第05章 第3课时 电感和电容对交变电流的影响-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（人教版选修3-2）浙江专用

第3课时　电感和电容对交变电流的影响 [研究选考·把握考情] 知识内容[来源:学科网ZXXK][来源:学科网][来源:Zxxk.Com][来源:学科网][来源:学科网] 电感和电容对交变电流的影响[来源:学科网ZXXK][来源:学科网ZXXK] 考试要求[来源:Z+xx+k.Com] 加试b 教学要求 1.知道电感器对交变电流有阻碍作用 2.知道电感器对交变电流的阻碍作用与电感器的自感系数、交变电流的频率有关 3.知道电感器具有“阻交流、通直流”和“阻高频、通低频”的特点 4.知道交变电流能“通过”电容器的本质是电容器交替地进行充、放电 5.知道电容器对交变电流的阻碍作用与电容器的电容、交变电流的频率有关 6.知道电容器具有“隔直流、通交流”和“阻低频、通高频”的特点 7.能利用电感器、电容器的特点定性分析简单的问题 8.进一步认识交变电流与直流的区别 说明 不要求知道感抗、容抗的概念 知识点一　电感器对交变电流的阻碍作用 [基 础 梳 理] 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.影响电感对交变电流阻碍作用强弱的因素 线圈的自感系数越大，交流的频率越高，对交变电流的阻碍作用越强。 3.电感线圈的类型及应用 　　类型 区别　　 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 [要 点 精 讲] 1.阻碍作用产生的原因：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.影响阻碍作用大小的因素 阻碍作用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。 【例1】 在如图1所示的电路中，L为电感线圈，D为灯泡，电流表的内阻为0，电压表的内阻无限大，交流电源的电压为u＝220sin (100πt) V。若保持电压的有效值不变，只将电源的频率改为100 Hz，下列说法中正确的是(　　) 图1 A.电流表的示数增大 B.电压表的示数增大 C.灯泡变暗 D.灯泡变亮 解析　由u＝220 Hz＝50 Hz，当电源的频率由原来的50 Hz增大为100 Hz时，线圈的阻碍作用增大，在电压不变的情况下，电路中的电流减小，选项A错误；灯泡D的电阻是一定的，电流减小时，灯泡D实际消耗的电功率P＝I2R减小，灯泡D变暗，选项C正确，选项D错误；电压表与电感线圈并联，其示数为线圈两端的电压UL；设灯泡D两端的电压为UD，则电源电压的有效值为U＝UL＋UD，因UD＝IR，故电流I减小时，UD减小，因电源电压的有效值保持不变，故UL＝U－UD增大，选项B正确。 ＝sin 100πt V，可得电源原来的频率为f＝ 答案　BC 【跟踪训练1】 一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图2所示，一块铁插进线圈之后，该灯将(　　) 图2 A.变亮 B.变暗 C.没有影响 D.无法判断 解析　在线圈内由于磁场变化而产生的感应电动势总是反抗电流变化。正是这种反抗变化的特性(电惰性)使线圈产生了对交变电流的阻碍作用。加入铁芯改变了电感的自感系数，自感系数增大，对交变电流的阻碍作用增大，线圈的电压增大，灯泡上的电压减小，所以灯变暗，B项正确。 答案　B 【跟踪训练2】 如图3是可调灯泡亮度的台灯电路示意图，其中电路更合理的是________。 图3 解析　乙中调节L可达到调节台灯两端电压的作用，从而调节台灯的亮度。甲图也可调节台灯的亮度，但变阻器要消耗电能，故甲图不合理。 答案　乙 知识点二　电容器对交变电流的阻碍作用 [基 础 梳 理] 1.交变电流能够通过电容器： (1)实验电路(如图4)： 图4 (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.影响电容器对交变电流阻碍作用大小的因素 电容器的电容越大，交流的频率越高，阻碍作用越小。 3.电容器在电路中的作用 特性：电容器具有“隔直流、通交流”的作用。 [要 点 精 讲] 1.交变电流“通过”电容器的原因及阻碍的成因 (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”。即交变电流“通过”电容器。 (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