高中物理 第5章 交变电流 第3节 电感和电容对交变电流的影响教案 新人教版选修

1、第3节电感和电容对交变电流的影响要点一 感抗的作用低频扼流圈高频扼流圈自感系数较大较小感抗大小较大较小作用通直流，阻交流通低频，阻高频要点二 电阻、感抗、容抗的区别与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这个方向定向移动的电荷的反抗作用在电路中的特点对直流、交流都有阻碍作用只对变化的电流有阻碍作用，如果电流不变，则等同于一个电阻起的作用不能通直流，只能通变化的电流，对直流的阻碍作用无限大，对交流的阻碍作用随着频率的增加而降低决定因素由导体本身(长短、粗细、材料决定，与温度有关)由导体本身的自感系数和交流频率

2、决定由电容的大小和交流电的频率决定电能的转化和做功电流通过电阻做功，电能转化为内能电能和磁场能的往复转化电流的能和电场能的往复转化一、电感、电容对交变电流的作用是怎样形成的？1电感对交变电流的阻碍作用交变电流通过线圈时，由于电流时刻在变化，线圈中产生自感电动势，自感电动势阻碍电流的变化，就形成了对交变电流的阻碍作用2交变电流能够“通过”电容器当电容器接到交流电源上时，由于电流时刻在变化，电压升高时，形成充电电流电压降低时，形成放电电流，充放电交替进行电路中就好像交变电流“通过”了电容器，实际上自由电荷并没有通过两极板间的绝缘介质3电容对交变电流的阻碍作用电源电压推动自由电荷定向运动而电容器两极

3、板上积累的电荷反抗自由电荷的定向运动从而产生了电容器对交变电流的阻碍作用4当电容器与直流电源的两极相连接时，接通的瞬间因电容器充电产生瞬时电流，充电完毕后，电容器两极板间电压与电源两极间电压相等，电路中没有电流5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二、电容器、电感器有何应用？1电容器对交变电流作用的应用(1)隔直电容器，如图534甲所示，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更大些图534(2)高频旁路电容器，如图534乙所示，作用是“通高频，

4、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，可以将二者结合并与电阻组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，就能更好的起到滤掉电流中交流成分或高频成分的作用，如图535甲所示(2)如果将电感与负载并联，然后与电容串联，就能更好的起到滤掉电流中直流成分和低频成分的作用如图535乙所示图535一、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

5、原电路，通过线圈的电流为I，则()AII BIP2CP1P2，故选B.4.图7一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图7所示一铁块插进线圈之后，该灯将()A变亮B变暗C对灯没影响D无法判断答案B解析线圈和灯泡是串联的，因此加在串联电路两端的总电压一定是绕组上的电势差与灯泡上的电势差之和由墙上插孔所提供的220 V电压，一部分降落在线圈上，剩余的降落在灯泡上如果一个大电压降落在线圈上，则仅有一小部分电压降落在灯泡上灯泡上电压变小，将使它变暗故B正确5如图8所示，图8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电灯变亮答

6、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6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()图9AW1W2 BW1W2CW1W2 D无法确定答案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

7、，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7家庭用吊扇的电源采用220 V单相交变电流，电扇中电动机电路如图10所示，C为电容，L1、L2为定子线圈吊扇使用了几年后，转速明显变慢，在电容C上并联了一只标有“2 F，400 V”的电容后，吊扇转速明显变快了，试说明理由图10答案在电容C上并联一只电容后，总电容变大，容抗变小，对交变电流起阻碍作用的容抗变小，线圈L中的电流变大，电动机转速明显加快8在电子技术中，从某一装置输出的电流既有高频成分又有低频成分，如果只需要把低频成分输送到下一级装置，只要在两极电路之间接入一个高频扼流圈就可以了高频扼流圈是串联还是并联接入电路？图11所示的接法对吗？为什么？图11答案因为高频扼流圈自感系数较小，它有通低频、阻高频的功能，低频通过很容易，而高频很“费力”，但电阻让高频通过，所以高频就几乎不从高频扼流圈通过了所以应串联，题中所给图接法不正确9使用220 V交流电源的设备和电子仪器，金属外壳和电源之间都有良好的绝缘但是，有时候用手触摸外壳时仍会感到“麻