第五章交变电流 【二】 学案 -2022-2023学年高二上学期物理人教版选修3-2

交变电流 【二】 电感和电容对交变电流的影响 【要点梳理】1 要点一、电感对交变电流的阻碍作用 1、电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗来表示。 线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高：电感对交变电流的阻碍作用就越大，感抗也就越大。 2、电感线圈：“通直流，阻交流”。“通低频，阻高频”。 低频扼流圈自感系数大，要用匝数较多并有铁芯的扼流圈来担任，作用：通直流，阻交流 高频扼流圈自感系数小，可用匝数少且没有铁芯的扼流圈来担任，作用：通低频，阻高频。 要点二、电容器对交变电流的阻碍作用 1．交变电流能够“通过”电容器 2．电容器对交变电流的阻碍作用：电容对交变电流的这种阻碍作用的大小就称为容抗。 （1）电容越大，交变电流的频率越高，容抗越小。 （2）电容对交变电流阻碍作用的实质：极板上积累电荷对向这个方向定向移动的电荷的反抗作用 （3）电容器在电路中常见的作用有两种： 隔直电容器：通交流、隔直流； 旁路电容器：通高频、阻低频。 要点三、直流电路和交流电路的区别 在交流电路中，决定电流大小的除了电压和电阻外，还与电感和电容对交变电流的阻碍作用有关。 要点四、电阻、感抗、容抗的比较 电阻 感抗 容抗 成因 定向移动的自由电荷与非自由电荷间的碰撞 由于电感线圈的自感现象阻碍电流的变化 极板上积累的电荷对向这个方向定向移动的电荷的反抗作用 特点 对直流、交流均有阻碍作用 只对变化的电流有阻碍作用，频率越高，阻碍越强 对直流电，阻碍作用无限大 对交流电，频率越低，阻碍越强 决定因素 由导体长短、粗细、材料决定，与温度有关 线圈的自感系数、 交流的频率决定（成正比） 电容的大小、 交流的频率决定（成反比） 能量转化 电能转化为内能 电能和磁场能往复转化 电能与电场能往复转化 【典型例题】1 类型一、电感对交变电流的阻碍作用 例1、一个灯泡通过一个粗导线绕成的线圈与一交流电源相连接，如图。一铁芯插进线圈之后，该灯将（ ） A、变亮 B、变暗 C、对灯没影响 D、以上说法都不正确 例2、在如图所示电路中，为电感线圈，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。若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为，下列说法中正确的是（ ） 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 类型二、电容对交变电流的影响 例3、如图所示的电路中，正弦交流电源电压的有效值为，则关于交流电压表的示数，以下说法中正确的是（ ） A、等于 B、大于 C、小于 D、等于零 类型三、电感、电容对交变电流的影响 例4、如图，当交流电源的电压有效值，频率时，3只灯L1、L2、L3的亮度相同（L无直流电阻），若将交流电源的频率变为，则（ ） A、L1灯比原来亮 B、L2灯比原来亮 C、L3灯和原来一样亮 D、L3灯比原来亮 例5、“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器；音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动。图为音箱的电路图，高、低频混合电流由a、b端输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器，则下列说法正确的是（ ） A、甲扬声器是高音扬声器 B、C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器 C、L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器 D、L2的作用是减弱乙扬声器中的低频电流 变压器 【要点梳理】2 要点一、变压器的原理 1．构造：变压器由一个闭合的铁芯、原线圈和副线圈组成，两个线圈都是由绝缘导线绕制而成的，铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成，是用来改变交流电压的装置 （图甲、乙分别为单相变压器的构造示意图及电路图）。 2．工作原理 电磁感应：如图所示，当原线圈中就有交变电流时，它在铁芯中产生交变的磁通量， 在原、副线圈中都要产生感应电动势。如果副线圈是闭合的，则副线圈中将产生交变的感应电流。 其能量转换方式为：原线圈电能→磁场能→副线圈电能。 要点二、理想变压器的规律 1．理想变压器：没有漏磁和发热损失（铜损、铁损）的变压器，即没有能量损失的变压器。 （1）因为理想变压器不计一切电磁能量损失，因此，理想变压器的输入功率等于输出功率。 （2）实际变压器（特别是大型变压器）一般都可以看成是理想变压器。 2．电压关系 理想变压器原、副线圈的匝数分别为，原线圈两端加交变电压，通过闭合铁芯的磁通量发生改变。由于穿过原、副线圈的磁通量变化率相同，在原、副线圈两端分别产生感应电动势