变电流5_3电感和电容对交变电流的影响课件新人教版选修3_2.ppt

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1、第3节 电感和电容对交变电流的影响, 学习目标定位 1通过实验理解电感对交流电的阻碍作用，知道感抗的物理意义及影响因素 2通过实验理解电容对交变电流的阻碍作用，知道容抗的物理意义及影响因素 3了解电容和电感在电工和电子技术中的应用，能够分析简单电路中的电容、电感的作用,课前预习 自主学习,基础知识梳理,一、电感对交变电流的阻碍作用 1实验探究 如图所示，直流电源的电压和交流电源的电压的 相等(1)实验现象 接通 流电源时，灯泡亮些，接通 流电源时，灯泡暗些 (2)实验结论 电感线圈对交变电流有 作用,有效值,直,交,阻碍,2感抗 (1)定义 电感对 的阻碍作用的大小用感抗表示 (2)特点 线圈

2、的自感系数越 ，交流的频率越 ，电感对交流的阻碍作用就越大，线圈的感抗就越大,交流,大,高,二、交变电流能够通过电容器 1直流 通过电容器，原因是电容器的两个极板被绝缘介质隔开了 2电容器接到交流电源的两端时，电压不断变化，电容器交替地进行 电和 电，电路中就有了电流，实际上自由电荷 通过两极板间的绝缘介质,不能,充,放,没有,(1)实验现象 接通 电源时，灯泡不亮，接通 流电源时，灯泡发光 (2)实验结论可以通过电容器， 不能通过电容器,直流,交,交变电流,直流,2容抗 (1)定义 电容器对 的阻碍作用的大小用容抗表示 (2)特点 电容器的电容越 ，交流的频率越 ，电容器对交流的阻碍作用就越

3、小，电容器的容抗就越小,交流,大,高,知识精讲 易错辨析,教材要点解读,要点一 电感对交变电流的阻碍作用,电感线圈对交变电流的阻碍作用的本质是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,要点二 电容器对交变电流的阻碍作用,电容器的两极板之间是绝缘的，不论是恒定电流还是交变电流，自由电荷都不能通过两极板之间的绝缘体(电介质),如图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【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

4、，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芯正常工作 【答案】 见解析,例 1,【方法总结】 (1)电感有“通直流，阻交流；通低频，阻高频”的特性，于是在实际应用中出现了低频扼流圈(即自感系数大的线圈)和高频扼流圈(即自感系数小的线圈) (2)电容器有“通交流，隔直流；通高频，阻低频”的特性，于是在实际应用中出现了“隔直电容器(即电容很大的电容器)”和“高频旁路电容器(即电容较小的电容器)”,某电源输出的电流中既有

5、交流又有直流成分，如果需要在R上得到直流成分，应在如图所示电路中的A、B两处连接合适的元件合理的连接方式是( )AA、B处均接电感 BA、B处均接电容 CA处接电感，B处接电容 DA处接电容，B处接电感,变式训练 1-1,解析：电感线圈通直流阻交流，交流频率越大，阻碍作用越大；电容器隔直流通交流，交流频率越小，阻碍作用越大；A处应该接电感，阻挡高频交流信号，B处接电容，可以旁路低频交流信号，C选项正确 答案：C,要点三 电阻、感抗、容抗的对比,(1)电感器和电容器在交变电流的电路中，电压和电流有效值的分配关系同恒定电流的电路 (2)交变电流电路中的电感器中，电能和磁场能之间相互转化，本身不消耗

6、电能 (3)交变电流电路中的电容器中，电能和电场能之间相互转化，本身不消耗电能,(多选)(2017衡阳模拟)如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C并联，三个支路中分别接有一灯泡接入交流电源后，三盏灯亮度相同若保持交流电源的电压不变，使交变电流的频率增大，则以下判断正确的是( )A与电容器C连接的灯泡L2将变亮 B与线圈L连接的灯泡L1将变暗 C与电阻R连接的灯泡L3将变暗 D三盏灯泡的亮度都不会改变,例 2,【解析】 电感线圈对交流电的阻碍作用与交流电的频率成正比，电容对交流电的阻碍作用与交流电的频率成反比，当交流电频率增大时，电感线圈L的阻碍作用增大，电容对交流电的阻碍作用变小，电阻R的阻

7、碍作用不变，故与L相连的灯泡L1将变暗，与电容C连接的灯泡L2变亮，与R相连接的灯泡L3亮度不变，A、B选项正确，C、D选项错误 【答案】 AB,【方法总结】 电阻对交变电流的阻碍作用与电流的频率无关，只由本身决定 感抗、容抗大小的决定因素： (1)感抗：感抗的大小决定于线圈的自感系数L和交流电的频率f.线圈的自感系数越大，交流电的频率越高，线圈的感抗就越大 (2)容抗：容抗的大小决定于电容器电容的大小C和电流的频率f，交变电流的频率越高，电容越大，容抗就越小,(多选)两个相同的白炽灯L1和L2接到如图所示的电路中，灯L1与电容器串联，灯L2与电感线圈串联，下列说法正确的是( )A当a、b间接

8、恒定电压，电键闭合瞬间，流过L1的电流小于流过L2的电流 B当a、b间接恒定电压，电键断开瞬间，流过L1的电流等于流过L2的电流,变式训练 2-1,C当a、b间接交变电压，电路稳定后，增加交变电压的频率，L1亮度变亮，L2亮度变暗 D当a、b间接交变电压，电路稳定后，增加交变电压的最大值，L1亮度变亮，L2亮度变暗 解析：当a、b间接恒定电压，电键闭合瞬间，电容器开始充电，而电感线圈发生自感现象，相当于断路，故流过L1的电流大于流过L2的电流，A选项错误；当a、b间接恒定电压，电键断开瞬间，电容器开始放电，电感线圈发生自感现象，相当于电源，两者电流流向相同，分别流过两个小灯泡，故流过L1的电流

9、等于流过L2的电流，B选项正确；,当a、b间接交变电压，电路稳定后，增加交变电压的频率，感抗增大，容抗减小，L1亮度变亮，L2亮度变暗，C选项正确；当a、b间接交变电压，电路稳定后，增加交变电压的最大值，两灯泡均变亮，D选项错误 答案：BC,知识反馈 自查自评,课堂巩固训练,1.电感和电容对交流电的阻碍作用的大小不但跟电感、电容本身有关，还跟交流电的频率有关，下列说法中正确的是( ) A电感是通直流、阻交流，通高频、阻低频 B电容是通直流、阻交流，通高频、阻低频 C电感是通直流、阻交流，通低频、阻高频 D电容是通交流、隔直流，通低频、阻高频 解析：电感的特性是通直流，阻交流，通低频，阻高频，A

10、选项错误，C选项正确；电容器的特性是通交流，隔直流，通高频，阻低频，B、D选项错误 答案：C,2(2017太原期中)如图所示电路中AB两端加交流电压u141sin157t(V)时，小灯泡发光若AB间电压变换为如下四种情况时(小灯泡都没有被烧毁)，可以使小灯泡亮度增加的是( )A直流电压141 V B直流电压100 V C交流电压u141sin100t(V) D交流电压u141sin314t(V),解析：直流电路不能通过电容器，电容器连在直流电路中相当于断路，小灯光不能发光，A、B选项错误；根据电容器对交流的阻碍作用可知，通交流、隔直流，通高频，阻低频交流的频率越大，电容器对交流的阻碍作用越小，

11、灯泡越亮，C选项错误，D选项正确 答案：D,3为研究电阻、电容和电感对交变电流的影响，李老师设计了一个演示实验，装置如图所示两个电路接在完全相同的交流电源上a、b、c、d、e、 f为6只完全相同的小灯泡，a、b各串联一个电阻，c、d各串联一个电容器，e、 f各串联一个相同铁芯匝数不同的线圈电阻、电容、线圈匝数的值如图所示老师进行演示时，接上交流电源，进行正确的操作下列对实验现象的描述及分析正确的是( ),Aa、b灯相比，a灯更亮，说明串联电阻不同，对交流电的阻碍作用不同 Bc、d灯均不发光，说明电容器对交流电产生阻隔作用 Cc、d灯均能发光，但c灯更亮，说明电容越大，对交流电的阻碍作用越小 D

12、e、f灯均能发光，但f灯更亮，说明自感系数越大，对交流电的阻碍作用越小,解析：a、b灯相比，a灯所在支路的电阻大，根据欧姆定律可知，流过a灯的电流小，更暗，A选项错误；交变电流可以通过电容器，故c、d灯均发光，B选项错误；电容越大，对交流的阻碍作用越小，故c灯更亮，C选项正确；线圈匝数越多，对交变电流阻碍作用越大，故e、f灯均能发光，但f灯更暗，D选项错误 答案：C,4如图所示电路中，当把开关S由1扳到2时，下列说法中正确的是( )A电流立刻达到最大值，然后才开始减小 B电流不能立刻达到最大值，直到放电完毕时，电流才达到最大值 C电场强度逐渐减弱到零，这时电流也为零 D电场强度立刻减小到零，电

13、流立刻达到最大值,解析：根据电容和电感的特性可知，当把开关S由1扳到2时，电容器开始放电，电场强度逐渐减弱，由于电感线圈的阻碍作用，电流不能立刻达到最大值，直到放电完毕时，电流才达到最大值，此时电场强度为零，B选项正确 答案：B,5如图所示，分别将甲、乙两图中的双刀双掷开关依次接到电压相等的直流电源和交流电源上，灯泡的亮度有什么不同？为什么？解析：甲图中，电路中有一电感线圈，对交变电流有阻碍作用，所以S接直流电源时，灯泡亮些，S接交流电源时，灯泡暗些乙图中，电路中有一电容器，在直流电压下表现为断路，在交变电压下通过电容器的交替充、放电过程表现为通路所以S接直流电源时灯泡不亮，S接交流电源时，灯泡发光 答案：见解析,