高中物理 第二章 交变电流 电感器对交变电流的作用 电容器对交变电流的学案 粤教版选修3-2

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1、学案4　电感器对交变电流的作用　电容器对交变电流的作用[学习目标定位]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．1．线圈的长度越长，线圈的横截面积越大，匝数越多，线圈的自感系数越大，线圈有铁芯时比无铁芯时自感系数大得多．2．平行板电容器的电容决定式C＝，电容的定义式C＝.3．由于线圈本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象叫自感现象．一、电感器对交变电流的作用1．认识电感器电感器由绝缘导线一圈紧

2、靠一圈地绕制而成，又被称为电感线圈．它能把外部电路的电能储存在电感器内部的磁场中．2．电感器对交变电流的作用(1)电感器对恒定电流是导通的，对交变电流有阻碍作用．(2)电感器的自感系数越大，交变电流的频率越高，电感器对交变电流的阻碍作用就越大．(3)低频扼流圈和高频扼流圈①低频扼流圈：通直流、阻交流．②高频扼流圈：通直流、通低频、阻高频．二、电容器对交变电流的作用1．电容器仅让交变电流通过．2．电容器对交变电流的作用电容器的电容越大，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．3．隔直电容器和高

3、频旁路电容器隔直电容器：通交流、隔直流．高频旁路电容器：通高频、阻低频．一、电感器对交变电流的作用[问题设计]如图1所示，把带铁芯的线圈L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等．图1(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还是调换频

4、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．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，与制成线圈导体的电阻无关．2．感抗的两个决定因素：(1)线圈的自感系数；(2)交变电流的频率．3．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．二、电容器对交变电流的作用[问题设计]如图2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．图2(1)分析电容器

5、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)灯泡变得比乙中亮，说明

6、电容器对交变电流有阻碍作用．(3)电容变大时，灯泡变亮；电源频率增大时，灯泡变亮．[要点提炼]1．电容器能通交变电流，并不是电荷真的穿过了电容器．2．电容器对交变电流的阻碍作用：电源电压推动自由电荷定向移动时，电容器极板上积累的电荷会阻碍自由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．决定容抗的两个因素：电容器的电容和交流电的频率．4．电容器在电路中的作用：通交流，阻直流，通高频，阻低频．一、对感抗的理解例1　(双选)如图3所示实验电路中，若直流电压和交变电压的有效值相等，S为双刀双

7、掷开关，下面叙述正确的是(　　)图3A．当S掷向a、b时灯较亮，掷向c、d时灯较暗B．当S掷向a、b时灯较暗，掷向c、d时灯较亮C．S掷向c、d，把电感线圈中的铁芯抽出时灯变亮D．S掷向c、d，电源电压不变，而使频率减小时，灯变暗解析　线圈对恒定电流无感抗，对交变电流有感抗，当交流电频率减小时，感抗变小，灯变亮，并且是有铁芯时感抗更大，故铁芯抽出时灯变亮．答案　AC二、对容抗的理解例2　(双选)如图4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4A．把电介质插入电容器，灯泡变暗B．增大电

8、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，所以灯泡变亮，故A错误；增大电容器两极板间的距离，电容变小，电容器对交变电流阻碍作用变大，所以灯泡变暗，故B错误；减小电容器两极板间的正对面积，电容变小，灯泡变暗，故C正确；使交变电流频率减小，电容器对交变电流阻碍作用变大，灯泡变暗，故D正确．答案　C