2018_2019学年高中物理第五章交变电流第3节电感和电容对交变电流的影响学案.docx

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1、第3节　电感和电容对交变电流的影响　1.通过演示实验，了解电感器和电容器对交变电流的阻碍和导通作用．　2.知道感抗和容抗的物理意义以及与哪些因素有关．3．能够分析简单电路中的电容器、电感器的作用．一、电感器对交变电流的阻碍作用1．实验探究(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)实验电路：　取直流电源的电压与交流电压的有效值相等．(3)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．(两个空均选填“亮些”或“暗些”)(4)实验结论：电感线圈对交变电流有阻碍作用．2．感抗(1)物理

2、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．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1．交变电流能够通过电容器(1)实验电路(如图)．(2)实验现象：电路中串有电容器时，接通直流电源，灯泡不亮；接通交流电源，灯泡亮．(3)实验结论：交变电流能够通过电容器，直流不能通过电容器．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

3、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．判一判　(1)绕制线圈的导线的电阻可以忽略时，线圈对交流没有阻碍作用．(　　)(2)交流电的频率越高，电感对交流的阻碍作用越大．(　　)(3)直流电流能通过电容器．(　　)(4)电容器的电容越大，容抗就越大．(　　)提示：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×做一做　如图所示，当交流电源的电压为220V，频率为50Hz时，三只灯泡L1、L2、L3亮度相同．若保持交流电源的电压不变，只将其频率改变为100Hz，则(　　)A．L1、L2

4、、L3亮度都比原来亮B．只有L1的亮度比原来亮C．只有L2的亮度比原来亮D．只有L3的亮度比原来亮提示：选B.由图可知，并联电路中L3、L2、L1分别与电阻R、电感线圈L、电容器C串联，增大交流电源的频率，对电阻R的阻抗无影响，电感线圈L的感抗增大，电容器C的容抗减小，所以L1的亮度增加，L2的亮度减小，L3的亮度不变．故选B.　对感抗和容抗的理解1．感抗的成因：交变电流通过电感器时，由于电流时刻都在变化，因此在线圈中就会产生自感电动势，而自感电动势总是阻碍原电流的变化，故电感器对交变电流产生阻碍作用．2．影响感

5、抗大小的因素感抗的大小由线圈的自感系数L和交变电流的频率f共同决定．用XL表示，则XL＝2πfL.3．容抗的成因(1)当接到交流电源上时，电源使导线中的自由电荷向某一方向定向移动，对电容器进行“充放电”．(2)电容器在充放电的过程中，电容器两极板上聚集着等量异种电荷，从而在两极板间存在着电场，此电场的电场力阻碍着电荷的定向移动，其表现就是电容器在交变电流通过时的阻碍作用．4．影响容抗大小的因素(1)电容器的电容：电容器的电容越大，电容器容纳电荷的本领就越大，即在容纳相同电荷的情况下，电容大时电压小，电场力对电荷充

6、电时的阻碍作用力就小，所以容抗就小．(2)交流的频率：交流的频率越高，充电和放电的时间就短，相同电路电容器上聚集的电荷就少，电容器所达到的电压就小，排斥充电和放电的电场力就小，从而阻碍作用就小，所以容抗就小．用XC表示，则XC＝.命题视角1　对感抗的理解　(2018·辽宁大连得胜中学测试)一个灯泡通过一个由粗导线绕制的线圈与一交流电源相连接，如图所示．若将一铁块插进线圈之后，该灯将(　　)A．变亮　　　　　　　　　　B．变暗C．没有影响D．无法判断[解析]　线圈和灯泡是串联的，因此加在串联电路两端的总电压一定是线

7、圈上的电压与灯泡上的电压之和．由墙上插孔所提供的220V电压，一部分降落在线圈上，剩余的降落在灯泡上．如果一个大电压降落在线圈上，则仅有一小部分电压降落在灯泡上．当铁块插进线圈时，线圈的自感系数变大，线圈上分得的电压变大．灯泡上电压变小，将变暗．故B正确．[答案]　B命题视角2　对容抗的理解　(多选)如图所示，白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端，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[思路点拨](1)容抗与交变电流频率的关系．(2)闭合电路的电压关系．[解析

8、]　由频率增加可知，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，故选A、D.[答案]　AD命题视角3　对电阻、感抗、容抗的比较　(2018·甘肃兰州一中测试)在频率为f的交变电路中，如图所示，把开关S依次分别接通R、C、L支路，这时通过各支路的电流的有效值相等．若将交变电流的频率提高到2f，维持其他条件不变，则下列几种说法中不正确的是(　　)