮7如图8所示，两位同学利用图示装置做实验，第一位同学使ab在导轨上匀速运动，第二位同学使ab在导轨上做变速运动，但两位同学对ab杆做的功一样多，第一位同学的方法使小灯泡消耗电能为w1，第二位同学的方法使小灯泡消耗的电能为w2，它们相比较()aw1w2 bw1w2cw1w2 d无法确定8如图9所示的电路中，当a、b端加直流电压时，l1灯发光，l2灯不亮，当加同样电压的交流电