新步步高高二物理沪科版选修3-2学案：24探究电阻、电感和电容的作用含解析

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1、学案4探究电阻、电感和电容的作用［目标定位］1•知道电阻器对交流电的阻碍作用与对直流电的阻碍作用相同2能理解电感器、电容器对交变电流形成阻碍作用的原因.3.知道用感抗、容抗来表示电感器、电容器对交变电流阻碍作用的大小4能够分析简单电路中的电容器、电感器的作用.基础自学落实畫点互动探究知识•探究一、电阻器对交变电流的作用［问题设计］阅读教材相关内容，结合图1回答下列问题(力、3是规格相同的灯泡):图1(1)当开关S扳向交流电源时，两只灯泡的亮度是否相同？这说明什么问题？答案B比/更亮些，这说明电阻器

2、对交流电有阻碍作用.(2)把开关S扳向直流电源和交流电源，比较这两种情况下灯泡/的亮度有没有变化，这又说明什么问题？答案开关S扳向直流电源和交流电源，两种情况下灯泡/的亮度相同，这说明电阻器对交流的阻碍作用跟对直流的阻碍作用相同.［要点提炼］1•电阻器对交变电流和直流电的阻碍作用是担回的.2.在交流电路中，电阻定律和欧姆定律都成立.二、电感器对交变电流的作用［问题设计］如图2所示，把带铁心的线圈厶与小灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上，取直流电源的电压与交流电压的有效值相

3、等.甲乙图2(1)对比两种情况下灯泡的亮度有什么不同？说明了什么？(2)乙图中换用自感系数更大的线圈或调换频率更高的交流电源，灯泡的亮度有何变化？说明了什么？答案(1)甲图中灯泡比乙图中灯泡更亮，说明电感器对交变电流有阻碍作用.(2)不论是换用自感系数更大的线圈述是调换频率更高的交流电源，灯泡均变得更暗，说明线圈的自感系数越大，交流电的频率越高，线圈对交流电的阻碍作用越大.［要点提炼］1.感抗：电感器对交变电流的阻碍作用的大小.2.电感器的感抗是由变化的电流在线圈中产生的感应电动势引起的，与制成线

4、圈导体的电阻无关.3.电感器对交变电流的阻碍作用的大小用感抗疋表示，应=2耳仏.所以感抗的两个决定因素：⑴电感器的电感量(口感系数)；⑵交变电流的频率.4.电感器在电路屮的作用(1)通直流，阻交流；⑵通低频，阻宣频.三、电容器对交变电流的作用［问题设计］如图3甲、乙所示，把灯泡和电容器串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上，观察灯泡的发光情况.(1)分析电容器能通交流的原因.(2)若把图乙中的电容器去掉，变成图丙所示电路，会发生什么现象？说明了什么？(3)在图乙中，改变电容器的电

5、容和电源频率，灯泡亮度会有什么变化？答案(1)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，电荷从极板上流出，在电路屮形成放电电流.电容器交替进行充电和放电，电路川就有了电流，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)灯泡变得比乙中亮，说明电容器对交变电流有阻碍作用.(3)电容变大时，灯泡变亮；频率增大时，灯泡变亮.［要点提炼］1.容抗：电容器对交变电流

6、的阻碍作用的大小.2.电容器对交变电流的阻碍作用：电源电压推动自rh电荷定向移动时，电容器极板上积累的电荷会阻碍自市电荷向此方向做定向运动，这就产生了电容器对交变电流的阻碍作用.3.电容器对交变电流的阻碍作用的大小用容抗屁表示,屁=煤，所以决定容抗的两个因素:(1)电容器的电容量；(2)交变电流的频率.4.电容器能通交变电流，并不是电荷真的穿过了电容器.5.电容器在电路屮的作用：通交流，阻直流，通區频，阻低频.四、电阻、感抗、容抗的对比1.容抗的大小除了与电容自身的性质有关，还与交变电流的频率有关

7、•频率越高，容抗越企(填“大”或“小”)2.感抗的大小除了与电感线圈白身的性质有关外，还与交变电流的频率有关，频率越高，感抗越尢(填“大”或“小”)3.电阻无论对直流还是交流，阻碍作用相同，只取决于电阻本身.、典例精析一、对感抗的理解【例1】如图4所示实验电路中，若直流电压和交流电压的有效值相等，S为双刀双掷开关，下面叙述正确的是()A.当S掷向a、b时灯较亮，掷向c、d时灯较暗A.当S掷向°、b时灯较暗，掷向c、〃时灯较亮B.S掷向c、d,把电感线圈中的铁心抽出时灯变亮C.S掷向c、d,电源电压

8、不变，而使频率减小时，灯变暗解析线圏对恒定电流无感抗，对交变电流有感抗，当交流电频率减小时，感抗变小，灯变亮，并且是有铁心时感抗更大，故铁心抽出时灯变亮.答案AC二、对容抗的理解【例2】如图5所示，接在交流电源上的灯泡正常发光，以下说法正确的是（）——®——图5A.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枳，灯泡变暗D.使交变电流频率减小，灯泡变暗解析把电介质插入电容器，电容变大，容抗变小，电容器对交变电流阻碍作用变小，所以灯