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1、高二物理电感和电容对交变电流的影响本讲稿第一页，共三十一页课前自主学案课前自主学案一、电感器对交变电流的阻碍作用一、电感器对交变电流的阻碍作用1电电感感对对交交变变电电流流的的阻阻碍碍作作用用的的大大小小用用_来来表表示示，线线圈圈的的_越越大大，交交变变电电流流的的_越越高高，阻阻碍碍作用就越大，作用就越大，_也就越大也就越大感抗感抗自感系数自感系数频率频率感抗感抗本讲稿第二页，共三十一页2扼扼流流圈圈是是电电子子技技术术中中常常用用的的电电子子元元件件，分分为为两两种种：一一种种是是线线圈圈绕绕在在铁铁芯芯上上，它它的的自自感感系系数数较较_，感感抗抗较较 大大，叫叫 做做_扼扼 流流 圈
2、圈，它它 的的 作作 用用 是是_；另另一一种种是是线线圈圈绕绕在在铁铁氧氧体体芯芯上上或或空空心心，它它的的自自感感系系数数较较_,感感抗抗较较小小，叫叫做做_扼扼流流圈圈,它它的作用是的作用是_大大低频低频通直流，阻交流通直流，阻交流小小高频高频通低频，阻高频通低频，阻高频本讲稿第三页，共三十一页二、交变电流能够通过电容器二、交变电流能够通过电容器通通过过实实验验可可以以看看到到交交变变电电流流能能够够通通过过电电容容器器，其其实实自自由由电电荷荷并并未未通通过过两两极极板板间间的的绝绝缘缘介介质质，只只是是在在交交流流电电压压的的作作用用下下，电电容容器器交交替替进进行行_和和_，电电路
3、路中中就就有有了了电流电流充电充电放电放电本讲稿第四页，共三十一页三、电容器对交变电流的阻碍作用三、电容器对交变电流的阻碍作用电电容容对对交交变变电电流流的的阻阻碍碍作作用用的的大大小小用用_来来表表示示，电电容容器器的的_越越大大，交交变变电电流流的的频频率率越越高高，电电容容器器对对交交变变电电流流的的阻阻碍碍作作用用就就越越小小，_也也就就越越小小电电容容对对交交变变电电流流的的作作用用是是_容抗容抗电容电容容抗容抗通交流，隔直流，通高频，阻低频通交流，隔直流，通高频，阻低频本讲稿第五页，共三十一页核心要点突破核心要点突破一、电感器、电容器对交变电流的阻碍机理一、电感器、电容器对交变电流
4、的阻碍机理1电感器对交变电流的阻碍作用电感器对交变电流的阻碍作用交交变变电电流流通通过过线线圈圈时时，由由于于电电流流时时刻刻在在变变化化，线线圈圈中中产产生生自自感感电电动动势势，自自感感电电动动势势阻阻碍碍电电流流的的变变化化，就就形形成了对交变电流的阻碍作用成了对交变电流的阻碍作用本讲稿第六页，共三十一页2交变电流能够交变电流能够“通过通过”电容器电容器当当电电容容器器接接到到交交流流电电源源上上时时，由由于于两两极极板板间间的的电电压压变变化化，电电压压升升高高时时，形形成成充充电电电电流流，电电压压降降低低时时，形形成成放放电电电电流流，充充放放电电交交替替进进行行，电电路路中中就就
5、好好像像交交变变电电流流“通通过过”了了电电容容器器，实实际际上上，自自由由电电荷荷并并没没有有通通过过两两极极板间的绝缘介质板间的绝缘介质3电容器对交变电流的阻碍作用电容器对交变电流的阻碍作用电电源源电电压压推推动动自自由由电电荷荷定定向向运运动动，而而电电容容器器两两极极板板上上积积累累的的电电荷荷反反抗抗自自由由电电荷荷的的定定向向运运动动，从从而而产产生生了了电电容容器器对交变电流的阻碍作用对交变电流的阻碍作用本讲稿第七页，共三十一页特特别别提提醒醒：当当电电容容器器与与直直流流电电源源的的两两极极相相连连接接时时，接接通通的的瞬瞬间间因因电电容容器器充充电电产产生生瞬瞬时时电电流流充
6、充电电完完毕毕后后，电电容容器器两两极极板板间间电电压压与与电电源源两两极极间间电电压压相相等等，电电路路中中没没有有电电流流本讲稿第八页，共三十一页即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A感感抗抗是是由由于于电电流流变变化化时时在在线线圈圈中中产产生生了了自自感感电电动动势势，阻碍电流的变化阻碍电流的变化B感感抗抗大大小小不不仅仅与与自自感感系系数数有有关关，还还与与电电流流的的频频率率有有关关C当当电电容容器器接接到到交交流流电电源源上上时时，因因为为有有自自由由电电荷荷通通过电容器，电路中才有交变电流过电容器，电路中才有交变电流
7、D容容抗抗的的大大小小不不仅仅与与电电容容有有关关，还还与与电电流流的的频频率率有有关关本讲稿第九页，共三十一页解解析析：选选ABD.交交流流电电通通过过线线圈圈时时，由由于于电电流流时时刻刻变变化化，在在线线圈圈中中产产生生自自感感电电动动势势，自自感感电电动动势势总总是是阻阻碍碍电电流流变变化化，这这就就是是产产生生感感抗抗的的原原因因，A正正确确频频率率越越高高，电电流流变变化化越越快快，自自感感电电动动势势越越大大；线线圈圈自自感感系系数数越越大大，自自感感电电动动势势越越大大，对对电电流流的的变变化化阻阻碍碍作作用用越越大大，感感抗抗越越大大，B正正确确电电容容器器能能通通交交变变电
8、电流流的的实实质质是是通通过过反反复复充充、放放电电来来实实现现的的，并并无无电电荷荷通通过过电电容容器器，所所以以C错错频频率率越高，充、放电越快，容抗越小，故越高，充、放电越快，容抗越小，故D对对本讲稿第十页，共三十一页二、电阻、感抗、容抗的比较二、电阻、感抗、容抗的比较电阻电阻感抗感抗容抗容抗产生的产生的原因原因定向移动的定向移动的自由电荷与自由电荷与不动的离子不动的离子间的碰撞间的碰撞由于电感线由于电感线圈的自感现圈的自感现象阻碍电流象阻碍电流的变化的变化电容器两极板电容器两极板上积累的电荷上积累的电荷对这个方向定对这个方向定向移动的电荷向移动的电荷的反抗作用的反抗作用在电路在电路中的
9、特中的特点点对直流、交对直流、交流均有阻碍流均有阻碍作用作用只对变化的只对变化的电流电流(如交流如交流)有阻碍作用有阻碍作用不能通直流，不能通直流，只能通变化的只能通变化的电流电流本讲稿第十一页，共三十一页电阻电阻感抗感抗容抗容抗决定因素决定因素由导体本身由导体本身(长短、粗细、长短、粗细、材料材料)决定，决定，与温度有关与温度有关由线圈的自由线圈的自感系数和交感系数和交流电的频率流电的频率决定决定(成正成正比比)由电容的大由电容的大小和交流电小和交流电的频率决定的频率决定(成反比成反比)电能的转电能的转化与做功化与做功电流通过电阻电流通过电阻做功，电能转做功，电能转化为内能化为内能电能和磁场
10、电能和磁场能往复转化能往复转化电能与电场电能与电场能往复转化能往复转化本讲稿第十二页，共三十一页本讲稿第十三页，共三十一页即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2下列说法正确的是下列说法正确的是()A电电阻阻对对直直流流、交交流流的的阻阻碍碍作作用用相相同同，电电流流通通过过电阻时，消耗电能电阻时，消耗电能B电电容容器器接接在在直直流流电电路路中中，因因为为没没有有电电流流，所所以以不不消消耗耗电电能能，接接在在交交流流电电路路中中，有有交交变变电电流流，所所以以消耗电能消耗电能C感抗虽然对交变电流有阻碍作用，但不消耗能量感抗虽然对交变电流有阻碍作用，但不消耗能量D感抗是线圈
11、的电阻产生的感抗是线圈的电阻产生的答案：答案：AC本讲稿第十四页，共三十一页课堂互动讲练课堂互动讲练电感器对电流的阻碍作用电感器对电流的阻碍作用例例例例1 1图图531本讲稿第十五页，共三十一页A电流表示数增大电流表示数增大B电压表示数增大电压表示数增大C灯泡变暗灯泡变暗D灯泡变亮灯泡变亮【思思路路点点拨拨】根根据据频频率率的的变变化化，判判断断感感抗抗的的变变化化，然后分析电路电流、电压及电灯功率的变化然后分析电路电流、电压及电灯功率的变化本讲稿第十六页，共三十一页【答案】【答案】BC本讲稿第十七页，共三十一页【规规律律总总结结】感感抗抗与与线线圈圈的的自自感感系系数数和和交交变变电电流流的
12、的频频率率成正比，交变电流频率越高，感抗越大成正比，交变电流频率越高，感抗越大本讲稿第十八页，共三十一页变变式式训训练练1一一个个灯灯泡泡通通过过一一个个粗粗导导线线的的线线圈圈与与一一交交流流电电源源相相连连接接，如如图图532所所示示一一铁铁块块插插进进线线圈圈之之后后，该灯将该灯将()图图532本讲稿第十九页，共三十一页A变亮变亮B变暗变暗C对灯没影响对灯没影响D无法判断无法判断解解析析：选选B.加加入入铁铁芯芯改改变变了了电电感感自自感感系系数数，自自感感系系数数增增大大，感感抗抗增增大大，降降落落的的电电压压增增大大，降降落落在在灯灯上上的的电电压减小，所以灯变暗压减小，所以灯变暗本
13、讲稿第二十页，共三十一页 如如图图533所所示示，白白炽炽灯灯和和电电容容器器串串联联后后接接在在交交变变电电源源的的两两端端,当当交交流流电电源的频率增加时源的频率增加时()A电流表示数增大电流表示数增大B电压表示数增大电压表示数增大C灯泡变暗灯泡变暗D灯泡变亮灯泡变亮电容器对电流的阻碍作用电容器对电流的阻碍作用例例例例2 2图图533本讲稿第二十一页，共三十一页【思思路路点点拨拨】根根据据频频率率的的变变化化，判判断断容容抗抗的的变变化化，然后分析电流、电压及灯泡功率的变化然后分析电流、电压及灯泡功率的变化【精精讲讲精精析析】频频率率增增大大可可知知，容容抗抗减减小小，电电流流增增大大，电
14、电灯灯两两端端电电压压增增大大，电电压压表表示示数数变变小小，灯灯泡泡功功率率增增大大而变亮，故而变亮，故A、D项正确项正确【答案】【答案】AD【规规律律总总结结】电电容容器器对对交交流流电电的的阻阻碍碍作作用用大大小小(容容抗抗)与与电电容容大大小小和和交交流流电电频频率率都都有有关关电电容容越越大大,容容抗抗越越小小，频率越高，容抗越小频率越高，容抗越小本讲稿第二十二页，共三十一页变变式式训训练练2如如图图534所所示示，接接在在交交流流电电源源上上的的电电灯灯泡正常发光，以下说法正确的是泡正常发光，以下说法正确的是()A把电介质插入电容器，灯泡变亮把电介质插入电容器，灯泡变亮B增大电容器
15、两板间的距离，灯泡变亮增大电容器两板间的距离，灯泡变亮C减小电容器两板间的正对面积，灯泡变暗减小电容器两板间的正对面积，灯泡变暗D使交变电流频率减小，灯泡变暗使交变电流频率减小，灯泡变暗图图534本讲稿第二十三页，共三十一页解解析析：选选ACD.电电容容器器的的电电容容与与介介电电常常数数成成正正比比，与与正正对对面面积积成成正正比比，与与两两板板间间距距离离成成反反比比而而容容抗抗与与电电容容成成反反比比，与与频频率率成成反反比比把把介介质质插插入入电电容容器器，电电容容变变大大，容容抗抗减减小小，灯灯泡泡变变亮亮，A正正确确电电容容器器两两板板间间距距离离增增大大，电电容容减减小小，容容抗
16、抗增增大大，灯灯泡泡变变暗暗，B错错减减小小电电容容器器两两极极正正对对面面积积，电电容容减减小小，容容抗抗增增大大，灯灯泡泡变变暗暗，C正正确确交交流流电电的的频频率率减减小小，容容抗抗增增大大，灯灯泡泡变变暗暗，D正正确确本讲稿第二十四页，共三十一页电感和电容电路的综合分析电感和电容电路的综合分析例例例例3 3 如如图图535所所示示是是电电视视机机电电源源部部分分的的滤滤波波装装置置，当当输输入入端端输输入入含含有有直直流流成成分分、交交流流低低频频成成分分的的电电流流后后，能能在在输输出出端端得得到到较较稳稳定定的的直直流流电电，试试分分析析其其工工作作原原理理及及各电容和电感的作用各
17、电容和电感的作用图图535本讲稿第二十五页，共三十一页本讲稿第二十六页，共三十一页【自自主主解解答答】当当含含有有多多种种成成分分的的电电流流输输入入到到C1两两端端时时，由由于于C1具具有有“通通交交流流、隔隔直直流流”的的功功能能,电电流流中中的的交交流流成成分分被被衰衰减减；而而线线圈圈L有有“通通直直流流、阻阻交交流流”的的功功能能，直直流流成成分分电电流流顺顺利利通通过过L，一一小小部部分分交交流流通通过过L；到到达达C2两两端端时时，由由于于C2具具有有“通通交交流流、隔隔直直流流”的的功功能能，C2进进一一步步滤滤除除电电流流中中残残余余的的交交流流成成分分，这这样样在在输输出出
18、端端得得到到较稳定的直流电较稳定的直流电本讲稿第二十七页，共三十一页【答案】【答案】见自主解答见自主解答【规规律律总总结结】交交流流电电路路的的分分析析跟跟直直流流电电路路的的分分析析有有很很多多相相似似的的地地方方，但但是是由由于于电电感感、电电容容等等电电路路元元件件自自身身的的特特点点，而而造造成成在在分分析析电电路路时时的的不不同同,要要特特别别注意这些元件的特性注意这些元件的特性本讲稿第二十八页，共三十一页变变式式训训练练3(2011年年潮潮州州高高二二检检测测)如如图图536所所示示的的电电路路中中，a、b两两端端连连接接的的交交流流电电源源既既含含高高频频交交流流，又又含含低低频
19、频交交流流，L是是一一个个25 mH的的高高频频扼扼流流圈圈，C是是一一个个100 pF的的电电容容器器，R是是负负载载电电阻阻，下下列列说说法法正正确确的的是是()图图536本讲稿第二十九页，共三十一页AL的作用是的作用是“通低频、阻高频通低频、阻高频”BC的作用是的作用是“通交流，隔直流通交流，隔直流”CC的作用是的作用是“通高频，阻低频通高频，阻低频”D通通过过R的的电电流流中中，低低频频交交流流所所占占的的百百分分比比远远远远大于高频交流所占的百分比大于高频交流所占的百分比本讲稿第三十页，共三十一页解解析析：选选ACD.L是是一一个个自自感感系系数数很很小小的的高高频频扼扼流流圈圈,其其作作用用是是“通通低低频频，阻阻高高频频”，A正正确确；C是是一一个个电电容容很很小小的的电电容容器器，在在题题图图示示电电路路中中，对对高高频频交交流流的的容容抗抗远远小小于于对对低低频频交交流流的的容容抗抗，其其作作用用是是“通通高高频频、阻阻低低频频”，C正正确确；因因电电路路中中无无直直流流电电流流，B错错误误；由由于于L对对高高频频交交流流的的阻阻碍碍作作用用和和C对对高高频频交交流流的的旁旁路路作作用用，使使得得通通过过R的的电电流流中中，低低频频交交流流所所占占的的百百分分比比远远大大于于高高频频交交流流的的百百分分比比，D正确正确本讲稿第三十一页，共三十一页