全优课堂2016_2017学年高中物理第2章交变电流第45节电感器对交变电流的作用电容器对交变电流的作用课件_第1页
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文档简介

1、第四节电感器对交变电流的作用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第五节电容器对交变电流的作用1(多选多选)一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时,产生的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交变电流的频率是交变电流的频率是4 HzB当当t0时,线圈平面与磁感线垂直时,线圈平面与磁感线垂直C当当t s时,时,e有最大值有最大值D交流电的周期是交流电的周期是2 s【答案】【答案】BD【解析】【解析】由图,交变电流周期为由图,交变电流周期为2 s,频率为周期的倒,频率为周期的倒数,数,A错误,错误,D正确;

2、感应电动势为零时,线圈处于中性面正确;感应电动势为零时,线圈处于中性面上,上,B对;由图,对;由图,t s时,感应电动势为零,时,感应电动势为零,C错误错误2关于交流电的有效值关于交流电的有效值U和最大值和最大值Um,下列说法中正确,下列说法中正确的是的是()【答案】【答案】B 3将阻值为将阻值为5 的电阻接到内阻不计的交流电源上,电源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】【答案】C 一、在直流电路中一、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,用公式当电流通过电阻时,电阻对电

3、流有阻碍作用,用公式表式为表式为_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,电流容器充电,当电路稳定时,电流_通过电容器而继续流通过电容器而继续流动动3当电路中存在线圈时,当通电或断电时存在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现象,当电路稳定时,线圈起的作用和电阻相同不能不能 电磁感应电磁感应 二、电感对交变电流的作用二、电感对交变电流的作用1实验探究:如下图所示,把线圈实验探究:如下图所示,把线圈L与白炽灯串联起与白炽灯串联起来,先接在直流电源上,后接在交流电源上,让两个

4、电压的有来,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,灯泡实验现象:接通直流电源时,灯泡_;接通交流;接通交流电源时,灯泡电源时,灯泡_3实验结论:电感线圈对交变电流有实验结论:电感线圈对交变电流有_,电,电感对交变电流的阻碍作用的大小用感对交变电流的阻碍作用的大小用_表示,线圈的表示,线圈的_越大,交变电流的越大,交变电流的_越高,阻碍作用越大,越高,阻碍作用越大,感抗也就越大感抗也就越大发光发光亮度变暗亮度变暗阻碍作用阻碍作用感抗感抗自感系数自感系数频率频率4扼流圈是电子技术中常见的电子元件,分为两种:一扼

5、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,它的自感系数较种是线圈绕在铁芯上,它的自感系数较_,感抗较大,叫做,感抗较大,叫做_扼流圈,它的作用是扼流圈,它的作用是_另一种线圈另一种线圈绕在铁氧体磁芯上或空心,它的自感系数较绕在铁氧体磁芯上或空心,它的自感系数较_,感抗较小,感抗较小,叫做叫做_扼流圈,它的作用是扼流圈,它的作用是_大大 低频低频 通直流、阻交流通直流、阻交流 小小 高频高频 通低频、阻高频通低频、阻高频 三、电容器对交变电流的作用三、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

6、接在直流电源上和交流电源上,调整两个电源的来,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,接通交流电源实验现象:接通直流电源,灯泡不亮,接通交流电源时,灯泡时,灯泡_,但和没有电容器接入时相比,但和没有电容器接入时相比_3实验结论:交变电流能够实验结论:交变电流能够“_”电容器,电容器对电容器,电容器对交变电流有交变电流有_作用作用4某一装置输出的电流既有交流成分,又有直流成分,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可以使交流成分通

7、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入到下一级,这种电容器叫高频旁路电容器发光发光较暗较暗通过通过 阻碍阻碍 5电容器对交变电流的阻碍作用用电容器对交变电流的阻碍作用用_表示电容器表示电容器的电容越的电容越_,电容器对交变电流的阻碍作用就越小,也就是,电容器对交变电流的阻碍作用就越小,也就是说,电容器的说,电容器的_就越小,电容器在交流电路中

8、起的作用是就越小,电容器在交流电路中起的作用是通交流,隔直流,通交流,隔直流,_.容抗容抗 大大 容抗容抗 通高频、阻低频通高频、阻低频 四、隔直电容器和高频旁路电容器四、隔直电容器和高频旁路电容器1甲图为甲图为_电容器,作用是电容器,作用是“通通_、隔、隔_”2乙图为乙图为_电容器,作用是电容器,作用是“通通_、阻阻_”甲甲 乙乙隔直隔直交流交流直流直流高频旁路高频旁路 高频高频 低频低频 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?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、电阻在电路中对电流有阻碍作用且对直流、

9、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作用作用电阻电阻感抗感抗容抗容抗产生产生的原的原因因定向移动的定向移动的自由电荷与自由电荷与不动的离子不动的离子间的碰撞间的碰撞由于电感线圈由于电感线圈的自感现象阻的自感现象阻碍电流的变化碍电流的变化电容器两极板上积累电容器两极板上积累的电荷对这个方向定的电荷对这个方向定向移动的电荷

10、的反抗向移动的电荷的反抗作用作用作用作用电阻电阻感抗感抗容抗容抗在电路在电路中的特中的特点点对直流、交流对直流、交流都有阻碍作用都有阻碍作用只对变化的电流只对变化的电流有阻碍作用,如有阻碍作用,如果电流不变,则果电流不变,则相当于一个电阻相当于一个电阻起的作用起的作用不能通直流,只能不能通直流,只能通变化的电流,对通变化的电流,对直流的阻碍作用无直流的阻碍作用无限大,对交流的阻限大,对交流的阻碍作用随着频率的碍作用随着频率的增加而降低增加而降低决定决定因素因素由导体本身由导体本身(长短、粗细长短、粗细、材料,与温、材料,与温度有关度有关)决定决定由导体本身的自由导体本身的自感系数和交流电感系数

11、和交流电的频率决定的频率决定由电容的大小和交由电容的大小和交流电的频率决定流电的频率决定电能的电能的转化和转化和做功做功电流通过电阻电流通过电阻做功,电能转做功,电能转化为内能化为内能电能和磁场能的电能和磁场能的往复转化往复转化电能和电场能的往电能和电场能的往复转化复转化【特别提醒】【特别提醒】电感、电容接到交流电源上时,电能与磁场电感、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

12、格相同的灯泡,接线柱如图所示,甲、乙是规格相同的灯泡,接线柱a、b接电压为接电压为u的直流电源时,无论电源的正极接哪一个接线的直流电源时,无论电源的正极接哪一个接线柱,甲灯均能正常发光,乙灯完全不亮当柱,甲灯均能正常发光,乙灯完全不亮当a、b接电压的有效接电压的有效值为值为u的交流电源时,甲灯发出微弱的光,乙灯能正常发光,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则下列判断正确的是() 例例 1A与甲灯串联的元件与甲灯串联的元件x是电容器,与乙灯串联的元件是电容器,与乙灯串联的元件y是是电感器电感器B与甲灯串联的元件与甲灯串联的元件x是电感器,与乙灯串联的元件是电感器,

13、与乙灯串联的元件y是是电容器电容器C与甲灯串联的元件与甲灯串联的元件x是二极管,与乙灯串联的元件是二极管,与乙灯串联的元件y是是电容器电容器D与甲灯串联的元件与甲灯串联的元件x是电感器,与乙灯串联的元件是电感器,与乙灯串联的元件y是是二极管二极管解析:解析:由由a、b接直流时的现象可知,元件接直流时的现象可知,元件x“通直流通直流”,元,元件件y“隔直流隔直流”,由,由a、b接交流电源时的现象可知,元件接交流电源时的现象可知,元件x“阻交阻交流流”,元件,元件y“通交流通交流”,根据电容器和电感线圈的特点,元件,根据电容器和电感线圈的特点,元件x是电感线圈,元件是电感线圈,元件y是电容器,选项

14、是电容器,选项B正确正确答案:答案:B1如图所示,线圈的自感系数如图所示,线圈的自感系数L和电容器的电容和电容器的电容C都很小都很小(如如L1 mH,C200 pF),此电路的重要作用是,此电路的重要作用是()A阻直流通交流,输出交流阻直流通交流,输出交流B阻交流通直流,输出直流阻交流通直流,输出直流C阻低频通高频,输出高频交流阻低频通高频,输出高频交流D阻高频通低频,输出低频交流和直流阻高频通低频,输出低频交流和直流【答案】【答案】D【解析】【解析】因线圈自感系数因线圈自感系数L很小,所以对低频成分的阻碍很小,所以对低频成分的阻碍作用很小,这样直流和低频成分能顺利通过线圈电容器并联作用很小,

15、这样直流和低频成分能顺利通过线圈电容器并联在电路中,起旁路作用,因电容在电路中,起旁路作用,因电容C很小,对低频成分的阻碍作很小,对低频成分的阻碍作用很大,而对部分通过线圈的高频成分阻碍作用很小,被它旁用很大,而对部分通过线圈的高频成分阻碍作用很小,被它旁路,最终输出的是低频交流和直流路,最终输出的是低频交流和直流1电容器的应用电容器的应用(1)隔直电容器,如图甲,作用是隔直电容器,如图甲,作用是“通交流、隔直流通交流、隔直流”,因为直流电不能通过电容器,交流电能因为直流电不能通过电容器,交流电能“通过通过”电容器起这电容器起这样作用的电容器电容要大些样作用的电容器电容要大些甲甲 乙乙 (2)

16、高频旁路电容器,如图乙,作用是高频旁路电容器,如图乙,作用是“通高频,阻低通高频,阻低频频”,因为对不同频率的交流电,频率越高,容抗越小,频率,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电感器的应用电感器的应用(1)低频扼流圈:可起到低频扼流圈:可起到“通直流、阻交流通直流、阻交流”的作用的作用(2)高频扼流圈:可起到高频扼流圈:可起到“通直流、通低频,阻高频通直流、通低频,阻高频”的的作

17、用作用3电感和电容的组合应用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

18、线接收到的电信号既有高在收音机线路中,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,其中代号下图装置电路,其中代号a、b应选择的元件是应选择的元件是()例例 2Aa是电容较大的电容器,是电容较大的电容器,b是低频扼流线圈是低频扼流线圈Ba是电容较大的电容器,是电容较大的电容器,b是高频扼流线圈是高频扼流线圈Ca是电容较小的电容器,是电容较小的电容器,b是高频扼流线圈是高频扼流线圈Da是电容较小的电容器,是电容较小的电容器,b是低频扼流线圈是低频扼流线圈解析:解析:电容器具有通高频、阻低频作用,这样的电容器电电容器具有通高频、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处是电容较小的电容器电感线圈在该电路中要求做到要求做到“通低频、阻高频通低频、阻高频”,所以,所以b处应接一个高频扼流线处应接一个高频扼流线圈圈答案:答案:C2在电子技术中,从某一装置输出的电流既要有高频成在电子技术中,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输送到下一级装分又要有低频成分,如果只需要把

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