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3-2）
文档属性
| 名称 | 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3-2） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 201.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2012-08-31 20:55:21 | ||
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文档简介
(共19张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．
电阻 感抗 容抗
产生的
原因 定向移动的自由电荷
与不动的离子间的碰
撞 由于电感线圈的自感
现象阻碍电流的变化 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
在电路中
的特点 对直流、交流均有阻
碍作用 只对变化的电流(如交
流)有阻碍作用 不能通直流，只能通变
化的电流
决定
因素 由导体本身(长短、粗
细、材料)决定，与温
度有关 由线圈的自感系数和
交流的频率决定(成正
比) 由电容的大小和交流
的频率决定(成反比)
电能的转
化与做功 电流通过电阻做功，
电能转化为内能 电能和磁场能往复转
化 电流的能与电场能往
复转化
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
大，电感分得的电压增大，灯泡分得的电压减小，则电压表的
示数增大，灯泡的功率减小，电流的有效值减小．
答案：BC
2．如图 5－3－4 所示的电路中，L1、L2 是完全相同的灯泡，
线圈 L 的自感系数较大，它的电阻与定值电阻 R 相等．下列说
法正确的是(
)
图 5－3－4
A．闭合开关 S 时，L1 先亮，L2 后亮，最后它们一样亮
B．闭合开关 S 时，L1、L2 始终一样亮
C．断开开关 S 时，L2 立刻熄灭，L1 过一会才熄灭
D．断开开关 S 时，L2、L1 都要过一会才熄灭
解析：由于电感的自感现象，闭合开关 S 时，L2 会立即亮，
而 L1 是逐渐变亮，由于两支路电阻相同，电路稳定后，两支路
流过的电流相同，最后它们一样亮，则 A、B 错；断开开关 S
时，由于电感的自感现象 L2、L1过一会才熄灭，则 D 对 C 错．
答案：D
题型 2
电容对交变电流的影响
【例 3】图 5－3－5 甲、乙是电子技术中的常用电路，a、
b 是各部分电路的输入端，其中输入的交流高频成分用“ ”
表示，交流低频成分用“～”表示，直流成分用“－”表示．
)
关于两图中负载电阻 R 上得到的电流特征是(
图 5－3－5
A．图甲中 R 得到的是交流成分
B．图甲中 R 得到的是直流成分
C．图乙中 R 得到的是直流低频成分
D．图乙中 R 得到的是直流高频成分
解析：电容器有“通交隔直，通高阻低”的作用．
答案：A
3．如图 5－3－6 所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，
以下说法不正确的是(
)
图 5－3－6
A．把电介质插入电容器，灯泡变亮
B．增大电容器两板间的距离，灯泡变亮
C．减少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
解析：电容器的电容越大，交变电流频率越大，电容器对
电流的阻碍作用越小．插入电介质，增大了电容；增大电容器
两板间的距离及减少电容器两板间的正对面积都减小了电容．
答案：B
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．
电阻 感抗 容抗
产生的
原因 定向移动的自由电荷
与不动的离子间的碰
撞 由于电感线圈的自感
现象阻碍电流的变化 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
在电路中
的特点 对直流、交流均有阻
碍作用 只对变化的电流(如交
流)有阻碍作用 不能通直流，只能通变
化的电流
决定
因素 由导体本身(长短、粗
细、材料)决定，与温
度有关 由线圈的自感系数和
交流的频率决定(成正
比) 由电容的大小和交流
的频率决定(成反比)
电能的转
化与做功 电流通过电阻做功，
电能转化为内能 电能和磁场能往复转
化 电流的能与电场能往
复转化
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
大，电感分得的电压增大，灯泡分得的电压减小，则电压表的
示数增大，灯泡的功率减小，电流的有效值减小．
答案：BC
2．如图 5－3－4 所示的电路中，L1、L2 是完全相同的灯泡，
线圈 L 的自感系数较大，它的电阻与定值电阻 R 相等．下列说
法正确的是(
)
图 5－3－4
A．闭合开关 S 时，L1 先亮，L2 后亮，最后它们一样亮
B．闭合开关 S 时，L1、L2 始终一样亮
C．断开开关 S 时，L2 立刻熄灭，L1 过一会才熄灭
D．断开开关 S 时，L2、L1 都要过一会才熄灭
解析：由于电感的自感现象，闭合开关 S 时，L2 会立即亮，
而 L1 是逐渐变亮，由于两支路电阻相同，电路稳定后，两支路
流过的电流相同，最后它们一样亮，则 A、B 错；断开开关 S
时，由于电感的自感现象 L2、L1过一会才熄灭，则 D 对 C 错．
答案：D
题型 2
电容对交变电流的影响
【例 3】图 5－3－5 甲、乙是电子技术中的常用电路，a、
b 是各部分电路的输入端，其中输入的交流高频成分用“ ”
表示，交流低频成分用“～”表示，直流成分用“－”表示．
)
关于两图中负载电阻 R 上得到的电流特征是(
图 5－3－5
A．图甲中 R 得到的是交流成分
B．图甲中 R 得到的是直流成分
C．图乙中 R 得到的是直流低频成分
D．图乙中 R 得到的是直流高频成分
解析：电容器有“通交隔直，通高阻低”的作用．
答案：A
3．如图 5－3－6 所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，
以下说法不正确的是(
)
图 5－3－6
A．把电介质插入电容器，灯泡变亮
B．增大电容器两板间的距离，灯泡变亮
C．减少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
解析：电容器的电容越大，交变电流频率越大，电容器对
电流的阻碍作用越小．插入电介质，增大了电容；增大电容器
两板间的距离及减少电容器两板间的正对面积都减小了电容．
答案：B