通用版2018_2019版高中物理第五章交变电流5.3电感和电容对交变电流的影响学案新人教版选修3_

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1、3　电感和电容对交变电流的影响[学习目标]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．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．是表征电感器对交变电流的阻碍作用的大小的物理量．2．线圈的自感系数越大，交流电的频率越高，电感线圈对交变电流的阻碍作用越大．3．电感线圈在电路中的作用：通直流，阻交流；通低频，阻高频．二、电容器对交变电流的阻碍

2、作用1．电容器接到交流电源两端时，交替地进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流“通过”了电容器．2．电容器在电路中的作用：通交流，隔直流；通高频，阻低频．3．电容器的电容越大，交流电的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用越小．[即学即用]1．判断下列说法的正误．(1)线圈的匝数越多，对同一个交变电流的阻碍作用就越大．(　√　)(2)线圈对交变电流的阻碍作用随着交变电流的频率的变大而减小．(　×　)8(3)电流通过电容器，并不是电荷穿过电容器两极板间的绝缘层到达另一极板，而是电容器不断地充放电的表现．(　√　)(4)电

3、容器的电容越大，对同一交变电流的阻碍作用就越大．(　×　)2．在频率为f的交变电流电路中，如图1所示，当开关S依次分别接通R、C、L支路，这时通过各支路的电流有效值相等．若将交变电流的频率提高到2f，维持其他条件不变，则通过R的电流有效值_____，通过C的电流有效值______，通过L的电流有效值_____．(选填“不变”“变大”或“变小”)图1答案　不变　变大　变小一、电感器对交变电流的阻碍作用[导学探究]　如图2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，再把它们接到有效值等于直流电源电压的交流电

4、源上．图2(1)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．[知识深化]交变电流通过电感器时，由于电流时刻在变化，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．例1　(

5、多选)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为双刀双掷开关，下面叙述正确的是(　　)8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，灯变暗答案　AC解析　线圈对直流无感抗，对交变电流有感抗，当交流电频率减小时，感抗变小，灯变亮；有铁芯时感抗更大，故铁芯抽出时灯变亮．二、电容器对交变电流的阻碍作用[导学探究]　如图4甲、乙所示，把灯泡和电容器串联起来，先把它们接

6、到直流电源上，再把它们接到交流电源上．图4(1)观察灯泡的发光情况，并分析原因．(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？说明了什么？答案　(1)甲图中的灯泡不亮，乙图中的灯泡亮．甲图中的电源是直流电源，电容器在电路中是断路，电路中没有电流，灯泡不亮．乙图中的电源是交流电源，把交流电源接到电容器两个极板上后，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，灯泡就亮了，但实际上自由电荷并没有通过电容器两

7、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)电容越大，灯泡越亮；频率越高，灯泡越亮．电容器的电容和交变电流的频率都对电容器对交变电流的阻碍作用有影响．[知识深化]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电荷的定向移动，其表现就是电容器对交流电的阻碍作用．例28　如图5所示，电路由交流电源供电，最大电压保持不变，如果交变电流的频率升高，则下列说法中正确的是(　　)图5A．电容器上的电荷量最大值增大B．电容器的容抗增大C．电路中灯泡

8、的亮度变亮D．电路中灯泡的亮度变暗答案　C解析　当交变电流的频率升高时，电容器的容抗减小，灯泡的亮度变亮，灯泡两端的电压变大，故选项C正确，选项B、D错误；由Q＝CU可知，选项A错误．交变电流不同于直流，交变电流能“通过”电容器.交变电流的频率改变，电容器的容抗改变，电容器两端的电压变化，灯泡两端的电压