物理选修人教新课标电感和电容对交流电的影响精品课件

1、12 知识与技能 1了解电感和电容对电流有阻碍作用 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 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3 过程与方法 通过观察实验及动手实验，培养观察能力及分析总结问题的能力，提高用已有的知识解决新问题的能力 情感、态度与价值观 通过合作分组实验，观察演示实验时的互相补充说明、辩论等方法，集思广益来解决问题，激发学习兴趣，增强合作意识及互相帮助意识45 在现代无线电仪器中，电容器、电感器都有广泛的应用，如下图是半导体收音机电路板上的电子元件，其中电容器、电感器十分醒目在交流电路中，它们对交变电流的作用是怎

2、样的呢？6 1电感对交变电流有阻碍作用线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，阻碍作用就越大 2感抗 电感对交变电流阻碍作用的大小叫感抗 线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，阻碍作用越大，感抗也越大7 3感抗产生的原因 交变电流通过电感线圈时，由于电流时刻都在变化，因此在线圈中就会产生自感电动势，而自感电动势总是要阻碍原电流的变化，故电感线圈对交变电流会起阻碍作用 前面我们已经学习过，自感电动势的大小与线圈的自感系数及电流变化的快慢有关，自感系数越大，交变电流的频率越高，产生的自感电动势就越大，对交变电流的阻碍作用就越大，感抗也就越大 所以电感具有“阻交流、通直流，阻高频、通低频”的作用8

3、 4感抗的决定因素 感抗与交流电的频率、电感线圈的自感系数成正比 5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“通低频、通直流、阻高频”的作用9 6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，产生的感抗也很大它具有“通直流、阻交流”的作用.10 1交变电流通过电容器的实质 在直流电路中，如图(甲)所示，当闭合开关S后，电源给电容器充电，充电完毕，稳定后，电路中电流为零，我们说直流电不能“通过”电容器11121314 提示当电源电压如图(丙)所示时，电路中电流如图(戊)所示15 2电容器对交变电流的

4、阻碍作用 (1)容抗 表示电容对交变电流阻碍作用的大小 大小由电容器的电容和交变电流的频率决定电容越大，交变电流的频率越高，容抗越小 (2)电容对交变电流阻碍作用的实质 当交变电流“通过”电容器时，给电容器充电或放电，使电容器两极板形成跟原电压相反的电压，阻碍电流形成容抗16 电容器的电容越大，交变电流的频率越高，则容抗就越小 电容器在电路中常见的作用有两种：隔直电容器：通交流，隔直流 旁路电容器：通高频，阻低频17 3电阻、感抗、容抗的区别和联系电阻感抗容抗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

5、反抗作用在电路中的特点对直流、交流均有阻碍作用对变化的电流有较大的阻碍作用不能通直流，只能通变化的电流18电阻感抗容抗决定因素由导体本身(长短、粗细、材料)决定，与温度有关由线圈的自感系数和交流的频率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能与电场能往复转化19 电感线圈、电容器接到交流电源上时，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20 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

6、BII CII D无法比较21 答案：B 解析：长直导线的自感系数很小，感抗可忽略不计，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，对交变电流的阻碍作用不但有电阻，而且有感抗，阻碍作用增大，电流减小 反思提升：从能量转化的角度看，如果接纯电阻，电能全部转化为热能，如果接电感线圈，电能一部分转化为内能，另一部分转化为线圈的磁场能22 变式训练11如图所示电路中，L为电感线圈，R为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u220sin100tV.若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100 Hz，下列

7、说法正确的有()23 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 答案：BC 解析：由交流电压的瞬时值表达式可知电源频率开始为50 Hz，当变为100 Hz时，线圈的感抗增大，则线路中电流减小，则C正确，A、D错误 电压表测量的是线圈两端电压，而ULUUR，因为U不变，URIR减小，所以UL增大.24 例2如图所示，白炽灯和电容器串联后接在交流电源的两端，当交流电源的频率增加时()25 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 答案：D26 解析：电容器的电容是由电容器本身的特性所决定的，与外加的交流电源的频率无关，选项A和B是错误的当交流电源的频率增加时，电容

8、器充放电的步伐加快，电容器的容抗减小，电流增大，电灯变亮 反思提升：电容器对交变电流也有阻碍作用，这种阻碍作用的大小称为容抗，电容器的电容越大、交变电流的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用越小，容抗也就越小27 变式训练21关于电容器对交变电流的阻碍作用，下列说法中正确的是() A一只给定的电容器对任何频率的交变电流的阻碍作用都相等 B同一只电容器对高频率交变电流的容抗大于对低频率交变电流的容抗 C同一只电容器对高频率交变电流的容抗小于对低频率交变电流的容抗 D同一只电容器对高频率交变电流的容抗等于对低频率交变电流的容抗28 答案：C 解析：电容器的电容越大、交流的频率越高，电容器对交流的阻

9、碍作用就越小，容抗也就越小.29 例3如图所示，交流电源的电压为220 V，频率f50 Hz，三只灯泡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()30 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 答案：AC 分析：三者对电流均有阻碍作用，容抗、感抗受交变电流频率影响，而电阻不受交变电流频率影响31 解析：电容器的容抗与交变电流的频率有关，频率高、容抗小，即对高频交变电流的阻碍作用小，所以A项正确线圈对交变电流的阻碍作用随频率升高而增大，所以B项错电阻R中电流只与交变电流有效值及R值有关，所以C项正确，D项错故选AC.

10、32 反思提升：理解电阻、感抗(线圈无直流电阻)和容抗的产生原因及三者的区别是解决这类问题的关键： (1)电阻：对交、直流均阻碍 (2)感抗：只对变化电流有阻碍 (3)容抗：只通交流、不能通直流33 变式训练31两个相同的白炽灯L1和L2接到如右图所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联，当a、b处接电压最大值为Um、频率为f的正弦式交流电源时，两灯都发光，且亮度相同更换一个新的正弦式交流电源后，灯L1的亮度大于灯L2的亮度，新电源的电压最大值和频率可能是()34 A最大值仍为Um，而频率大于f B最大值仍为Um，而频率小于f C最大值大于Um，而频率仍为f D最大值小于Um，而

11、频率仍为f 答案：A 解析：因为灯L1的亮度大于灯L2的亮度，所以此时电路中的感抗大于容抗，故交流的频率一定比原来的大，选项A正确.35 例4右图所示是电视机电源内部分的滤波装置，当输入端输入含有直流成分、交流低频成分的电流后，能在输出端得到较稳定的直流电，试分析其工作原理及各电容和电感的作用36 答案：见解析 解析：当含有多种成分的电流输入到C1两端，则由于C1的“通交流，隔直流”功能，电流中的交流成分被衰减，而线圈L有“通直流，阻交流”功能，直流成分电流顺利通过L.一小部分交流通过L，到达C2两端时，C2进一步滤除电流中残余的交流成分，这样就在输出端得到较稳定的直流电，这个直流电供电视机内

12、芯正常工作37 反思提升：本题联系电视机中的实际电路，应分别考虑L、C的作用：L对直流起“短路”作用，对交流起阻碍作用；C对直流“断路”，对交流有旁路分流作用本题C1、C2两次对交流分流，滤波效果更好38 变式训练41在收音机线路中，经天线接收下来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，我们采用了如图所示装置电路，其中代号a、b应选择的元件是()39 Aa是电容较大的电容器，b是低频扼流圈 Ba是电容较大的电容器，b是高频扼流圈 Ca是电容较小的电容器，b是高频扼流圈 Da是电容较小的电容器，b是低频扼流圈 答案：C 解析：

13、电容器具有通高频、阻低频的作用，这样的电容器电容应较小，故a处放电容较小的电容器；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圈.40知识点要点扫描电感对交变电流的阻碍作用1.在交流电路中，电感对交变电流有阻碍作用，阻碍作用的大小用感抗来表示线圈的自感系数越大、交流的频率越高，电感对交流的阻碍作用就越大，也就是说，线圈的感抗也就越大低频扼流圈，即使交流的频率很低，这种扼流圈产生的感抗也很大，但对直流的阻碍作用较小，所以这种扼流圈可以用来“通直流，阻交流”高频扼流圈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，因此可以用来“通低频、通直流，阻高频”41知识点要点扫描电容对交变电流的阻碍作用2.当电容器接到交流电源的两端时，实际上自由电荷没有通过两极板间的绝缘介质不过，当电压升高时，电容器充电，电荷向电容器极板上聚集，形成充电电流，当电压降低时，电容器放电，电荷从极板上放出，形成放电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“通过”了电容器电容对交流阻碍作用的大小用容抗电容器的电容越大，