第三节电感和电容对交变电流的影响
第三节+电感和电容对交变电流的影响ppt
二、电容器对交流电流的阻碍作用： 电容器对交流电流的阻碍作用：
• 容抗： 容抗：
• 1）性质： ）性质： • 电容器两极板上积累 的电荷对做定向移动 的电荷的反抗作用 • 2）因素： ）因素： • 与电容和交流的频率 有关 1 XC = 2π fC • 3）作用： ）作用： • “通交流，隔直流； 通交流，隔直流； 通高频，阻低频。 通高频，阻低频。”
例3：如图所示，当交流电源的电压（有效值）U＝ ：如图所示，当交流电源的电压（有效值） ＝ 220V、频率 ＝50Hz时，三只灯 、B、C的亮度相 、频率f＝ 时 三只灯A、 、 的亮度相 无直流电阻）。 同（L无直流电阻）。 无直流电阻 （1）将交流电源的频率变为 ＝100Hz，则 （AC ） ）将交流电源的频率变为f＝ ， （2）将电源改为U＝220V的直流电源，则 （ BC ） ）将电源改为 ＝ 的直流电源， 的直流电源 A．A灯比原来亮 B．B灯比原来亮 ． 灯比原来亮 ． 灯比原来亮 C．C灯和原来一样亮 D．C灯比原来亮 ． 灯和原来一样亮 ． 灯比原来亮
例2：如图所示，线圈L的自感系数和电容器的 ：如图所示，线圈 的自感系数和电容器的 电容C都很小 都很小（ ）。此 电容 都很小（如L＝100µH，C＝100pF）。此 ＝ ， ＝ ）。 电路的主要作用是---------（ ） 电路的主要作用是 （ D A．阻直流、通交流，输出交流 ．阻直流、通交流， B．阻交流、通直流，输出直流 ．阻交流、通直流， C．阻低频、通高频，输出高频交变电流 ．阻低频、通高频， D．阻高频、通低频，输出低频交变电流和直 ．阻高频、通低频， 流电
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一、电感对交变电流的阻碍作用： 电感对交变电流的阻碍作用：
• 感抗： 感抗：
• 1）性质：自感电动势 ）性质： 对电流的阻碍作用 • 2）因素： ）因素： • 自感系数和交流的频率 有关 X L = 2π fL • 3) 作用： 作用： • “通直流，阻交流；通 通直流，阻交流； 低频，阻高频” 低频，阻高频”
第3节电感和电容对交变电流的影响2
三、电容器对交变电流的阻碍作用
1．实验:表明电容器对交流有阻碍作用． ．实验 表明电容器对交流有阻碍作用 表明电容器对交流有阻碍作用． 2．容抗XＣ：电容对交变电流阻碍作用的大小叫做容抗 ．容抗 电容对交变电流阻碍作用的大小叫做容抗. 3．影响容抗的因素：电容器的电容和交变电流的频率， ．影响容抗的因素：电容器的电容和交变电流的频率， 电容越大，频率越高，容抗越小． 电容越大，频率越高，容抗越小．
1 xc = 2πfc
4．实际应用 隔直电容器——通交流、隔直流．（C较大） 通交流、隔直流． 隔直电容器 通交流 较大） 旁路电容器——通高频、阻低频． （C较小） 通高频、阻低频． 较小） 旁路电容器 通高频
让高频交流信号通过电容，而将低频信号送到下一级 让高频交流信号通过电容，而将低频信号送到下一级z
在直流电路中，影响电流和电压关系 的只有电阻 在交流电路中影响电流和电压关系的 除了电阻，还有电感和电容．通过电感和 电容对交变电流影响的分析讨论，我们可 以进一步认识到交流与直流的区别．
三、电感和电容对交变电流的 影响
一、电感对交变电流的阻碍作用
通直流 电源时， 电源时，灯 泡亮些； 泡亮些； 通交流 电源时， 电源时，灯 泡暗些
图3－3－1 － －
1．实验:表明直流不能通过电容器， 实验:表明直流不能通过电容器， 而交流能够“通过”电容器． 而交流能够“通过”电容器． 隔直流、通交流” 2．对电容器 “隔直流、通交流” 的理解 电容器的两极板间用绝缘介质隔开， 电容器的两极板间用绝缘介质隔开，因此直流不 能通过． 能通过． 电容器接上交流电源时， 电容器接上交流电源时，自由电荷并未通过极板 间的绝缘介质，只是在交变电压的作用下， 间的绝缘介质 ， 只是在交变电压的作用下 ， 电容 器交替地进行充、放电，电路中有了电流， 器交替地进行充 、 放电 ， 电路中有了电流 ， 表现 为交流“通过”了电容器． 为交流“通过”了电容器．
高中物理 第5章第3节《电感和电容对交变电流的影响》新人教版选修3-2
这种解释是否正确？
将试电笔的笔尖接触220 V交流电的火线上，在电笔尾部 的金属部分和地线间串接一个电容器C.实验结果表明，当C＝ 20 pF时，试电笔氖管的亮度很弱；只有当C>200 pF时，试电 笔氖管的亮度才能与人站在绝缘物体上用试电笔去测火线的亮 度相当．然而，人站在绝缘物体上与地面形成的电容器的电容 C是远达不到20 pF的．故上述解释欠妥当.
答案：BC
பைடு நூலகம்
二、电容对交变电流的阻碍作用
1．交变电流“通过”电容器的本质
把交流电源接到电容器两个极板上后，当电源电压升高 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；当电源电压降低时，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，电路中就有了电流，好像是交流“通 过”了电容器，但实际上自由电荷并没有通过电容器两极板 间的绝缘介质．
2．电感线圈对交变电流的阻碍作用的本质
(1)交变电流通过线圈时，由于电流时刻都在变化，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)电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗来表示，线圈的 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越大，感抗就越大．
3．电感线圈按匝数的不同，可分为两种：
(1)低频扼流圈：通直流，阻交流．
(2)高频扼流圈：通低频，阻高频．
(2011年陕西西安)如图所示电路中，A、B为两相 同的小灯泡，L为直流电阻为零的电感线圈，下列说法正确的 是( )
A．电源为稳恒直流电源时，灯泡A、B亮度相同 B．电源为稳恒直流电源时，灯泡A比B亮度大 C．电源为交流电源时，灯泡A、B亮度相同 D．电源为交流电源时，灯泡A比B亮度大
高中物理选修3-2-电感和电容对交变电流的影响
电感和电容对交变电流的影响知识元电感和电容对交变电流的影响知识讲解1、电感器对交变电流的阻碍作用（1）电感器对交变电流有阻碍作用，阻碍作用的大小用感抗来表示．影响电感器对交变电流阻碍作用大小的因素：线圈的自感系数和交流电的频率．线圈的自感系数越大、交流电的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用越大．即线圈的感抗就越大．（2）电感器在电路中的作用：通直流，阻交流；通低频，阻高频．“通直流，阻交流”这是对两种不同类型的电流而言的，因为（恒定）直流电的电流不变化，不能引起自感现象，交流电的电流时刻改变，必有自感电动势产生来阻碍电流的变化．“通低频，阻高频”这是对不同频率的交流而言的，因为交变电流的频率越高，电流变化越快，自感作用越强，感抗也就越大．（3）电感器的应用扼流圈：扼流圈是利用电感阻碍交变电流的作用制成的电感线圈．分低频扼流圈和高频扼流圈两类：①低频扼流圈构造：线圈绕在铁芯上，匝数多，自感系数大，电阻较小作用：通直流，阻交流②高频扼流圈构造：线圈绕在铁氧体上，匝数少，自感系数小（铁芯易磁化使自感系数增大，铁氧体不易磁化，自感系数很小）作用：通低频，阻高频2、电容器对交变电流的阻碍作用（1）电容器对交变电流有阻碍作用，阻碍作用的大小用容抗来表示．影响电容器对交变电流阻碍作用大小的因素有电容器的电容与交流电的频率，电容器的电容越大、交流电的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用越小．即线圈的容抗就越大．（2）电容器在电路中的作用：通交流，隔直流；通高频，阻低频．信号和交流信号，如图1所示，该电路中的电容就起到“隔直流，通交流”的作用，其电容器叫耦合（或隔直）电容器．在电子技术中，从某一装置输出的电流常常既有高频成分，又有低频成分，若在下一级电路的输入端并联一个电容器，就可只把低频成分的交流信号输送到下一级装置，如图2所示，具有这种“通高频，阻低频”用途的电容器叫高频旁路电容器．疑难分析1、为什么电感器对交变电流有阻碍作用？将交变电流通入电感线圈，由于线圈中的电流大小和方向都时刻变化，根据电磁感应原理，电感线圈中必产生自感电动势，以阻碍电流的变化，因此交流电路的电感线圈对交变电流有阻碍作用．2、为什么电容器对交变电流有阻碍作用？当电源电压推动电路中形成电流的自由电荷向某一方向做定向移动的时候，电容器两极板上积累的电荷要反抗自由电荷向这个方向做定向移动，因此交流电路的电容对交变电流有阻碍作用．3、电阻、电感器、电容器对交变电流阻碍作用的区别与联系电阻电感器电容器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反抗作用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，由导体本身的自感系数和交流的由电容的大小和交流的频率决定例题精讲电感和电容对交变电流的影响例1.如图所示的电路，一灯泡和一可变电容器串联，下列说法正确的是（）A ．a 、b 端接稳恒直流电，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，灯泡亮度增大例2.如图所示是研究自感现象的实验电路，A 、B 为两个完全相同的灯泡，定值电阻的阻值为R ，线圈L 的自感系数很大，直流电阻也为R ．关于这个实验，下列说法中正确的是（）A ．闭合S 的瞬间，B 比A 先亮，电路稳定后A 和B 一样亮B ．闭合S 电路稳定后再断开，A 逐渐变暗，B 闪亮一下然后逐渐变暗C ．闭合S 电路稳定后再断开瞬间，B 灯中的电流方向从右向左D ．闭合S 电路稳定后再断开瞬间，a 点的电势高于b 点的电势例3.如图所示的电路中，ab间接上某一交流电源，L1与线圈串联，L2与定值电阻串联，L3与电容器串联。
第五章 第3节 电感和电容对交变电流的影响
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 图 5－3－3
解析：电源频率增大，有效值不变，则电感的阻碍作用增 大，电感分得的电压增大，灯泡分得的电压减小，则电压表的
示数增大，灯泡的功率减小，电流的有效值减小．
答案：BC
【触类旁通】
2．如图 5－3－4 所示的电路中，L1、L2 是完全相同的灯泡， 线圈 L 的自感系数较大，它的电阻与定值电阻 R 相等．下列说 法正确的是( )
A．把电介质插入电容器，灯泡变亮
B．增大电容器两板间的距离，灯泡变亮 C．减少电容器两板间的正对 面积，灯泡变暗 D．使交变电流频率减小， 灯泡变暗 图 5－3－6
作用就越大，感抗就越大．
4．电感线圈在电路中的作用 (1)通直流、阻交流；
(2)通低频、阻高频．
5．两类扼流圈 (1)低频扼流圈：自感系数很大(几十亨)，线圈电阻小，能 起到“通直流、阻交流”的作用． (2)高频扼流圈：自感系数为几毫亨，它对低频交流电阻碍 小，能起到“通低频、阻高频”的作用．
知识点 2 电容器通交变电流的实质
图 5－3－5
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 得到的是直流低频成分
D．图乙中 R 得到的是直流高频成分
解析：电容器有“通交隔直，通高阻低”的作用．
答案：A
【触类旁通】
3．如图 5－3－6 所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光， 以下说法不正确的是( )
L 为电阻
D．M 为电容器，N 为电感器， 图 5－3－2
L 为电阻
解析：频率越大，电感的阻碍作用越大，电容的阻碍作用 越小，电阻不影响． 答案：C
题型1
第三节电感和电容对交变电流的影响
第五章 第三节
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课堂情景切入
第五章 第三节
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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样的呢？
第五章 第三节
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重点难点突破
第五章 第三节
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一、电感对交变电流的阻碍作用的成因分析 1．电感对交变电流的阻碍作用的成因 通过线圈的电流大小和方向变化， 都会引起通过线圈的磁 通量发生变化， 从而产生感应电动势， 这种现象就是自感现象。 根据楞次定律，自感电动势所引起的感应电流总是要使它产生 的磁场阻碍线圈内原有磁场的变化，所以自感电动势对线圈中 电流的变化有阻碍作用，这样就形成了对交变电流的阻碍作 用，电感对交变电流阻碍作用的大小就称为感抗。
(2)实验现象：取直流电源的电压与交流电源电压的有
交流 电源 直流 电源时，灯泡亮些；接通______ 效值相等，接通_____
时，灯泡暗些。
交变 电流有阻碍作用。 (3)实验结论，电感线圈对_____
第五章 第三节
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2．感抗
交变电流 阻碍作用的大小。 (1)物理意义：表示电感对_________ 自感系数 越大，交流 (2)影响感抗大小的因素：线圈的_________
答案：B
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第三节电感和电容对交变电流的影响
5、实际应用：扼流圈
构造： 闭合铁芯，匝数多 L大 ⑴低频扼流圈 作用：通直流，阻交流 构造：铁氧体芯，匝数少 L小 ⑵高频扼流圈 作用： 通直流、通低频，阻高频
2、对交变电流能够通过电容的正确理解是( CD) A、交变电流能够使电容器极板间的绝缘介质变成导
体
B、交变电流能够使自由电荷通过电容器两极间的绝
缘介质
C、交变电流能够使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 D、交流“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
第三节 电感和电容对交变电流的影响
安陆市第一高级中学
电阻器：对电流有阻碍作用的器件。 作用：改变和控制电路中电压或者电 流的大小。Leabharlann 一、电感对交变电流的阻碍作用
一、电感对交变电流的阻碍作用
1.演示实验 现象： 接直流的亮些，接交流的暗些．
交变电流频率越高，灯越暗
结论： 电感对直流电没有阻碍作用对交流电却有
（C小）
三种电阻器的比较
如图所示电路中，三只电灯的亮度相同， 如果交流电的频率增大，三盏电灯的亮度 将如何改变？为什么？
灯L1变暗
灯L2变亮
灯L3亮度不变
1、如图所示，当交流电源的电压（有效值）U＝220V、 频率f＝50Hz时，三只灯A、B、C的亮度相同（L无直 流电阻）。
（1）将交流电源的频率变为f＝100Hz，则 （ AC ） （2）将电源改为U＝220V的直流电源，则 （ BC ） A．A灯比原来亮 B．B灯比原来亮 C．C灯和原来一样亮 D．C灯比原来亮
电感和电容对交变电流的影响
3 电感和电容对交变电流的影响一、感抗1．定义：电感对电流阻碍作用的大小，用感抗表示．2．感抗的成因：因为交变电流的大小和方向随时间周期性变化，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交流电的变化变化，故线圈对交变电流有阻碍作用，这就是感抗．3．决定因素：线圈的感抗X L与它的自感系数L及交变电流的频率f间有如下的关系： X L＝2πfL 即线圈的自感系数越大,交流电的频率越高，感抗越大二、低频扼流圈和高频扼流圈1．低频扼流圈：自感系数大的线圈（约几十亨），线圈电阻较小，对直流的阻碍作用较小，这种线圈可以“通直流、阻交流”。
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小，而对高频交变电流的阻碍作用很大，可以用来“通低频、阻高频”。
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的内部，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，当电源电压升高时，电容器充电，电荷向电容器的极板上集聚，形成电流；当电源电压降低时，电容器放电，电荷从电容器的极板上放出，形成电流．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．四、容抗1．定义：电容器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X C ＝ 1/2πfC，即交流电的频率越大，电容越大，容抗越小．五、电感和电容在电路中的作用1．电感的作用是： “通直流、阻交流”、“通低频、阻高频”．2．电容的作用是： “通交流、隔直流”、 “通高频、阻低频”．练习题1.一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2.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 3.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>I3C、I2>I1>I3D、I3>I1>I2 4. 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)5.关于电感对交变电流的影响，下列说法中正确的是A.电感不能通直流电流，只能通交变电流B.电感对各种不同频率的交变电流的阻碍作用相同C.同一只电感线圈对频率低的交变电流的阻碍较小D.同一只电感线圈对频率高的交变电流的阻碍较小.6.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A．I′>I B．I′<I C．I′＝I D．无法比较7.两个相同的灯泡L1和L2，分别与两个相同的电容器C1和C2连接，如图所示.图中甲电路两端加恒定电压U1，乙电路两端加最大值1.2U1的正弦交变电压U2，则此两灯的发光情况是A.L1灯比L2灯亮B.L1灯发光，L2灯不发光C.L1灯不发光，L2灯发光D.两灯亮度相同8.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9.下列关于低频扼流圈和高频扼流圈对交流电的阻碍作用的说法中，正确的有A.低频扼流圈对低频交流电有很大的阻碍作用，对高频交流电的阻碍作用就更大B.低频扼流圈对低频交流电有很大的阻碍作用，对高频交流电的阻碍作用就较小C.高频扼流圈对高频交流电有很大的阻碍作用，对低频交流电的阻碍作用就更大D.高频扼流圈对高频交流电有很大的阻碍作用，对低频交流电的阻碍作用就较小10.如图所示，某电子电路的输入端输入电流既有直流成分，又有交流低频成分和交流高频成分.若通过该电路只把交流的低频成分输送到下一级，那么关于该电路中各器件的作用，下列说法中正确的有A.L在此的功能为通直流，阻交流，叫高频扼流圈B.C1在此的功能为通交流，隔直流，叫隔直电容C.C2在此的功能为通高频、阻低频，叫做高频旁路电容D.上述说法都不对11.对电容器能通交变电流的原因，下列说法中正确的有A.当电容器接到交流电源上时，因为有自由电荷通过电容器，电路中才有交变电流B.当电容器接到交流电源上时，电容器交替进行充电和放电，电路中才有交变电流C.在有电容器的交流电路中，没有电荷定向移动D.在有电容器的交流电路中，没有电荷通过电容器12.如图所示为某电器中电路的一部分，当输入有直流成分、交流低频成分和交流高频成分的电流后，在其输出端得到可调大小的交流低频成分，那么有关各元器件的作用的说法中，正确的有A.C1为高频旁路电容器，交流高频成分被该电容器短路B.R为滑动变阻器，它的滑动片上下移动可以改变输出端电压的大小C.C2为隔直电容器，交流低频成分通过该电容输出D.C1的电容较大、C2的电容较小13.如图所示，开关S与直流恒定电源接通时，L1、L2两灯泡的亮度相同，若将S与交变电源接通A.L1和L2两灯泡亮度仍相同B.L1比L2更亮些C.L1比L2更暗些D.若交变电源电压的有效值与直流电压相同，两灯与原来一样亮14.如图所示，L1、L2为两个相同的灯泡，开关S接通恒定直流电源时，灯泡L1发光，L2不亮，后将S与有效值和直流电压相同的交变电源接通，这时A，L2比L1更亮些B.L2比L1更暗些C.L2仍然不亮D．L2可能和L1一样亮15.两只完全相同的灯泡L1和L2分别与相同的电感串联，组成如图所示的甲、乙两个相同的部分电路.现在甲电路两端加恒定电压U，L1灯发光；而在乙电路两端加最大电压为U的正弦交变电压，L2灯也发光.比较两灯的明暗程度，是L1灯的亮度________L2灯亮度.(填“大于”、“等于”、“小于”)16.如图所示电路，当在a、b两端加上直流电压时，L1正常发光，L2不亮；当a、b两端加上同样电压的交变电流时，L1发光亮度变暗，而L2正常发光.则A、B分别为_ _和__ 。
(完整版)电感和电容对交变电流的影响
对比灯泡亮度5。
3 电感和电容对交变电流的影响一．电感对交变电流的阻碍作用1. 感抗：电感中通入直流，电感相当于导线，对电路没有影响; 电感中通入交变电流,由于自感，电感线圈对交变电流有阻碍作用，称为感抗.感抗越大，阻碍作用越大。
2. 影响感抗的因素：线圈自感系数L越大，交变电流频率f越高,感抗越大。
2LX fLπ=3. 电感的应用：低频扼流圈—通直流、阻交流。
要求L较大，即匝数较多高频扼流圈-通直流、通低频、阻高频。
要求L较小,即匝数较少二．电容器对交变电流的阻碍作用1。
容抗：表示电容对交变电流阻碍作用大小的物理量。
容抗越大，阻碍作用越大。
2。
影响容抗的因素:电容C越大，交变电流频率f越高,容抗越小.12CXfCπ=3. 电容器的应用：(1）隔直电容器：“通交流、隔直流”,要求电容器电容较大。
（2）高频旁路电容器：“通高频、阻低频”，要求电容较小。
4。
容抗的实质：电容器极板上电荷形成的电压对原电流的阻碍作用.三．电感和电容的组合应用1. 滤掉输入信号中的高频成分,使直流和低频加在负载上2. 滤掉输入信号中的直流和低频成分，使高频加在负载上四．电阻、感抗、容抗的比较电阻R感抗容抗产生原因定向移动的电荷与不动的离子间的碰撞电感线圈自感阻碍电流的变化电容器极板上电荷电压阻碍电流低频扼流圈通直流、阻交流交流电能“通过”电容器在电路中特点 对直流、交流都有阻碍作用 通直流、阻交流。
交流频率越大、阻碍越大直流完全不能通过;对交流有一定阻碍,频率越高，阻碍越小 决定因素 材料本身（电阻率、长短、粗细）及温度决定 线圈自感系数L 和交流的频率f 决定(成正比）电容的大小C 和交流的频率f 决定（成反比）能量转化 电能转化为内能 电能和磁场能反复转化电能与电容器间电场能反复转化例 1. 如图所示,电路中完全相同的三只灯泡1L 、2L 、3L 分别与电阻R 、电感L 、电容C 串联,然后再并联到220 V ，50Hz 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 。
高中物理 第五章 第3节 电感和电容对交变电流的影响(含解析)2
电感和电容对交变电流的影响电感对交变电流的阻碍作用1．实验探究如图所示，令直流电源电压与交流电源电压有效值相等。
(1)实验目的：了解并验证电感线圈对交变电流的阻碍作用。
(2)实验现象：接通直流电源时，灯泡亮些；接通交流电源时，灯泡暗些。
(3)实验结论：电感线圈对交变电流有阻碍作用。
2．感抗(1)物理意义：表示电感器对交变电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，交流的频率。
线圈的自感系数越大，交流的频率越高，感抗越大。
3．感抗的应用类型低频扼流圈高频扼流圈区别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、通直流，阻高频[1．电感线圈对交变电流有阻碍作用。
( )2．交流电的频率越高，电感对交流的阻碍作用越大。
( )3．电感线圈中通入交变电流后，交变电流的瞬时值为0的瞬间，线圈仍然对交变电流有阻碍作用。
( )答案：1.√ 2.√ 3.√[释疑难·对点练]1．电感线圈对交变电流的阻碍作用的本质交变电流通过线圈时，由于电流时刻都在变化，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的变化，这就是电感线圈对交变电流的阻碍作用。
因此，感抗的产生是由线圈的自感现象引起的。
直流电通过线圈时，电流的大小、方向都不变，线圈中不产生自感电动势，也就没有感抗。
2．感抗电感线圈对电流的阻碍作用。
感抗用“X L”表示，X L＝2πfL＝ωL，其中f是交流电的频率，L是线圈的自感系数。
3．感抗与电感的关系电感线圈对交变电流阻碍作用的大小用感抗来表示，线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，产生的自感电动势就越大，感抗就越大，对交变电流的阻碍作用也就越大。
4．线圈(扼流圈)的分类根据不同线圈对交流电的阻碍作用不同分类：(1)低频扼流圈：①构造：闭合铁芯、绕在铁芯上的线圈。
②特点：匝数多、自感系数L大、电阻很小。
它对低频交流会产生很大的阻碍作用，而对直流的阻碍作用则较小，故低频扼流圈的作用为“通直流、阻交流”。
电感和电容对交变电流的影响
第三节电感和电容对交变电流的影响白景曦（西北师范大学第一附属中学甘肃兰州 730070）摘要在直流电路中，影响电流跟电压关系的因素只有电阻。
在交流电路中，影响电流跟电压关系的因素除了电阻外，还有电感和电容。
电感和电容对交变电流的阻碍规律概括．．．．．．．．．．．．．．．．．为：电感，通直流，阻交流；通低频，阻高频。
电容，通交流，隔直流；通高频，阻低．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．频。
．．关键词：电感感抗电容容抗引言如图所示，电路中的电流与电压的关系与哪些因素有关？分析：根据闭合电路欧姆定律，电路中电流与电压的关系只与电路中的总电阻有关。
如果把电源换成交变电源，电阻换成线圈或电容，电流和电压的关系又与哪些因素有关呢？本节课我们通过实验来研究这个问题。
课题：电感和电容对交变电流的影响新课教学：实验：看录像，电感对交变电流有阻碍作用。
电路图：线圈和灯泡串联现象：直流，灯泡亮；交流，灯泡暗。
结论：电感对交变电流有阻碍作用。
一、电感对交变电流的阻碍作用提出问题：电感对交变电流的阻碍作用与哪些因素有关呢？猜想：与线圈的自感系数和交变电流的频率有关。
分析：因为交变电流通过电感，由于自感会产生阻碍电流变化的自感电动势，自感电动势I E L t ∆=∆，L 越大，自感电动势越大，阻碍作用越大；I t∆∆越大，自感电动势越大，阻碍作用越大，所以电感对交变电流的阻碍作用，可能与线圈的自感系数和交变电流的频率有关。
实验设计：探究影响感抗的因素。
改变线圈的自感系数，拔出铁芯，插入铁芯，观察灯泡的亮度变化；改变交变电流的频率，观察灯泡的亮度变化。
现象：线圈的自感系数越大，阻碍作用越大；交变电流的频率越高，阻碍作用也越大。
结论：线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，线圈对交变电流的阻碍作用越大。
1.感抗：描述线圈对交变电流的阻碍作用大小的物理量。
理论研究发现，2L Z fL π=2.应用：提出问题：如果要将直流信号与低频交流信号分开，需要设计什么样的线圈和电路？如果要将低频信号与高频信号分开，需要设计什么样的线圈和电路呢？（1）低频扼流圈设计，自感系数很大，几十亨，匝数多，几千甚至超过一万匝，有闭合铁芯；（2）高频扼流圈设计，自感系数较小，几十毫亨，匝数少，几百匝，无铁芯或铁芯为铁氧体。
电感和电容对交变电流的影响3(2019年10月)
教学过程
• 演示实验1 • 观察纯电阻电路中， • 电阻对电流的阻碍作用 • 现象：电阻对直流电 • 和交变电流的阻碍作用 • 相同。
教学过程
• 一 电感对交变电流的阻碍作用 • 演示实验2 • 观察电感对交变 • 电流的阻碍作用 • 现象：接通直流 • 源时，电灯泡亮一些， • 接通交流源时电灯泡 • 暗一些
教学过程
• 二 交变电流能够通过电容器 • 演示实验3 • 观察电容对交变电流的作用 • 现象：接直流电源时， 灯不亮，直流电不能 通过电容器； • 接交流电源时，灯泡亮了， • 交流电能够通过电容器。
教学过程
• 讨论： • 现象产生的原因是什么？ • 分析：接交流电源时，电流并末通过极
板间的绝缘介质，只是在交变电压作用 下，电容器交替进行充、放电，电路中 就有了电流（课本P194图18-10） • 多用表演示电容器充放电 • 交变电流能“通过” 电容器，电容器对 交流电有没有阻碍作用呢？
一十四万贯 况可疑之也 兼御史大夫 文足以纬邦家 鼓洽道化 御史非良
教学过程
• 分析： • 接交流电源时，由于变化的电流通过电
感线圈时发生自感现象，产生阻碍电流 变化的自感电动势，使得电路中的电流 变得小而平缓，因此灯泡变暗。 • 实验结论： • （1）电感对交变电流有阻碍作用 • 2）感抗：表示电感对交流电阻碍 • 作用的大小。
；
；
以援李同捷 推穷事迹 甲戌 不受朝贺 非是本心 御史萧彻弹京兆尹 癸酉 甲申 以振武节度使李光进为灵州大都督府长史 唐节度使高寓为归州刺史 丙申 旧相郑余庆权德舆各奉诏令进旧诗 充义成军节度使 桃 翰林草制 旰食劳虑 有不任立而踣者 以在龙武将军燕重旰为丰州刺史 忠武军 都知兵马使 东都留守 北风起 蔡州军前奏拔凌云栅 辛丑 辛卯 雀鼠多死 甲辰
电感和电容对交变电流的影响(3)
2021/3/9
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三、电容器对交变电流的阻碍作用 电容对交变电流的阻碍作用的大小用_容__抗___来表 示，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 就容抗越 小 ． 电 容 对 交 变 电 流 的 作 用 是 _通___交__流__，__隔__直__流__，__通__高__频__，__阻__低__频____．
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2．扼流圈是电子技术中常用的电子元件，分为 两种：一种是线圈绕在铁芯上，它的自感系数较 _大___，感抗较大，叫做_低__频___扼流圈，它的作用 是 _通__直__流__，__阻__交__流__ ； 另 一 种 是 线 圈 绕 在 铁 氧 体 芯上或空心，它的自感系数较_小__,感抗较小，叫 做_高__频__扼流圈,它的作用是_通__低__频__，__阻__高__频___．
B．感抗大小不仅与自感系数有关，还与电流的频 率有关
C．当电容器接到交流电源上时，因为有自由电荷 通过电容器，电路中才有交变电流
D．容抗的大小不仅与电容有关，还与电流的频率 有关．
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解析：选ABD.交流电通过线圈时，由于电流时刻变 化，在线圈中产生自感电动势，自感电动势总是阻 碍电流变化，这就是产生感抗的原因，A正确．频 率越高，电流变化越快，自感电动势越大；线圈自 感系数越大，自感电动势越大，对电流的变化阻碍 作用越大，感抗越大，B正确．电容器能通交变电 流的实质是通过反复充、放电来实现的， 并无电 荷通过电容器，所以C错．频率越高，充、放电越 快，容抗越小，故D对．
点 作用
有阻碍作用 电流
2021/3/9
第三节 电感和电容对交变电流的影响
第三节电感和电容对交变电流的影响●教学目标一、知识目标1.理解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器.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的阻碍作用的大小.知道容抗与哪些因素有关.二、能力目标1.培养学生独立思考的思维习惯.2.培养学生用学过的知识去理解、分析新问题.三、德育目标培养学生有志于把所学的物理知识应用到实际中去的学习习惯.●教学重点1.电感、电容对交变电流的阻碍作用.2.感抗、容抗的物理意义.●教学难点1.感抗的概念及影响感抗大小的因素.2.容抗概念及影响容抗大小的因素.●教学方法演示实验+阅读+讲解●教学用具双刀双掷开关、学生用低压交直流电源、灯泡（6 V、0.3 A）、线圈（用变压器的副线圈）、电容器（“103μF、15 V”与“200μF、15 V”）2个、两个扼流圈、投影片、投影仪.课时安排1课时●教学过程［投影］本节课学习目标1.理解为什么电感对交变电流有阻碍作用.2.知道感抗的物理意义及影响感抗的因素.3.知道交变电流能通过电容，知道电容器对交变电流有阻碍作用.4.知道容抗的物理意义及影响容抗的因素.●学习目标完成过程一、引入用幻灯片打出下列问题1.什么叫自感现象？2.自感系数（简称自感或电感）与什么因素有关系呢？3.电容器如何充放电？学生作简单回顾，然后讲解.二、新课教学讲解：在直流电路中，影响电流跟电压关系的只有电阻.在交流电器中，影响电流跟电压关系的，除电阻外，还有电感和电容.电阻器、电感器、电容器是交流电路中三种基本器件.下面研究电感器和电容器对交流电影响.［演示一］实验电路如下图中（甲）（乙）所示.首先演示甲图，电键接到交直流电源上，引导学生观察两灯亮度相同.（说明电阻对交流电和直流电阻碍作用相同）演示乙电路图，将开关接到直流电上，灯亮度不变；而接到交流电上，灯泡亮度变暗.说明线圈对直流电和交流电的阻碍作用不同；对直流电起阻碍作用的只是线圈的电阻；对交流电，除了线圈电阻外，电感也起作用.［师问］为什么会产生这种现象？引导学生从电磁感应现象分析，当线圈中通过交变电流时，产生自感电动势，阻碍电流的变化.用感抗表示线圈对交变电流的阻碍作用的大小（如用电阻表示电阻器对电流阻碍大小，感抗单位：欧（Ω）) ［师问］感抗的大小跟哪些因素有关？引导学生看书，然后总结.感抗X L：决定于线圈的自感系数和交变电流的频率.当线圈的自感系数越大，自感作用就越大，感抗越大；当交变电流的频率越高，电流变化越快，自感作用也越大.（出示扼流圈）线圈在电子技术中有广泛应用，有两种扼流圈，就是利用电感对交变电流的阻碍作用制成的.1.低频扼流圈观察构造：线圈绕在闭合铁芯上，线圈匝数多，故自感系数大.另外电阻小.分析得其作用：对低频交流电有较大阻碍作用，得：“通直流，阻交流”.2.高频扼流圈构造：线圈绕在铁氧体芯上，线圈匝数少，故自感系数小.分析得：对低频交变电流阻碍小，对高频交变电流阻碍大.“通低频，阻高频”.［演示二］演示实验，电路如图所示.观察实验现象：开关打到直流电上，灯泡不亮，开关打到交流电上，灯泡亮了.结论：直流电不能通过电容器，交流电能够通过电容器.［师问］电容器的两极板间是绝缘介质，为什么交流电能够通过呢？用CAI课件展示电容器接到交流电源上，充电、放电的动态过程.强调自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质，当电容器接交变电源上时，正极板上的电子向负极板上流，使两极板上聚集电荷增加，形成充电电流.当电源电压降低时，负极板上的电子通过电源流向正极板，两极板上的电荷中和掉一部分，形成放电电流.［演示］：将“1000μF,15 V”的电容器去掉，观察灯泡的亮度.现象：灯泡比原来电路中接电容器时变亮.说明：电容器对交变电流也有阻碍作用.容抗XC：表示电容器对交流电的阻碍作用大小，如同用电阻表示电阻器对电流阻碍作用大小，感抗表示线圈对交流电阻碍作用大小，单位都为：欧姆（Ω）.教师指出：容抗产生原因为“电容器极板上电荷的积累对电荷定向运动阻碍”.［师问］那么容抗跟什么因素有关？学生：阅读教材内容.［演示］将电路中的“1000μF”电容换成“200μF”电容器.观察现象：灯泡比原来“接1000 μF”电容器时暗.说明：容抗和电容器的电容值大小有关.实验表明：电容器的电容大小和交变电流的频率决定容抗.电容越大，在同样电压下电容器容纳电荷越多，因此充放电的电流越大，容抗就越小.交流电的频率越高，充放电就进行得越快，充放电流越大，容抗越小.即电容器的电容越大，交变电流频率越高，容抗越小.电容器具有“通交流，隔直流”“通高频，阻低频”特点.介绍电感和电容的广泛存在.三、巩固练习例如图，当交变电源的电压有效值是220 V，频率为50 Hz时，三只电灯的亮度相同；当仅将交流电源的频率改为100 Hz时，各灯亮度如何变化呢？分析：当f升高时，电容器的容抗变小，线圈的感抗变大，电阻器的电阻不变，故a灯变亮，b灯变暗，c灯不变.四、小结由于电感线圈中通过交变电流时，产生自感电动势，阻碍电流变化，对交变电流有阻碍作用.电感对交变电流阻碍作用大小，用感抗来表示.线圈自感系数越大，交变电流的频率越高，感抗越大，即线圈有“通直流、阻交流”或“通低频，阻高频”特征.交变电流“通过”电容器过程，就是电容器充放电过程.由于电容器极板上积累电荷反抗自由电荷做定向移动，电容器对交变电流有阻碍作用.用容抗表示阻碍作用大小.电容器的电容越大，交流的频率越高，容抗越小.故电容器在电路中有“通交流、隔直流”或“通高频、阻低频”特征.五、作业练习二写在作业本上六、板书设计七、本节优化训练设计1.有一电阻极小的导线绕制而成线圈，接在交流电上，如果电源电压峰值保持不变，比较下面哪种情况，通过线圈的电流强度最小A.所加电源频率为50 HzB.所加电源频率为100 HzC.所加电源频率为50 Hz，减少线圈匝数D.在线圈中加入铁芯，所加电源频率为100 Hz2.有两个电容分别为C1=5μF,C2=3μF两电容器，分别加在峰值一定的交流电源上，比较下列哪种情况通过电容器的电流强度最大A.在C1上加f=50 Hz的交变电流B.在C2上加f=50 Hz的交变电流C.在C1上加f=60 Hz的交变电流D.在C2上加f=60 Hz的交变电流3.一段长直导线接在交流电源上时电流强度I1，如果把这段长直导线密绕成线圈，现接入原电路，通过线圈的电流强度为I2，则A.I2>I1B.I2<I1C.I2=I1D.条件不足，无法比较参考答案：1.D2.C3.B。
教学：第三节 电感和电容对交变电流的影响
第三节电感和电容对交变电流的影响教学目标：（一）知识与技能1、理解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器．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．（二）过程与方法使学生理解如何建立新的物理模型而培养学生处理解决新问题能力．（三）情感态度与价值观1、通过电感和电容对交流电的阻碍作用体会事物的相对性与可变性．2、让学生充分体会通路与断路之间的辩证统一性．3、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度．教学重点：交流与直流的区别教学难点：感抗的概念及影响感抗大小的因素和容抗的概念及影响容抗大小的因素教学方法：讲授、启发、讨论教学用具：学生电源、灯泡、电感线圈、电容器教学过程：（一）引入新课：在直流电流电路中，电压、电流和电阻的关系遵从欧姆定律，在交流电路中，如果电路中只有电阻，例如白炽灯、电炉等，实验和理论分析都表明，欧姆定律仍适用．但是如果电路中包括电感、电容，情况就要复杂了．（二）新课教学：1、电感对交变电流的阻碍作用：实验：把一线圈与小灯泡串联后先后接到直流电源和交流电源上，观察现象：现象：接直流的亮些，接交流的暗些．引导学生得出结论：接交流的电路中电流小，间接表明电感对交流有阻碍作用．为什么电感对交流有阻碍作用？引导学生解释原因：交流通过线圈时，电流时刻在改变．由于线圈的自感作用，必然要产生感应电动势，阻碍电流的变化，这样就形成了对电流的阻碍作用．电感对电流阻碍作用的大小用感抗来表示。
问：感抗的大小与那些因素有关呢？引导学生回答自感系数大小的决定因素。
总结：感抗的大小与线圈的自感系数和交变电流的频率有关，线圈的感系数越大，电流的频率越大。
电感对交变电流的阻碍作用就越大，感抗也就越大。
介绍：自感现象在各种电器设备和无线电技术中有广泛的应用，自感线圈是交流电路中的重要原件。
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一、选择题
1．在交流电路中，要减小电容器的容抗，可以()
A．减小两极板的正对面积B．减小极板间的距离
C．适当增大交变电流的电压D．减小交变电流的频率
2．下列说法中正确的是()
A．电感对交流的阻碍作用是因为电感存在电阻
B．电容对交流的阻碍作用是因为电容器的电阻
C．感抗、容抗和电阻一样，电流通过它们做功时都是电能转化为内能
D．在交变电路中，电阻、感抗、容抗可以同时存在
3．关于电容器对交变电流的容抗，以下说法正确的是()
A．电容器内部是绝缘的，直流和交流都不能“通过”电容器
B．电容器接到交流上时，由于不断充电、放电，所以电容器对交流无影响
C．直流电的周期可认为很长，因此电容器对其容抗可以忽略
D．电容器有“隔直通交”，“通高频，阻低频”的作用
4．如图3－3－9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()
图3－3－9
A．P1＝P2B．P1＞P2
C．P1＜P2D．不能比较
5．当电容器接到交流电源的两端时，下列说法不．正确的是()
A．实际上自由电荷没有通过两极板间的绝缘介质
B．实际上自由电荷通过了两极板间的绝缘介质
C．实际上是电容器交替地进行了充电和放电
D．电路中有了电流，表现为交流“通过”了电容器
6．下列关于电容器、电感线圈在电路中的作用的说法不．正确的是()
A．交流电的频率越高，电流“通过”电容器的能力越强
B．交流电的频率越高，电流“通过”电感线圈的能力越弱
C．电容器在电路中的作用是通直流阻交流
D．电感线圈在电路中的作用是通低频阻高频
7．在图3－3－10所示电路中，L为电感线圈，灯泡电阻为R，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u＝2202sin100πt V，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100 Hz，下列说法正确的是()
图3－3－10
A．电流表示数增大B．电压表示数减小
C．灯泡变暗D．灯泡变亮
8．如图3－3－11所示，输入端的输入电压既有直流成分，又有交变电流成分(L的直流电阻等于R)，以下说法中正确的是()
图3－3－11
A．直流成分只能通过L
B．交变电流成分只能从R通过
C．通过R的既有直流成分，又有交变电流成分
D．通过L的交变电流成分比通过R的交变电流成分必定要多
9．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，经放大后送到下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输送到再下一级，可以采用如图3－3－12所示电路，其中a、b应选择的元件是()
图3－3－12
A．a是电容较大的电容器，b是低频扼流圈
B．a是电容较大的电容器，b是高频扼流圈
C．a是电容较小的电容器，b是低频扼流圈
D．a是电容较小的电容器，b是高频扼流圈
10．(2011年江苏模拟)用电流传感器可以清楚地演示一些电学元件对电路中电流的影响，如图3－3－13甲所示，在AB间分别接入电容器、电感线圈、定值电阻．闭合开关时，计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图乙a、b、c所示，则下列判断中正确的是()
图3－3－13
A．AB间接入定值电阻显示图象a
B．AB间接入电容器显示图象b
C．AB间接入电感线圈显示图象c
D．AB间接入电感线圈显示图象b
二、非选择题
11．如图3－3－14所示的甲、乙、丙三种电路是电子技术中的常用电路，a、b是输入端，其中高频成分用“ ”表示，低频成分用“～”表示，直流成分用“－”表示，则甲、乙、丙负载R上得到的电流的主要特征各是什么？
图3－3－14
12．如图3－3－15所示是电视机电源部分的滤波装置，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．
图3－3－15。