课件5.3.1 电感和电容对交流电的影响１-高中物理选修3-2【一滴水】新课标版人教版

三、电感和电容对交变电流的影响 演示实验一： 实验器材:学生电源、规格相 同的小灯泡两个、线圈、滑动变 阻器、双刀双掷开关。 R=RL 实验步骤： <1>接通直流,选择适当的电压值,观察到什 么现象,说明了什么道理? 现象:两灯泡的亮度相同. 说明:线圈对直流没有影响! <2>接通交流,选择适当的电压值,观察到什么现象,说明了什么道理? 现象:和线圈连接的灯泡比较暗. 说明:线圈对交流有阻碍作用! 思考:为什么线圈对直流没影响而对交流有影响呢? L R 一、电感对交变电流的阻碍作用 1.感抗(XL):表示电感对交变电流阻碍作用的大小 问题：感抗的大小与哪些 因素有关？ （实验） 线圈的自感系数越大、交变电流的频率越高，阻碍作用越明显，感抗越大 2.实际应用：扼流圈 低频扼流圈：自感系数大，电阻小，对低频交变电流有很大的阻碍作用。 低频扼流圈的作用是“通直流、阻交流” 高频扼流圈：自感系数小，对低频交变电流的阻碍作用小，对高频交变电流的阻碍作用大 高频扼流圈的作用是“通低频、阻高频” 总结：感抗的大小不仅与线圈构造有关，而且与通过的交流电（频率）有关。这表现了交流与直流不同的特性。 调换电感不同的线圈、改变交变电流的频率。 现象：L越大、f越高，灯越暗 学以致用： 若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100HZ，下列说法正确的有: ( BC ) 如图所示电路中，L为电感线圈，R为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压为： 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 R L 实验器材：学生电源、小灯泡、电容器(470uF)、双刀双掷开关。 实验步骤： <1>接通直流，观察到什么现象，说明了什么道理？ 现象：灯泡不亮。 解释：接交变电流时，自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘电介质，只是在交变电压的作用下，电容器交替进行充、放电，电路中就有了电流。（请看书本38页图5.3-5） 演示实验二： 说明：直流电不能通过电容器。 <2>接通交流,观察到什么现象,说明了什么道理? 现象:灯泡变亮. 说明:交流电能“通过”电容器. 思考：电容器两极板被绝缘电介质隔开了，为什么有电流通过灯泡？ + - ∽ 二、电容器对交变电流的阻碍作用 现象:C越大, f越高,灯泡越亮。 1.容抗(XC)：表示电容对交流的阻碍作用的大小. 2.电容越大，交流的频率越高，电容器的阻碍作用越小，容抗越小 总结：容抗的大小不仅与电容器构造有关，而且与通过的交流电（频率）有关。这表现了交流与直流不同的特性。 解析:电容大一次充电量大；频率高单位时间内充电次数多，所以电流大，容抗小。 问题:容抗的大小和哪些因素有关呢?（实验） 调换不同规格的电容器，改变交流点的频率。 3.实际应用： 隔直电容器：通交流、隔直流。 高频旁路电容器：通高频、阻低频。 学以致用: 如图所示，平行板电容器与灯泡串联后接在交变电源上，灯泡正常发光，则（ ） CD B.增大交变电流的频率,灯泡将变暗. A.将介质板插入电容器中,灯泡将变暗. C.把电容器极板间距拉开一些,灯泡将变暗. D.把电容器两极板错开一些,灯泡将变暗. 对比记忆： 元件 电感线圈 电容器 作用 通直流，阻交流; 通低频，阻高频。 通交流，隔直流； 通高频，阻低频。 描述阻碍作用的物理量 感抗XL 容抗XC 决定因素 <1>自感系数L <2>交流电频率f <1>电容C <2>交流电频率f 关系 L越大，f越高，XL越大。 C越大，f越高，XC越小。 本节小结： 1.交变电流的电流与电压关系不仅与电阻有关，还与电感、电容 有关。 2.电感和电容对交流的阻碍作用的大小不仅与电感、 电容本身有关，还跟交流的频率有关： 电感“通直流；阻交流。” “通低频；阻高频。” 电容“通交流；隔直流。” “通高频；阻低频。” 1、有一电阻极小的导线绕制成线圈接在交流电上，如果电源电压峰值保持不变，比较下面哪种情况，通过线圈的电流最小( ) A、所加电源频率为50 Hz B、所加电源频率为100 Hz C、所加电源频率为50 Hz，减少线圈匝数 D、在线圈中加入铁芯，所加电源频率为 100 Hz D 发散练习 2、有两个电容分别为C1=5 μF,C2=3 μF的两电容器，分别加在峰值一定的交流电源上，比较下列哪种情况通过电容器的电流最大( ) A、在C1上加f=50 Hz的交变电流 B、在C2上加f=50 Hz的交变电流 C、在C1上加f=60 Hz的交变电流