高中物理 5.4电感和电容对交变电流的影响 新人教版选修3-2

1、目标定位 1.通过实验了解电容、电感对交变电流的阻碍，能够分析简单电路中的电容、电感的作用. 2.知道感抗、容抗，了解感抗、容抗与哪些因素有关,第4讲电感和电容对交变电流的影响,一、电感器对交变电流的阻碍作用 1.感抗：电感器对交变电流 作用的大小. 2.影响因素：线圈的自感系数越 ，交流的频率越 ，感抗越大,阻碍,大,高,3.感抗的应用,较小,较小,直,交,直,低,高,二、交变电流能够通过电容器 当电容器接到交流电源的两端时，实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质.当电压升高时，电容器 ，电荷向电容器的极板上聚集，在电路中，形成 电流；当电压降低时，电容器 ，电荷从极板上退出，形成

2、 电流 .电容器交替地进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流“ ”了电容器,充电,充电,放电,放电,通过,三、电容器对交变电流的阻碍作用 1.容抗：电容器对交变电流阻碍作用的大小. 2.影响因素：电容器的电容越 ，交流的频率越 ，容抗越小. 3.作用：“通 流，隔 流；通 频，阻 频,大,高,交,直,高,低,一、理解电感器对交变电流的阻碍作用 1.高频扼流圈 高频扼流圈的自感系数很小，只对高频交变电流有较大的阻碍作用，对低频交变电流的阻碍作用较小，对直流的阻碍作用更小.它具有“通直流，通低频，阻高频”的作用. 2.低频扼流圈 低频扼流圈的自感系数很大，即使交流的频率较低，它产生的感抗也很

3、大.它具有“通直流，阻交流”的作用,例1关于电子电路中的扼流圈，下列说法正确的是() A.扼流圈是利用电感线圈对交流的阻碍作用来工作的 B.高频扼流圈的作用是允许低频交流通过，而阻碍高频交流通过 C.低频扼流圈的作用是不仅要阻碍高频交流通过，还要阻碍低频交流通过 D.高频扼流圈的电感比低频扼流圈的电感大,解析扼流圈是利用变化的电流通过线圈时，感应出感应电动势，从而来阻碍电流的变化的，故A正确； 高频扼流圈是“通低频，阻高频”，故B正确； 低频扼流圈是“阻高频、阻低频、通直流”，故C正确； 高频扼流圈比低频扼流圈自感系数小，故D错. 答案ABC,二、理解电容器对交变电流的阻碍作用 电容器对交流电

4、的阻碍作用概括为“通交流、隔直流；通高频，阻低频,例2如图1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() 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,图1,解析当交变电流加在电容器上时，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； 乙图中电容器能通过交流高频成分，阻碍交流低频成分，R得到的是低频成分，C正确，D错误. 答案AC,

5、针对训练如图2所示的电路中，正弦交流电源电压的有效值为220 V，则关于交流电压表的示数，以下说法中正确的是() A.等于220 V B.大于220 V C.小于220 V D.等于零,图2,解析虽然交变电流能通过电容器，但也受到阻碍作用，电容器与电阻串联，根据分压原理可知电阻两端的电压小于电源电压，电压表测的是电阻两端的电压，C正确. 答案C,三、电阻、感抗、容抗的作用及区别 1.容抗的大小除了与电容自身的性质有关外，还与交变电流的频率有关.若用XC表示容抗，则XC . 2.感抗的大小除了与电感线圈自身的性质有关外，还与交变电流的频率有关，若用XL表示感抗，则XL2fL. 3.电阻无论对直流

6、还是交流，阻碍作用相同，只取决于电阻本身,例3在频率为f的交变电流电路中，如图3所示，当开关S分别接通R、C、L支路时，通过各支路的电流有效值相等.若将交变电流的频率提高到2f，维持其他条件不变，则下列几种说法不正确的是() A.通过R的电流有效值不变 B.通过C的电流有效值变大 C.通过L的电流有效值变小 D.流过R、C、L的电流有效值都不变,图3,解析交变电流的频率变大时，电阻R对交流的阻碍作用不变，电容C对交流的阻碍作用减小，电感L对交流的阻碍作用变大，故A、B、C说法正确，D说法错误. 答案D,感抗及其应用 1.如图4所示的电路中，L为电感线圈，L为灯泡，电流表内阻为零.电压表内阻无限

7、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，下列说法中正确的是(,图4,A.电流表示数增大B.电压表示数减小 C.灯泡变暗 D.灯泡变亮,答案C,容抗及其应用 2.如图5所示，接在交流电源上的灯泡正常发光，以下说法正确的是() A.把电介质插入电容器，灯泡变亮 B.增大电容器两板间的距离，灯泡变亮 C.减小电容器两板间的正对面积，灯泡变暗 D.使交变电流频率减小，灯泡变暗,图5,解析电容器的电容与介电常数成正比，与正对面积成正比，与两板间距离成反比.而容抗与电容成反比，与频率成反比.把电介质插入电容器，电容变大，容抗减小，灯泡变亮

8、，A正确； 电容器两板间的距离增大，电容减小，容抗增大，灯泡变暗，B错误； 减小电容器两板间的正对面积，电容减小，容抗增大，灯泡变暗，C正确； 交流电的频率减小，容抗增大，灯泡变暗，D正确. 答案ACD,图6,电阻、感抗、容抗的区别 3.在图6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() 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“通高频，阻低频” D.通过R的电流中，低频交流所占的百分 比远远小于高频交流所占的百分比,解析L是自感系数很小的高频扼流圈，其作用是“通低频、阻高频”，A正确； C是电容很小的电容器，其作用是“通高频，阻低频”，也称高频旁路电容，由于L对高频的阻碍作用和C对高频的旁路作用，使得R中的电流低频成分远远大于高频成分，故A、C正确. 答案AC,4.如图7所示的电路中，A、B、C三灯亮度相同，电源为220 V、50 Hz的交流电源，以下叙述中正确的是(,图7,A.改接220 V、100 Hz的交流电源时，A灯变亮，B灯变暗，C灯亮度不变 B.改接220 V、100 Hz的交流电源时，A灯变暗，B灯变亮，C灯变亮 C.改接220 V的直流电源时，A灯熄灭，B灯变亮，C