2019-2020学年粤教版高中物理选修3-2（课件+教师用书+课时分层作业）：第2章 第4节　电感器对交变电流的作用 第5节　电容器对交变电流的作用 (3份打包)

第四节　电感器对交变电流的作用 第五节　电容器对交变电流的作用 [学习目标]　1.通过实验了解电感对交变电流的阻碍作用，知道感抗与哪些因素有关．(重点)2.通过实验了解电容对交变电流的阻碍作用，能够理解交变电流能“通过”电容器，并知道容抗与哪些因素有关．(重点)3.了解电感器“通直流、阻交流 ”和“通低频、阻高频”的特点及其具体应用，能从能量的角度分析各元件的性能，并将其作为电路设计的选择基础．(难点)4.了解电容器“隔直流、通交流”和“阻低频、通高频”的特点及其具体应用．(难点) 一、电感器对交变电流的作用 1．实验电路图 2．感抗 (1)物理意义：表示电感器对交变电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 类型 低频扼流圈 高频扼流圈 自感系数 较大 较小 感抗大小 较大 较小 作用 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．实验电路(如图所示) 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，直流电流不能通过电容器． 4．容抗：表示电容器对交变电流阻碍作用的大小． 5．影响容抗的因素：电容器的电容越大，交流的频率越高，容抗越小． 6．应用：电容器具有“隔直流，通交流”的作用． 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)同一个线圈对直流和对交流的阻碍作用是相同的．(×) (2)线圈的匝数越多，对同一个交变电流的阻碍作用就越大．(√) (3)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．(×) (4)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．(√) (5)电容器的电容越大对同一交变电流的阻碍作用就越大．(×) 2．交变电流通过一段长直导线时，电流为I，如果把这根长直导线绕成线圈再接入原电路，通过线圈的电流为I′，则(　　) A．I′>I　　　　　 B．I′<I C．I′＝I D．无法比较 B　[长直导线的自感系数很小，感抗可忽略不计，其对交变电流的阻碍作用可以看成纯电阻，流经它的交变电流只受到导线电阻的阻碍作用．当导线绕成线圈后，电阻值未变，但自感系数增大，对交变电流的阻碍作用不但有电阻，而且有感抗，其阻碍作用增大，电流减小．故B正确．] 3.在如图所示电路中，u是有效值为220 V的交流电源，C是电容器，R是电阻．关于交流电压表的示数，下列说法正确的是(　　) A．等于220 V　　　 B．大于220 V C．小于220 V D．等于零 C　[交变电流“通过”电容器，电阻R中有电流，电压表的示数不为零；电容器与电阻串联，根据串联分压原理可知电阻两端电压应小于电源电压．] 对感抗的认识 1.电感线圈对交变电流的阻碍作用的本质 交变电流通过线圈时，由于电流时刻都在变化，所以自感现象就不断地发生，而自感电动势总是要阻碍电流变化的，这就是线圈的电感对交变电流的阻碍作用．因此，感抗的产生是由线圈的自感现象引起的．直流电通过线圈时，电流的大小、方向都不变，线圈中不产生自感电动势，也就没有感抗． 2．感抗 电感线圈对电流的阻碍作用．感抗用“XL”表示，XL＝2πfL＝ωL，其中f是交流电的频率，L是线圈的自感系数． 3．感抗与电感的关系 线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，产生的自感电动势就越大，感抗就越大，对交变电流的阻碍作用也就越大． 4．线圈(扼流圈)的分类 根据不同线圈对交流电的阻碍作用不同分类： (1)低频扼流圈 ①构造：闭合铁芯、绕在铁芯上的线圈． ②特点：匝数多、自感系数L大、电阻很小．它对低频交流会产生很大的阻碍作用，而对直流的阻碍作用则较小，故低频扼流圈的作用为“通直流、阻交流”． (2)高频扼流圈 ①构造：绕在空心绝缘体上，绕在铁氧体芯上． ②特点：匝数少、自感系数L较小，对高频交变电流的阻碍作用较大，对低频交变电流的阻碍作用较小，对直流的阻碍作用更小，因此可用来“通直流、通低频、阻高频”． 【例1】　(多选)在如图所示电路中，L为电感线圈，灯泡电阻为R，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u＝220sin 100πt V，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100 Hz，下列说法正确的是(　　) A．电流表示数减小 B．电压表示数减小 C．灯泡变暗 D．灯泡变亮 AC　[由u＝220 Hz＝50 Hz.当电源频率由原来的50 Hz增为100 Hz时，线圈的感抗增大；在电压不变的情况下，电路中的电流减小，选项A正确．灯泡的电阻R是一定的，电流减小时，实际消耗的电功率P＝I2R减小，灯泡变暗，选项C正确，D错误．电压表