2019-2020学年高中物理 第2章 交变电流 第4节 电感器对交变电流的作用 第5节 电容器对交变电流的作用课件 粤教版选修3-2

第四节电感器对交变电流的作用第五节电容器对交变电流的作用 1 多选 一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时 产生的交变电动势的图象如下图所示 则 课前 自主学习 a 交变电流的频率是4 hzb 当t 0时 线圈平面与磁感线垂直c 当t s时 e有最大值d 交流电的周期是2 s 答案 bd 解析 由图 交变电流周期为2 s 频率为周期的倒数 a错误 d正确 感应电动势为零时 线圈处于中性面上 b对 由图 t s时 感应电动势为零 c错误 2 关于交流电的有效值u和最大值um 下列说法中正确的是 答案 b 3 将阻值为5 的电阻接到内阻不计的交流电源上 电源电动势随时间变化的规律如下图所示 下列说法正确的是 答案 c 一 在直流电路中1 当电流通过电阻时 电阻对电流有阻碍作用 用公式表式为 2 当电路中存在电容器时 在开关闭合的瞬间先是对电容器充电 当电路稳定时 电流 通过电容器而继续流动 3 当电路中存在线圈时 当通电或断电时存在 现象 当电路稳定时 线圈起的作用和电阻相同 不能 电磁感应 二 电感对交变电流的作用1 实验探究 如下图所示 把线圈l与白炽灯串联起来 先接在直流电源上 后接在交流电源上 让两个电压的有效值相等 观察灯泡的亮度 2 实验现象 接通直流电源时 灯泡 接通交流电源时 灯泡 3 实验结论 电感线圈对交变电流有 电感对交变电流的阻碍作用的大小用 表示 线圈的 越大 交变电流的 越高 阻碍作用越大 感抗也就越大 发光 亮度变暗 阻碍作用 感抗 自感系数 频率 4 扼流圈是电子技术中常见的电子元件 分为两种 一种是线圈绕在铁芯上 它的自感系数较 感抗较大 叫做 扼流圈 它的作用是 另一种线圈绕在铁氧体磁芯上或空心 它的自感系数较 感抗较小 叫做 扼流圈 它的作用是 大 低频 通直流 阻交流 小 高频 通低频 阻高频 三 电容器对交变电流的作用1 实验探究 如下图所示 把白炽灯和电容器串联起来 然后分别接在直流电源上和交流电源上 调整两个电源的有效值相等 观察灯泡的发光情况 2 实验现象 接通直流电源 灯泡不亮 接通交流电源时 灯泡 但和没有电容器接入时相比 3 实验结论 交变电流能够 电容器 电容器对交变电流有 作用 4 某一装置输出的电流既有交流成分 又有直流成分 可以使交流成分通过 而阻止直流成分通过的电容器叫做隔直电容器 当既有高频成分又有低频成分时 在下级电路的输入端并联一个电容器 高频成分就通过电容器 而使低频成分输入到下一级 这种电容器叫高频旁路电容器 发光 较暗 通过 阻碍 5 电容器对交变电流的阻碍作用用 表示 电容器的电容越 电容器对交变电流的阻碍作用就越小 也就是说 电容器的 就越小 电容器在交流电路中起的作用是通交流 隔直流 容抗 大 容抗 通高频 阻低频 四 隔直电容器和高频旁路电容器1 甲图为 电容器 作用是 通 隔 2 乙图为 电容器 作用是 通 阻 甲乙 隔直 交流 直流 高频旁路 高频 低频 电阻 电容器 电感器在直流电路 交流电路中的作用有何不同 电阻在电路中对电流有阻碍作用且对直流 交流 高频 低频的阻碍作用都相同 电感器对直流的阻碍作用很小 对交流电的阻碍作用随频率的升高而增大 电容器不能通过直流电 对交流电的阻碍作用随频率的升高而减小 课堂 优化整合 特别提醒 电感 电容接到交流电源上时 电能与磁场能或电场能往复转化 所以电感 电容上不会消耗电能 而电流通过电阻时 必然会产生焦耳热 从而造成电能的损耗 如图所示 甲 乙是规格相同的灯泡 接线柱a b接电压为u的直流电源时 无论电源的正极接哪一个接线柱 甲灯均能正常发光 乙灯完全不亮 当a b接电压的有效值为u的交流电源时 甲灯发出微弱的光 乙灯能正常发光 则下列判断正确的是 例1 a 与甲灯串联的元件x是电容器 与乙灯串联的元件y是电感器b 与甲灯串联的元件x是电感器 与乙灯串联的元件y是电容器c 与甲灯串联的元件x是二极管 与乙灯串联的元件y是电容器d 与甲灯串联的元件x是电感器 与乙灯串联的元件y是二极管 解析 由a b接直流时的现象可知 元件x 通直流 元件y 隔直流 由a b接交流电源时的现象可知 元件x 阻交流 元件y 通交流 根据电容器和电感线圈的特点 元件x是电感线圈 元件y是电容器 选项b正确 答案 b 1 2017 漳平校级期中 关于电阻 电感 电容对电流作用的说法正确的是 a 电感线圈对交流电的阻碍作用是由于线圈自身存在电阻b 电阻对直流电和交流电的阻碍作用相同c 感抗 容抗和电阻一样 电流通过它们做功时都是电能转化为内能d 交变电流的频率增加时 电阻 电感线圈 电容器对电流的阻碍作用都增强 答案 b 解析 电感线圈对交流具有阻碍作用的主要原因是线圈具有感抗 故a错误 电阻与交流电的频率无关 所以电阻对直流电和交流电的阻碍作用相同 故b正确 电流通过电阻时 电能转化为内能 电流通过电感时 当电流增大 电能转变成磁场能 电流减小时 磁场能又转变成电能 电流通过电容时 当电容两端电压增大 电能转变成电场能 当电容两端电压减小时 电容中的电场能又转变成电能 故c错误 交变电流的频率增加时 电感的阻碍增加 而电容的阻碍减小 对于电阻则不变 故d错误 1 电容器的应用 1 隔直电容器 如图甲 作用是 通交流 隔直流 因为直流电不能通过电容器 交流电能 通过 电容器 起这样作用的电容器电容要大些 甲乙 2 高频旁路电容器 如图乙 作用是 通高频 阻低频 因为对不同频率的交流电 频率越高 容抗越小 频率越低 容抗越大 即电容对低频交变电流阻碍作用大 对高频交变电流阻碍作用小 起这样作用的电容器电容要小些 2 电感器的应用 1 低频扼流圈 可起到 通直流 阻交流 的作用 2 高频扼流圈 可起到 通直流 通低频 阻高频 的作用 3 电感和电容的组合应用根据电感 电容对交变电流阻碍作用的特点 可以将两者结合到一起来完成一定的任务 1 如果将电容与负载并联 然后与电感串联 就能更好地起到滤掉电流中交流成分或高频成分的作用 如图 2 如果将电感与负载并联 然后与电容串联 就能更好地起到滤掉电流中直流成分和低频成分的作用 如图 在收音机线路中 经天线接收到的电信号既有高频成分又有低频成分 经放大后送给下一级 需要把低频成分和高频成分分开 只让低频成分输入给下一级 我们采用了如下图装置电路 其中代号a b应选择的元件是 例2 a a是电容较大的电容器 b是低频扼流线圈b a是电容较大的电容器 b是高频扼流线圈c a是电容较小的电容器 b是高频扼流线圈d a是电容较小的电容器 b是低频扼流线圈解析 电容器具有通高频 阻低频作用 这样的电容器电容应较小 故a处是电容较小的电容器 电感线圈在该电路中要求做到 通低频 阻高频 所以b处应接一个高频扼流线圈 答案 c 2 在电子技术中 从某一装置输出的电流既要有高频成分又要有低频成分 如果只需要把低频成分