18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3_2
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Δ������ E=LΔ������,总是阻碍电流的变化。如果交变电流流
典题例解 【例 1】 (多选题)在如图所示的电路中,L 为电感线圈,R 为灯 泡的电阻,电流表内阻为零,电压表内阻无限大,交流电源的电压 U=220√2sin 100πt V。若保持电源电压有效值不变,只将电源频率 改为 100 Hz,下列说法正确的有 ( )
一、
电感对交变电流的阻碍作用
知识精要 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变化的,这就是线圈的电 感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“XL”表示,XL=2πfL=ωL, 其中 f 是交变电流的频率,L 是线圈的自感系数。
预习交流 1 电感对交变电流的阻碍作用是怎样形成的? 答案: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,自感电动势总是阻碍电流的变化,就形成了对交变电流的 阻碍作用。 2.电容器的容抗及其应用 (1)容抗: 电容器对交流有一定的阻碍作用。 (2)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。 (3)电路中的电流: 通过实验可以看到交变电流能够通过电容器,其实自由电荷并 未通过极板间的绝缘介质,只是在交流电压的作用下,电容器交替进 行充电和放电,电路中就有了电流。
3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电感和电容对交变电流的影响
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1.通过实验了解电感对交变电流的阻碍作用,能说出 感抗与哪些因素有关。 2.通过实验了解电容对交变电流的阻碍作用,能说出 容抗与哪些因素有关。 3.能利用电感和电容对交变电流的影响分析交变电 路。 重点:分析不同电感、电容对不同频率交变电流的 阻碍作用。 难点:电感、电容对交变电流的作用规律。
学习目标
重点难点
激趣诱思
我们知道,把白炽灯和电容器串联后接通直流电源,白炽灯不亮, 但是若改接交流电源,灯泡就亮了,是不是很奇特?这是为什么呢? 用一灯泡和一段直导线串联接交流电源,灯泡发光,若把这段导 线缠绕成线圈再接入原电路,灯泡亮度竟然减弱,这又是为什么呢?
简答:因为接交变电流,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,所以灯泡就亮了。 当把导线绕成线圈时,有电感,当然就有感抗,对交变电流有阻碍 作用,因此电流比先前要小,灯泡亮度减弱。
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 思路分析:解答本题时应把握以下两点: (1)感抗与交变电流的频率的关系。 (2)闭合电路的电压关系。
解析:由 U=220√2sin 100πt V,可得电源原来的频率为
100π 2π
������ f= 2π
=
Hz=50 Hz。
当电源频率由原来的 50 Hz 增为 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,选项 A 错误。 灯泡的电阻 R 是一定的,电流减小时,实际消耗的电功率 (P=I2R)减小,灯泡变暗,选项 C 正确,D 错误。 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 两端电压为 UR,则电源电压的有效值为 U=UL+UR。 因 UR=IR,故电流 I 减小时,UR 减小。因电源电压有效值保持不 变,故 UL=(U-UR)增大,选项 B 正确。
思考探究 1.自感电动势 过电感线圈,会受到怎样的影响? 答案:交变电流的大小和方向不断变化,而线圈的自感电动势总 是阻碍电流的变化,所以电感线圈对交变电流有阻碍作用。 2.电感线圈对不同频率的交变电流影响有何不同?
变电流的阻碍作用越大。 答案:交流电频率越高,Δ������越大,线圈中的自感电动势越大,对交
预习交流 2 判断正误: (1)绕制线圈的导线的电阻可以忽略时,线圈对交变电流没有阻 碍作用。 ( ) (2)交变电流的频率越高,电感对它的阻碍作用越大。 ( ) (3)高频扼流圈可以“通高频,阻低频”。( ) (4)直流电能通过电容器。 ( ) (5)电容器的电容越大,容抗就越大。 ( ) (6)电气设备和电子仪器的金属外壳都应该接地。 ( ) 答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√
答案:BC
内部文件，请勿外传
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 根据不同线圈对交变电流的阻碍作用不同分类: (1)低频扼流圈: 构造:闭合铁芯、绕在铁芯上的线圈。 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”。 (2)高频扼流圈: 构造:它的线圈有的是绕在圆柱形的铁氧体芯上或空心。 特点:匝数少,自感系数 L 小。它只对频率很高的交流产生很大 的阻碍作用,而对低频交流的阻碍作用较小,故高频扼流圈的作用为 “通直流、通低频,阻高频”。
预习导引
1.电感器的感抗及其应用 (1)感抗: 电感对交流的阻碍作用。 (2)影响感抗的因素: 电感器的自感系数和交变电流的频率。自感系数越大,交变电 流的频率越高,感抗越大。 (3)感抗的应用: 类型区别 自感系数 特性 低频扼流圈 较大 通直流、 阻交流 高频扼流圈 较小 通直流、通低频, 阻高频
Δ������ E=LΔ������,总是阻碍电流的变化。如果交变电流流
典题例解 【例 1】 (多选题)在如图所示的电路中,L 为电感线圈,R 为灯 泡的电阻,电流表内阻为零,电压表内阻无限大,交流电源的电压 U=220√2sin 100πt V。若保持电源电压有效值不变,只将电源频率 改为 100 Hz,下列说法正确的有 ( )
一、
电感对交变电流的阻碍作用
知识精要 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变化的,这就是线圈的电 感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“XL”表示,XL=2πfL=ωL, 其中 f 是交变电流的频率,L 是线圈的自感系数。
预习交流 1 电感对交变电流的阻碍作用是怎样形成的? 答案: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,自感电动势总是阻碍电流的变化,就形成了对交变电流的 阻碍作用。 2.电容器的容抗及其应用 (1)容抗: 电容器对交流有一定的阻碍作用。 (2)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。 (3)电路中的电流: 通过实验可以看到交变电流能够通过电容器,其实自由电荷并 未通过极板间的绝缘介质,只是在交流电压的作用下,电容器交替进 行充电和放电,电路中就有了电流。
3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
电感和电容对交变电流的影响
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1.通过实验了解电感对交变电流的阻碍作用,能说出 感抗与哪些因素有关。 2.通过实验了解电容对交变电流的阻碍作用,能说出 容抗与哪些因素有关。 3.能利用电感和电容对交变电流的影响分析交变电 路。 重点:分析不同电感、电容对不同频率交变电流的 阻碍作用。 难点:电感、电容对交变电流的作用规律。
学习目标
重点难点
激趣诱思
我们知道,把白炽灯和电容器串联后接通直流电源,白炽灯不亮, 但是若改接交流电源,灯泡就亮了,是不是很奇特?这是为什么呢? 用一灯泡和一段直导线串联接交流电源,灯泡发光,若把这段导 线缠绕成线圈再接入原电路,灯泡亮度竟然减弱,这又是为什么呢?
简答:因为接交变电流,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,所以灯泡就亮了。 当把导线绕成线圈时,有电感,当然就有感抗,对交变电流有阻碍 作用,因此电流比先前要小,灯泡亮度减弱。
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 思路分析:解答本题时应把握以下两点: (1)感抗与交变电流的频率的关系。 (2)闭合电路的电压关系。
解析:由 U=220√2sin 100πt V,可得电源原来的频率为
100π 2π
������ f= 2π
=
Hz=50 Hz。
当电源频率由原来的 50 Hz 增为 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,选项 A 错误。 灯泡的电阻 R 是一定的,电流减小时,实际消耗的电功率 (P=I2R)减小,灯泡变暗,选项 C 正确,D 错误。 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 两端电压为 UR,则电源电压的有效值为 U=UL+UR。 因 UR=IR,故电流 I 减小时,UR 减小。因电源电压有效值保持不 变,故 UL=(U-UR)增大,选项 B 正确。
思考探究 1.自感电动势 过电感线圈,会受到怎样的影响? 答案:交变电流的大小和方向不断变化,而线圈的自感电动势总 是阻碍电流的变化,所以电感线圈对交变电流有阻碍作用。 2.电感线圈对不同频率的交变电流影响有何不同?
变电流的阻碍作用越大。 答案:交流电频率越高,Δ������越大,线圈中的自感电动势越大,对交
预习交流 2 判断正误: (1)绕制线圈的导线的电阻可以忽略时,线圈对交变电流没有阻 碍作用。 ( ) (2)交变电流的频率越高,电感对它的阻碍作用越大。 ( ) (3)高频扼流圈可以“通高频,阻低频”。( ) (4)直流电能通过电容器。 ( ) (5)电容器的电容越大,容抗就越大。 ( ) (6)电气设备和电子仪器的金属外壳都应该接地。 ( ) 答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√
答案:BC
内部文件，请勿外传
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 根据不同线圈对交变电流的阻碍作用不同分类: (1)低频扼流圈: 构造:闭合铁芯、绕在铁芯上的线圈。 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”。 (2)高频扼流圈: 构造:它的线圈有的是绕在圆柱形的铁氧体芯上或空心。 特点:匝数少,自感系数 L 小。它只对频率很高的交流产生很大 的阻碍作用,而对低频交流的阻碍作用较小,故高频扼流圈的作用为 “通直流、通低频,阻高频”。
预习导引
1.电感器的感抗及其应用 (1)感抗: 电感对交流的阻碍作用。 (2)影响感抗的因素: 电感器的自感系数和交变电流的频率。自感系数越大,交变电 流的频率越高,感抗越大。 (3)感抗的应用: 类型区别 自感系数 特性 低频扼流圈 较大 通直流、 阻交流 高频扼流圈 较小 通直流、通低频, 阻高频