电感和电容对交变电流的影响

1、 电感和电容对交变电流的影响【教学目标】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课内探究探究一、电感器对交变电流的阻碍作用演示实验1、结论一、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

2、感抗3决定因素： 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结论二、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”。探究二、电容器对交变电流的阻碍作用演示实验二、结论三、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

3、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”了电容器结论四、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 1/2fC，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，容抗越结论五、电感和电容在电路中的作用1电感的作用是：“

4、通、阻、通、阻”2电容的作用是：“通、直流、通、阻”【典型例题】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()AI>IBI<ICIID无法比较【例2】一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图所示一块铁插进线圈之后，该灯将：（ ）A变亮B变暗C对灯没影响 D无法判断二、交变电流“通过”电容器【例3】对交流电通过电容器的理解正确的是()A交变电流能够使电容器极板间的绝缘介质变成导体B交变电流定向移动的电荷通过电容器两板间的绝缘介质C交变电流能够使电容器交替进行充电、放电，电路中就有了

5、电流，表现为交变电流通过了电容器D交变电流通过了电容器，实际上自由电荷并没有通过电容器极板间的绝缘介质(击穿除外)三、电容对交变电流的影响【例4】如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是A把电介质插入电容器，灯泡变亮B增大电容器两极板间的距离，灯泡变亮C减小电容器两极板间的正对面积，灯泡变暗D使交变电流频率减小，灯泡变暗四、电容、电感在电路中的综合应用【例5】如图所示，把电阻R，电感线圈L，电容C并联，接到一个交流电源上，三个电流表示数相同，若保持电源电压大小不变，而将电源频率增大，则三个电流表示数I1、I2、I3的关系是 A、I1=I2=I3B、I1>I2>I3

6、C、I2>I1>I3D、I3>I1>I2课堂检测1.如图4所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是A把电介质插入电容器，灯泡变亮B增大电容器两极板间的距离，灯泡变亮C减小电容器两极板间的正对面积，灯泡变暗D使交变电流频率减小，灯泡变暗2、如图所示的交流电路中，如果电源电动势的最大值不变，交流电的频率增大时，可以观察到三盏电灯亮度的变化情况是A.L1、L2、L3亮度都不变B.L2变暗，L2不变、L3变亮C.L1变暗、L2变亮、L3不变D.L1变亮、L2变暗、L3不变3.如图536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

7、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537所示电路中，U为220V交流电源，C为电容器，R是电阻，这一交流电路电压有效值关系是U2UU.关于交流电压表的示数，下列说法正确的是()A等于220VB大于220VC小于220VD等于零5如图538所示，交流电源的电压为220V，频率f50Hz，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f100Hz，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6.如图5所示，L1、L2和L3是相同型号

8、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课后巩固7.如图6所示交流电源的电压有效值跟直流电源的电压相等，当将双刀双掷开关接到直流电源上时，灯泡的实际功率为P1，而将双刀双掷开关接在交流电源上时，灯泡的实际功率为P2，则()AP1P2BP1>P2

9、CP1<P2D不能比较8如图8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9如图9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()AW1W2BW1>W2CW1<W2D无法确定10某信号源中有直流成分、交流高频成分和交流低频成分，为使放大器仅得到交流低频成分，下图所示电路中可行的是()11在图5312电路中，L为电感线

10、圈，R为灯泡的电阻，电流表和电压表均为理想电表，交流电源的电压u220sin100t V，若保持其有效值不变，只将电源频率改为100 Hz，下列说法正确的有()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12如图5316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源时，L1发光但较暗，L2灯发光较亮，则以下各项正确的是()AA中接的是电感线圈，B中接的是电容器BA中接的是电容器，B中接的是电感线圈CA中是电阻，B中接的是电容器D若加的交流电频率增大，电压不变，则L1灯变得更暗，L2灯变得更亮答案：例1.解析长直导线的自感系数很小，感抗可忽略不计

11、，其对交变电流的阻碍作用可以看作是纯电阻，流经它的交变电流只受到导线电阻的阻碍作用当导线绕成线圈后，电阻值未变，但自感系数增大，对交变电流不但有电阻，而且有感抗，阻碍作用增大，电流减小答案B例2.解析线圈和灯泡是串联的，当铁插进线圈后，电感线圈的自感系数增大，所以电感器对交变电流阻碍作用增大，因此电路中的电流变小，则灯变暗。答案B例3.解析电流能“通过”电容器，并非电荷真的通过电容器两板间的电介质，而是交变电流交替对电容器充放电，电容器中并未有电荷通过，电路中有了电流，表现为交变电流通过了电容器答案CD例4【解析】把电介质插入电容器，电容增大，电容器对交变电流阻碍作用变小，所以灯泡变亮，故A正

12、确。增大电容器两极板间的距离，电容变小，电容器对交变电流阻碍作用变大，所以灯泡变暗故B错。减小电容器两极板间的正对面积，电容变小灯泡变暗正确，故C正确。交变电流频率减小，电容器对交变电流阻碍作用增大，灯泡变暗，故D正确。【答案】ACD例5.【解析】交流电频率增大，电阻R对电流的阻碍作用不变所以A1表读数不变。频率增大，电感线圈对交变电流阻碍作用增大，对电流的阻碍作用变大，所以电流变小，A2表读数变小。频率增大，电容器对交变电流阻碍作用变小，对电流的阻碍作用变小，所以电流变大，A3表读数变大故答案为D。【答案】D课后练习1. 【解析】把电介质插入电容器，电容增大，电容器对交变电流阻碍作用变小，所

13、以灯泡变亮，故A正确。增大电容器两极板间的距离，电容变小，电容器对交变电流阻碍作用变大，所以灯泡变暗故B错。减小电容器两极板间的正对面积，电容变小灯泡变暗正确，故C正确。交变电流频率减小，电容器对交变电流阻碍作用增大，灯泡变暗，故D正确。【答案】ACD2. 【解析】交流电频率增大，电阻R对电流的阻碍作用不变所以A1表读数不变。频率增大，电感线圈对交变电流阻碍作用增大，对电流的阻碍作用变大，所以电流变小，A2表读数变小。频率增大，电容器对交变电流阻碍作用变小，对电流的阻碍作用变小，所以电流变大，A3表读数变大故答案为D。3.答案CD解析由于线圈直流电阻不为零，所以有直流通过R，而线圈对交流有阻碍

14、作用，因此也有交流成分通过R，B错，C正确由于R对交流也有阻碍作用，所以也有交流成分通过L，A错，因为导线的一般直流电阻都很小，所以通过线圈的直流要比通过R的要大，D正确4.答案C5.答案AC解析电容器的容抗与交流电的频率有关，频率高、容抗小，即对高频交流电的阻碍作用小，所以A项正确线圈对交流电的阻碍作用随频率升高而增大，所以B项错电阻R中电流只与交流电有效值及R值有关，所以C项正确，D项错.6答案A解析由题述中与一个定值电阻R串联的灯泡L3亮度不变可知，所接的另一正弦交流电源的电压有效值仍为U.灯泡L1变亮，说明与L1串联的电容器C容抗变小由影响容抗的因素可知，这是由于正弦交流电的频率增大所

15、以正确选项是A.7答案B解析开关接在直流电源上时，线圈对直流没有阻碍作用，电能全部转化为小灯泡的内能而当双刀双掷开关接在交流电源上时，线圈对电流有阻碍作用，因此电能除转化成灯泡的内能外，还有一部分电能与磁场能往复转化，因此P1>P2，故选B.8答案C解析电容器的电容是由电容器本身的特性所决定的，与外加的交变电源的频率无关，选项A和B是错误的，当交变电源的频率减小时，电容器充放电的速度减慢，电容器的容抗增大，电流减小，电灯变暗，故C对，D错9答案B解析匀速运动时，产生的感应电动势是稳定的，感应电流也是恒定的，因此在线圈上不会产生感抗，所以通过小灯泡的电流大，消耗的电能多；当ab做变速运动时，产生的感应电动势是变化的，感应电流也是变化的，在线圈上产生感抗，使通过小灯泡的电流减小，因此消耗的电能少故B正确10答案D解析A图放大器得到所有成分；B图放大器可得到直流成分，若为高频扼流圈也可得到低频成分；C图既可得高频成分也可得低频成分；D图通过C1的是高、低频都有，通过C2的是旁路电容让高频成分滤去，故D正确11解析：选BC.由u220sin100t V可知电源原来的频率：fHz50 Hz