2021学年高中物理第五章交变电流3电感和电容对交变电流的影响课件新人教版选修322

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A.A 中接的是电感线圈,B 中接的是电容器
B.A 中接的是电容器,B 中接的是电感线圈 C.A 中接的是电阻,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
解析:电感器的作用是“通直流、阻交流,通低频、阻高频”,
电容器的作用是“通交流、隔直流,通高频、阻低频”.由题意:
一、电感器对交变电流的阻碍作用 阅读教材第 37~38 页“电感器对交变电流的阻碍作用”部分 1.实验探究
交变电流
2.感抗 (1)物理意义:表示电感器对交流的阻__碍__作 ___用_的大小. (2)影响感抗大小的因素:线圈的__自__感__系__数____越大,交流的 ___频__率___越高,感抗越大.
图解
1.电感器对交变电流产生阻碍作用的原因 交变电流通过电感线圈时,由于电流的大小和方向时刻都在变 化,所以自感现象就不断地发生,而自感电动势总是要阻碍电流变 化的,这就是线圈的电感对交变电流的阻碍作用. 2.影响感抗大小的因素:线圈的自感系数越大、交变电流的 频率越高,电感器对交变电流的阻碍作用就越大,也就是说,线圈 的感抗越大.
2.电容器对交变电流产生阻碍作用的原因 电容器在充电过程中,电容器两极板上积聚的电荷就阻碍它们 向这个方向运动.这就产生了电容器对交变电流的阻碍作用,阻碍 的强弱程度用容抗表示. 3.影响容抗的因素: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就越小,也就是说,电容器的容 抗越小.
3.感抗的应用
低频扼流圈
高频扼流圈
自感系数
较大
_较__小_
特性 通直__流__、阻_交__流_ 通直流、通_低__频_、阻高__频__
二、电容器对交变电流的阻碍作用 阅读教材第 38~39 页“电容器对交变电流的阻碍作用”部分 1.实验探究
直流电流 交流
交变电流 直流
2.容抗 (1)物理意义:表示电容对交变电流的_阻__碍__作__用_的大小. (2)影响容抗大小的因素:电容器的电容__越__大____,交流的频率 ___越__高___,容抗越小. (3)特性:电容器具有“_隔__直__流__、__通__交__流___”的作用.
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 的直流成分必定要大
解析:L 在此的功能为通直流、阻交流,通低频、阻高频,所 以 L 中也有交流的成分通过,但是很小,A 错误;电阻既可以通过 直流的成分,也可以通过交流的成分,B 错误,C 正确;L 的直流 电阻不为零,没有说明 L 的直流电阻与 R 的大小关系,所以不能判 断出通过 L 的直流成分比通过 R 的直流成分大,D 错误.
4.电阻、电感和电容的对比分析
电阻
感抗
容抗
在电路 中的特点
对直流、交流均有 阻碍作用
只对变化的电流, 如交流有阻碍作

对直流的阻碍作 用无限大,对交流 的阻碍作用随频 率的降低而增大
决定 因素
由导体本身(长 短、粗细、材料) 决定,与温度有关
由线圈本身的自 感系数和交流的
频率 f 决定
由电容的大小和 交流的频率 f 决定
解析:电容器有“通交流、隔直流、通高频、阻低频”的特点, 选项 A 错误,B 正确;容抗大小与电容器电容成反比,电容越大, 容抗越小,灯泡越亮,选项 C 正确;容抗大小与交变电流的频率成 反比,频率越大,容抗越小,灯泡越亮,选项 D 正确.
答案:A
3.(多选) 如图所示的电路中,当 a、b 两端加直流电源时,L1 灯发光,L2 灯不亮;当加等电压的交流电源时,L1 灯发光但较暗, L2 灯发光较亮.则以下各项正确的是( )
复习课件
2021学年高中物理第五章交变电流3电感和电容对交变电流的影响课件新 人教版选修322
2021/4/17
2021学年高中物理第五章交变电流3电感和电容对交变电
1
流的影响课件新人教版选修322
3 电感和电容对交变电流的影响
知识结构导图
核心素养目标 物理观念:(1)电感、电容对交变电流的作用 (2)电感、电容对交变电流阻碍作用大小的影响因素 科学思维:含电感器、电容器的交流电路的分析 科学探究:(1)在实验观察的基础上分析归纳电感器对交变电流 阻碍作用大小的影响因素 (2)通过演示实验,探究影响容抗大小的因素 科学态度与责任:电容器、电感器在工农业生产中的应用
C.L1 不变、L2 变亮、L3 变暗 D.L1 不变、L2 变暗、L3 变亮
【解析】 当交变电流的频率变大时,线圈的感抗变大,电容
器的容抗变小,因此 L3 变亮,L2 变暗.又因为电阻在直流和交流 电路中起相同的作用,故 L1 灯亮度不变,所以选项 D 正确.
【答案】 D
【变式训练 2】 (多选)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( )
列说法正确的是( ) A.灯 L1 比灯 L2 亮 B.灯 L3 也能发光,但亮度最暗 C.灯 L2 和 L4 亮度相同 D.灯 L4 比灯 L1 亮
解析:电压表示数相同,说明交流电的有效值相同.甲图中电
容器与灯 L1 串联.电容器对电流有阻碍作用;乙图中电容器与灯 L2 并联,灯 L2 两端电压与电压表示数相同;丙图中电容器与灯 L3 串联且是直流电源,电容器隔直通交,所以没有电流流过灯 L3,灯 L3 不亮;丁图中电容器与灯 L4 并联,灯 L4 两端电压与电压表示数 相同.综合以上分析,C、D 两项正确.
a、b 两端加直流电压时 L2 灯不亮,加交流电压时 L2 灯较亮,可知 B 中接的是电容器,而 L1 灯先是亮的,后又较暗,可知 A 中接的 是电感线圈.A 正确,B、C 错误;交流电频率增大时,线圈感抗 增大,电容器容抗减小,D 正确.
答案:AD
4.(多选)如图所示,甲、乙两图中用交流电源,丙、丁两图中 用直流电源,各电路图中灯泡、电容器、电压表示数都相同,则下
图解
类 型
隔Байду номын сангаас电容器
高频旁路电容器
图 示
提醒 电容器“通交流”的过程中,自由电荷并没有通过电容器两极 板间的绝缘介质.
【例 2】 (多选)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( )
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
【解析】 频率增大可知,容抗减小,电流增大,灯泡两端电 压增大,电压表示数变小,灯泡功率增大而变亮,选项 A、D 正确.
C 对,D 错:灯泡 D 的电阻是一定的,电流减小时,灯泡 D 实际消耗的电功率 P=I2R 减小,灯泡 D 变暗.
B 对:电压表与电感线圈并联,其示数为线圈两端的电压 UL; 设灯泡 D 两端的电压为 UD,则电源电压的有效值 U=UL+UD,因 UD=IR,故电流 I 减小时,UD 减小,因电源电压的有效值保持不 变,故 UL=U-UD 增大.
1.对于扼流圈的以下说法,正确的是( ) A.扼流圈是利用电感阻碍交变电流的作用制成的 B.低频扼流圈用来“通低频、阻高频” C.高频扼流圈用来“通直流、阻交流” D.高频扼流圈对低频交变电流阻碍作用较大,对高频交变电 流的阻碍作用很小
解析:扼流圈就是电感线圈,是利用电感阻碍交变电流的作用 制成的,A 正确;低频扼流圈的自感系数较大,其作用是通直流、 阻交流,对低频有较大的阻碍作用,B 错误;高频扼流圈的自感系 数较小,高频扼流圈作用是通直流、通低频、阻高频,C 错误;高 频扼流圈的自感系数较小,对低频交变电流阻碍作用较小,对高频 交变电流的阻碍作用很大,D 错误.
【答案】 BC
含电感器交流电路的动态分析方法 ①分析电路中各元件的串、并联关系. ②明确交流电源频率的变化情况. ③根据电感器中线圈匝数、形状、横截面积、长短和是否插入 铁芯,判断自感系数的情况. ④判断感抗的变化情况. ⑤确定含电感器支路电流、电压的变化情况.
【变式训练 1】 如图所示,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 的直流电阻不为 零)( )
要点一 电感器对交变电流的阻碍作用
一个灯泡通过一根粗导线的线圈与一交流电源相连接,如图所 示,然后将一铁芯插进线圈,灯的亮度会怎样变化?
提示:加入铁芯改变了电感的自感系数,自感系数增大,感抗 增大,电流减小,灯的亮度变暗.
点拨: 把线圈看成一个电感,自感系数越大感抗越大,从而电流越小, 利用电路的动态分析解决问题.
【思考判断】
(1)同一个线圈对直流和对交流的阻碍作用是相同的.( × ) (2) 线 圈 的 匝 数 越 多 , 对 同 一 个 交 变 电 流 的 阻 碍 作 用 就 越 大.( √ ) (3)线圈对交变电流的阻碍作用随着交变电流的频率的变大而 减小.( × ) (4)在有电容器的交流电路中,没有电荷通过电容器.( √ ) (5) 电 容 器 的 电 容 越 大 对 同 一 交 变 电 流 的 阻 碍 作 用 就 越 大.( × )
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
解析:电容器有“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 图中交流高频成分能通过电容器,电容器阻碍交流低频成分,R 得 到的是低频成分,C 正确,D 错误.
【答案】 AD
【例 3】 如图所示,电路中完全相同的三只灯泡 L1、L2、L3 分别与电阻 R、电感 L、电容 C 串联,然后再并联到 220 V、50 Hz 的交流电路上,三只灯泡亮度恰好相同.若保持交变电压不变,将
交变电流的频率增大到 60 Hz,则发生的现象是( )
A.三灯亮度不变
B.三灯均变亮
3.电感器在电路中的作用——扼流圈
类型
低频扼流圈
高频扼流圈
结构 铁芯、线圈的匝数多 铁氧体芯或空心,线圈的匝数少
自感系 数
几十亨
几毫亨
感抗
对高频、低频电流阻 碍作用都大
对高频交变电流有较大阻碍作 用,对低频交变电流的阻碍作用 较小
特性 通直流,阻交流
通直流、通低频,阻高频
【例 1】 (多选)在如图所示的电路中,L 为电感线圈,D 为灯 泡,电流表的内阻为 0,电压表的内阻无限大,交流电源的电压为 u=220 2sin 100πt(V).若保持电压的有效值不变,只将电源的频率 改为 100 Hz,下列说法中正确的是( )
答案:A
2.
如图所示的电路,一灯泡和一可变电容器串联,下列说法不正 确的是( )
A.a,b 端接恒稳直流电,灯泡发亮 B.a,b 端接交变电流,灯泡发亮 C.a,b 端接交变电流,灯泡发亮,且将电容器电容增大时, 灯泡亮度增大 D.a,b 端接交变电流,灯泡发亮,在不改变交变电流有效值 的情况下增大其频率,灯泡亮度增大
答案:AC
含电容器交流电路的动态分析方法 ①分析电路中各元件的串、并联关系. ②明确交流电源频率的变化情况. ③根据 C=4επrkSd判断电容的变化情况. ④判断容抗的变化情况. ⑤确定含电容器支路电流、电压的变化情况.
点拨: 把电容器看成一个电阻,频率越高容抗越小,对于直流电,容 抗相当于无穷大,因此,电容器的作用为通交流,隔直流;通高频, 阻低频.
A.电流表的示数增大 B.电压表的示数增大
C 灯泡变暗
D.灯泡变亮
休息时间到啦
同学们,下课休息十分钟。现在是休 息时间,你们休息一下眼睛,
看看远处,要保护好眼睛哦~站起来 动一动,久坐对身体不好哦~
【解析】 A 错:由 u=220 2sin 100πt(V),可得电源原来的
频率为 f=2ωπ=1020ππ Hz=50 Hz,当电源的频率由原来的 50 Hz 增 大为 100 Hz 时,线圈的感抗增大,在电压不变的情况下,电路中 的电流减小.
答案:C
要点二 电容器对交变电流的阻碍作用 1.交变电流“通过”电容器的原因 把交流电源接到电容器两个极板,当电压升高时,电源给电容 器充电,电荷向电容器极板上聚集,在电路中形成充电电流;当电 压降低时,电容器放电,原来极板上聚集的电荷又放出,在电路中 形成放电电流.电容器交替进行充电和放电,于是电路中就有了电 流,好像是交变电流“通过”了电容器.
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