江蘇省東臺(tái)市高中物理 第五章 交變電流 5.3 電感和電容對(duì)交變電流的影響導(dǎo)學(xué)案新人教版選修3-2.doc

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5.3 電感和電容對(duì)交變電流的影響 班級(jí) 姓名 ， 1課時(shí) 使用時(shí)間 一． 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．了解電感器和電容器對(duì)交變電流的阻礙和導(dǎo)通作用 2．知道感抗和容抗的物理意義及影響因素 重點(diǎn)、難點(diǎn) 知道感抗和容抗的物理意義及影響因素 二、自學(xué)檢測(cè) （一）、電感對(duì)交變電流的阻礙作用： （1）原理：將交變電流通入電感線圈，由于線圈中的電流大小和方向都時(shí)刻___________，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，電感線圈中必產(chǎn)生___________，以阻礙電流的變化，因此交流電路的電感線圈對(duì)交變電流有___________作用。 （2）感抗：①物理意義___________________________________ ②影響因素：線圈的自感系數(shù)______，交流的頻率_____，感抗就____。 （3）應(yīng)用：扼流圈：①低頻扼流圈通______，阻________，感抗____ ②高頻扼流圈通______，阻________，感抗____ （二）、電容對(duì)交變電流的阻礙作用： （1）原理：當(dāng)電源電壓推動(dòng)電路中形成電流的自由電荷向某一方向做定向移動(dòng)的時(shí)候，電容器兩極板上積累的電荷要反抗自由電荷向這個(gè)方向做定向移動(dòng)，因此交流電路的電容對(duì)交變電流有阻礙作用。 （2）容抗：①物理意義__________________________________ ②影響因素：電容器的電容__________，交流的頻率__________，容抗__________ （3）電容器在電路中的作用：通_____，隔______；通_____，阻______。 三、合作探究 （一）、電感對(duì)交變電流的阻礙作用：課本P36頁(yè)演示實(shí)驗(yàn)①采取什么辦法使兩個(gè)電路的電壓相等？ ②猜想兩種情況的燈泡亮度并說(shuō)明原因 ③把線圈換成電阻現(xiàn)象又如何？ （1）原理：將交變電流通入電感線圈，由于線圈中的電流大小和方向都時(shí)刻___________，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，電感線圈中必產(chǎn)生___________，以阻礙電流的變化，因此交流電路的電感線圈對(duì)交變電流有___________作用。 （2）感抗：①物理意義___________________________________ ②影響因素：線圈的自感系數(shù)______，交流的頻率_____，感抗就____。 （3）應(yīng)用：扼流圈：①低頻扼流圈通______，阻________，感抗____ ②高頻扼流圈通______，阻________，感抗____ （二）、電容對(duì)交變電流的阻礙作用：閱讀課本P37頁(yè)，解決下列問(wèn)題： （1） 為什么交變電流能夠通過(guò)電容器？ 電容器的兩極板之間是____________的，不論是恒定電流還是交變電流，自由電荷都_____________通過(guò)兩極板之間的絕緣體（電介質(zhì)）。通常所說(shuō)的交變電流“通過(guò)”電容器，并非有________穿過(guò)了電容器，而是在交流電源的作用下，電容器反復(fù)不斷地_______________和_______________，使電路中有持續(xù)的交變電流，表現(xiàn)為交變電流“_______________”了電容器。 原理：當(dāng)電源電壓推動(dòng)電路中形成電流的自由電荷向某一方向做定向移動(dòng)的時(shí)候，電容器兩極板上積累的電荷要反抗自由電荷向這個(gè)方向做定向移動(dòng)，因此交流電路的電容對(duì)交變電流有阻礙作用。 （2）容抗：①物理意義__________________________________ ②影響因素：電容器的電容__________，交流的頻率__________，容抗__________ （3）電容器在電路中的作用：通_____，隔______；通_____，阻______。 （4）為什么電氣設(shè)備和電子儀器的金屬外殼都應(yīng)該接地？ （三）、電阻、電感器、電容器對(duì)交變電流阻礙作用的區(qū)別與聯(lián)系 電阻 電感器 電容器 產(chǎn)生的 原因 定向移動(dòng)的自由電荷與不動(dòng)的離子間的碰撞 由于電感線圈的自感現(xiàn)象阻礙電流的變化 電容器兩極板上積累的電荷對(duì)向這個(gè)方向定向移動(dòng)的電荷的反抗作用 在電路中的特點(diǎn) 對(duì)直流、交流均有阻礙作用 只對(duì)變化的電流（如交流）有阻礙作用 不能通直流，只能通變化的電流．對(duì)直流的阻礙作用無(wú)限大，對(duì)交流的阻礙作用隨頻率的降低而增大 決定因素 由導(dǎo)體本身（長(zhǎng)短、粗細(xì)、材料）決定，與溫度有關(guān) 由導(dǎo)體本身的自感系數(shù)和交流的頻率f決定 由電容的大小和交流的頻率決定 電能的轉(zhuǎn)化與做功 電流通過(guò)電阻做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 電能和磁場(chǎng)能往復(fù)轉(zhuǎn)化 電流的能與電場(chǎng)能往復(fù)轉(zhuǎn)化 例1 在交流電路中，下列說(shuō)法正確的是（ ） A．影響電流與電壓的關(guān)系的，不僅有電阻，還有電感和電容 B．電感對(duì)交變電流的阻礙作用，是因?yàn)榻蛔冸娏魍ㄟ^(guò)電感線圈時(shí)，線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的變化 C．交變電流能通過(guò)電容器，是因?yàn)榻蛔冸妷旱淖畲笾荡笥趽舸╇妷海娙萜鞅粨舸┝? D．電容器的電容越大，交流的頻率越高，容抗就越大 例2 如圖所示，把電阻R，電感線圈L，電容C并聯(lián)，接到一個(gè)交流電源上，三個(gè)電流表示數(shù)相同，若保持電源電壓大小不變，而將電源頻率增大，則三個(gè)電流表示數(shù)I1、I2、I3的關(guān)系是（ ） A．I1=I2=I3 B．I1>I2>I3 C．I2>I1>I3 D．I3>I1>I2　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 【當(dāng)堂訓(xùn)練】 1．一個(gè)燈泡通過(guò)一個(gè)粗導(dǎo)線的線圈與一交流電源相連接，如圖2所示．一塊鐵插進(jìn)線圈之后，該燈將：（ ） A．變亮　 　 B．變暗　 C．對(duì)燈沒(méi)影響 D．無(wú)法判斷 2．如圖所示，接在交流電源上的電燈泡正常發(fā)光，以下說(shuō)法正確的是（ ） A．把電介質(zhì)插入電容器，燈泡變亮 B．增大電容器兩極板間的距離，燈泡變亮 C．減小電容器兩極板間的正對(duì)面積，燈泡變暗 D．使交變電流頻率減小，燈泡變暗 3．如圖所示電路，三個(gè)完全相同的燈泡ａ、ｂ、ｃ分別與電阻R，電感L和電容C串聯(lián)，當(dāng)電路兩端接入220V，50Hｚ的交變電壓時(shí)，三個(gè)燈泡亮度完全相同．若保持交變電壓大小不變，將頻率增大到60Hｚ，則下列可能發(fā)生的現(xiàn)象是（ ） A．三燈泡亮度不變 B．三燈均變亮 C．ａ不變，ｂ變亮，ｃ變暗 D．ａ不變，ｂ變暗，ｃ變亮 4．如圖所示，燈A接電感線圈，L很大，燈B接電容器，C很大，燈A和B是同規(guī)格的兩盞燈，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A．開(kāi)關(guān)接通的瞬間，燈A、燈B都變亮 B．開(kāi)關(guān)接通后待電路穩(wěn)定，燈B不亮，燈A一直亮 C．開(kāi)關(guān)閉合后，兩盞燈都不亮 D．開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后，燈B亮一下，燈A逐漸熄滅 四、檢測(cè)清盤(pán) 1．．關(guān)于低頻扼流圈，下列說(shuō)法正確的是 A．這種線圈的自感系數(shù)很小，對(duì)直流有很大的阻礙作用 B．這種線圈的自感系數(shù)很大，對(duì)低頻電流有很大的阻礙作用 C．這種線圈的自感系數(shù)很大，對(duì)高頻交流的阻礙作用比低頻交流的阻礙作用更大 D．這種線圈的自感系數(shù)很小，對(duì)高頻交流的阻礙作用很大而對(duì)低頻交流的阻礙作用很小 2．在圖所示電路中，u是有效值為200 V的交流電源，C是電容器，R是電阻.關(guān)于交流電壓表的示數(shù)，下列說(shuō)法正確的是 （ ） A．等于220 V B．大于220 V C．小于220 V D．等于零 3．在圖所示的電路中，a、b兩端連接的交流電源既含高頻交流，又含低頻交流；L是一個(gè)25 mH的高頻扼流圈，C是一個(gè)100 pF的電容器，R是負(fù)載電阻，下列說(shuō)法中正確的是 （ ） A.L的作用是“通低頻，阻高頻” B.C的作用是“通交流，隔直流” C.C的作用是“通高頻，阻低頻” D.通過(guò)R的電流中，低頻電流所占的百分比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高頻交流所占的百分比 4．如圖所示，交變電流電壓的瞬時(shí)表達(dá)式u=311sin157t V時(shí)，三個(gè)電流表的示數(shù)相同，若電源電壓改為u′=sin314t V時(shí)，則 （ ） A．電流表 的示數(shù)減小 B．電流表的示數(shù)增大 C．電流表的示數(shù)不變 5．電容對(duì)交變電流影響的說(shuō)法中，正確的是（?。? A．電容對(duì)交變電流有阻礙作用 B．電容對(duì)交變電流的阻礙作用越小，容抗越大 C．電容具有“通直流，隔交流，通低頻，阻高頻”的作用 D．電容器的電容越大，交變電流的頻率越高，電容器對(duì)交變電流的阻礙作用就越小 6．如圖所示的電路中，A、B兩矩形框中接有電感線圈或電容器，當(dāng)a、b端加直流電壓時(shí)，L1燈發(fā)光，L2燈不亮，當(dāng)加同樣電壓的交流電源時(shí)，L1發(fā)光但較暗，L2燈發(fā)光較亮，那么以下說(shuō)法正確的是（ ） A． A中接的是電感線圈，B中接的是電容器 B． A中接的是電容器，B中接的是電感線圈 C． A中接的是電阻，B中接的是電容器 D．若加的交流電的頻率增大，電壓不變，則L1燈變得更暗，L2燈變得更亮 7．下面的電路圖是電子技術(shù)中常用電路，a、b是電路的輸入端，其中輸入的高頻電流用“ ”表示，低頻電流用“ ”表示，直流電流用“”表示。負(fù)載電阻R中通過(guò)的電流有以下說(shuō)明： ①圖甲中R通過(guò)的是低頻電流 ②圖乙中通過(guò)R的高頻電流 ③圖乙中R中通過(guò)的是低頻電流 ④圖丙中R中通過(guò)的是直流電流 ⑤圖丁中R通過(guò)的是高頻電流 其中正確的是（ ） A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．①③④ 8．如圖所示，線圈L的自感系數(shù)和電容器的電容C都很小（如L=100μH ，C=100pF），此電路的主要作用是（ ） 輸入 輸出 L C A．阻直流，通交流，輸出交流電 B．阻交流，通直流，輸出直流電 C．阻低頻，通高頻，輸出高頻交流電 D．阻高頻，通低頻，輸出低頻交流電和直流電 9．兩只相同的白熾燈L1、L2接到如圖所示的電路中， 燈L1與電容器串聯(lián)，燈L2與電感線圈串聯(lián)。當(dāng)a、b處接電壓最大值為Um、頻率為f的正弦交流電源時(shí)，兩燈都發(fā)光，且亮度相同。更換一個(gè)新的正弦交流電源后燈L1的亮度大于燈L2的亮度，新電源的電壓最大值和頻率可能是（ ） A．最大值仍為Um，而頻率大于f B．最大值仍為Um，而頻率小于f C．最大值大于Um，而頻率仍為f D．最大值小于Um，而頻率仍為f 五、學(xué)有所得