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

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5.3 電感和電容對交變電流的影響 班級 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 （一）、電感對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）、電容對交變電流的阻礙作用： （1）原理：當(dāng)電源電壓推動電路中形成電流的自由電荷向某一方向做定向移動的時(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，因此交流電路的電容對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）、電感對交變電流的阻礙作用：課本P36頁演示實(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）、電容對交變電流的阻礙作用：閱讀課本P37頁，解決下列問題： （1） 為什么交變電流能夠通過電容器？ 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_____________通過兩極板之間的絕緣體（電介質(zhì)）。通常所說的交變電流“通過”電容器，并非有________穿過了電容器，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)電源電壓推動電路中形成電流的自由電荷向某一方向做定向移動的時(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，因此交流電路的電容對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 定向移動的自由電荷與不動的離子間的碰撞 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向這個(gè)方向定向移動的電荷的反抗作用 在電路中的特點(diǎn) 對直流、交流均有阻礙作用 只對變化的電流（如交流）有阻礙作用 不能通直流，只能通變化的電流．對直流的阻礙作用無限大，對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 電流通過電阻做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 電能和磁場能往復(fù)轉(zhuǎn)化 電流的能與電場能往復(fù)轉(zhuǎn)化 例1 在交流電路中，下列說法正確的是（ ） 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．電感對交變電流的阻礙作用，是因?yàn)榻蛔冸娏魍ㄟ^電感線圈時(shí)，線圈中產(chǎn)生自感電動勢阻礙電流的變化 C．交變電流能通過電容器，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．對燈沒影響 D．無法判斷 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，下列說法中正確的是（ ） A．開關(guān)接通的瞬間，燈A、燈B都變亮 B．開關(guān)接通后待電路穩(wěn)定，燈B不亮，燈A一直亮 C．開關(guān)閉合后，兩盞燈都不亮 D．開關(guān)斷開后，燈B亮一下，燈A逐漸熄滅 四、檢測清盤 1．．關(guān)于低頻扼流圈，下列說法正確的是 A．這種線圈的自感系數(shù)很小，對直流有很大的阻礙作用 B．這種線圈的自感系數(shù)很大，對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，對高頻交流的阻礙作用很大而對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．電容對交變電流影響的說法中，正確的是（?。? A．電容對交變電流有阻礙作用 B．電容對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中通過的電流有以下說明： ①圖甲中R通過的是低頻電流 ②圖乙中通過R的高頻電流 ③圖乙中R中通過的是低頻電流 ④圖丙中R中通過的是直流電流 ⑤圖丁中R通過的是高頻電流 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?。ㄈ鏛=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