2012高二物理课件第五章3电感和电容对交变电流的影响(新人教版选修32).ppt

* 3 电感和电容对交变电流的影响 知识点 1 电感器对交变电流的阻碍作用 1．电感器：电流发生变化时会产生自感电动势的线圈． 2．感抗：表示电感对交变电流阻碍作用大小的物理量． 3．感抗大小的决定因素：由线圈的自感系数和交变电流的 频率共同决定．线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高， 电感器对交变电流的阻碍作用就越大，感抗就越大． 4．电感线圈在电路中的作用 (1)通直流、阻交流； (2)通低频、阻高频． 5．两类扼流圈 (1)低频扼流圈：自感系数很大(几十亨)，线圈电阻小能起 到“通直流、阻交流”的作用． (2)高频扼流圈：自感系数为几毫亨，它对低频交流电阻碍 小，能起到“通低频、阻高频”的作用． 知识点 2 电容器通交变电流的实质 1．电容器特性：“隔直流、通交流”． 2．实质：当给电容器加交变电压时，电容器极板上的电荷 量随电压的变化而变化，极性也不断变化，即电容器不断充电、 放电、反向充电、再反向放电，于是电路中就有了电流． 知识点 3 电容器对交变电流的阻碍作用 1．容抗：表示电容对交变电流阻碍作用大小的物理量． 2．容抗大小的决定因素：由电容器的电容和交变电流的频 率共同决定．电容器的电容越大，交变电流的频率越高，容抗 越小． 3．电容器在电路中的作用 (1)通交流、隔直流 (2)通高频、阻低频 4．用电器的电容效应 用电器的机芯和金属外壳实际上是电容器的两个极板，交 变电流能“通过”它们形成“漏电”，为确保安全，金属外壳 都应接地． 电流的能与电场能往 复转化 电能和磁场能往复转 化 电流通过电阻做功， 电能转化为内能 电能的转 化与做功 由电容的大小和交流 的频率决定(成反比) 由线圈的自感系数和 交流的频率决定(成正 比) 由导体本身(长短、粗 细、材料)决定，与温 度有关 决定 因素 不能通直流，只能通变 化的电流 只对变化的电流(如交 流)有阻碍作用 对直流、交流均有阻 碍作用 在电路中 的特点 电容器两极板上积累 的电荷对这个方向定 向移动的电荷的反抗 作用 由于电感线圈的自感 现象阻碍电流的变化 定向移动的自由电荷 与不动的离子间的碰 撞 产生的 原因 容抗 感抗 电阻 知识点 4 电阻、感抗、容抗的区别与联系 【例1】某同学在研究电容、电感对恒定电流与交变电流 的影响时，采用了如图 5－3－1 所示的电路，其中 L1、L2 是两 个完全相同的灯泡，已知把开关置于 3、4 时，电路与交流电源 相通，稳定后的两个灯泡发光亮度相同，则该同学在如下操作 中能观察到的实验现象是( ) 图 5－3－1 A．当开关置于 1、2 时，稳定后 L1、L2两个灯泡均发光且 亮度也相同 B．当开关置于 1、2 时，稳定后 L1、L2两个灯泡均发光， 但 L1 比 L2 亮 C．当开关置于 3、4 时，稳定后若只增加交流电的频率， 二个灯泡的亮度将同时变暗 D．当开关置于 3、4 瞬间，L2 立即发光，而 L1 亮度慢慢 增大 解析：开关置于1、2 时是直流电，电容不通，相当于开路， 灯 L2 不亮，故 A、B 是错的；当开关置于 3、4 时，如果增加 频率，根据电感通低频，阻高频的特点，其阻碍作用增强，电 容恰好是通高频，阻低频，所以灯 L1 变暗，L2 变亮，C 错；开 关置于 3、4 瞬间，L2 由于与电容相接，立即通电变亮，灯 L1 由于与电感串联，由于线圈的自感阻碍作用，电流只能慢慢变 大，灯 L1 的亮度只能慢慢变亮． 答案：D 1．如图 5－3－2 所示，在电路两端接上交变电流，保持电 压不变，使频率增大，发现各灯的亮暗变化情况是：灯 l 变暗、 ) 灯 2 变亮、灯 3 不变，则 M、N、L 处所接元件可能是( 图 5－3－2 A．M 为电阻，N 为电容器，L 为电感器 B．M 为电阻，N 为电感器，L 为电容器 C．M 为电感器，N 为电容器，L 为电阻 D．M 为电容器，N 为电感器，L 为电阻 解析：频率越大，电感的阻碍作用越大，电容的阻碍作用 越小，电阻不影响． 答案：C 题型 1 电感对交变电流的影响 【例 2】(双选)在如图 5－3－3 所示电路图中，L 为电感线 圈，L1 为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无穷大，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( 图 5－3－3 A．电流表示数增大 C．灯泡变暗 B．电压表示数增大 D．灯泡变亮 解析：电源频率增大，有效值不变，则电感的阻碍作用增