人教版高二物理选修3-2第五章 5．3电感和电容对交变电流的影响（15张PPT）

(共15张PPT)
5.3 电感和电容对交变电流的影响
学习目标
1.理解电感、电容对交变电流的阻碍作用。

2.掌握感抗、容抗的物理义意及相关因素。
1.电感、电容对交变电流的阻碍作用具体表现有哪些？
2.阻碍作用的大小与哪些因素有关？
阅读课本P37-39回答下列问题
问题指导：
电感：通直阻交，通低阻高。
电容：通交阻直，通高阻低。
感抗：与交流电的频率，线圈的自感系数有关。
容抗：与交流电的频率，电容器的电容有关。
1.演示实验
(1)观察电感对直流的阻碍作用

(2)观察电感对交变电流的阻碍作用

2.现象：
接通直流电源时，电灯泡亮一些；
接通交流电源时，电灯泡暗一些。
精讲：一、电感器对交变电流的阻碍作用
3.实验现象分析：
实验表明：电感对交流电有阻碍作用
（一）实验
线圈有自感作用，对变化的交流有阻碍作用。
1.感抗：电感对交变电流阻碍作用的大小叫做感抗，用XL表示感抗：XL=2πf L
2.影响感抗的因素：线圈的自感系数和交变电流的频率，电感越大，频率越高，感抗越大。
（二）结论
（三）．实际应用：　
通直流、阻交流
通低频，阻高频
线圈绕在铁心上,匝数多，感抗大
线圈绕在铁氧体上,匝数少，感抗小
例1.交变电流通过一段长直导线时，电流为I，如果把这根长直导线绕成线圈，再接入原电路，通过线圈的电流为I′，则(　　)
A．I′>I　　　　 B．I′C．I′＝I D．无法比较
B
二、交变电流能够通过电容器
1.演示实验:
将双刀双掷开关S分别接到电压相等的直流电源和交流电源上，观察灯泡的亮暗．
S接直流电源时，灯泡不亮； S接交流电源时，灯泡发光．
2.实验现象：
３.结论：实验表明：直流不能通过电容器，而交流能够“通过”电容器．
４.对电容器“通交流、隔直流”的理解：
电容器的两极板间用绝缘介质隔开，因此直流不能通过．
电容器接上交流电源时，自由电荷并未通过极板间的绝缘介质，只是在交变电压的作用下，电容器交替地进行充、放电，电路中有了电流，表现为交流“通过”了电容器．
二、交变电流能够通过电容器
三、电容器对交变电流的阻碍作用
演示实验
观察比较有、无电容器时灯亮暗现象；
现象：有电容时灯变暗；
1.实验表明电容器对交流有阻碍作用．
2.容抗：电容对交变电流阻碍作用的大小叫做容抗,用XＣ表示．
3.影响容抗的因素：电容器的电容和交变电流的频率.
电容越大，频率越高，容抗越小,这表现了交流与直流不同的特性。
4.实际应用： 隔直电容器——通交流、隔直流；
旁路电容器——通高频、阻低频。
例2.如下图所示，白炽灯和电容器串联后接在交流电源的两端，当交流电源的频率增加时(　　)
A．电容器电容增加
B．电容器电容减少
C．电灯变暗
D．电灯变亮
D
通直流，阻交流
2.电容对交变电流的作用：
通交流，隔直流
1:电感对交变电流的作用：
低频扼流圈（L大）
高频扼流圈（L小）
隔直电容（C大）
高频旁路电容（C小）
通低频，阻高频
通高频，阻低频
课堂小结
1.如图所示，从ab端输入的交流xu含有高频和低频成分，为了使R上尽可能少地含有高频成分，采用图示电路，其L的作用是__________，C的作用是__________。
解析：因L有“通低频、阻高频”的特点，因此L的作用是阻挡高频成分；而通过L后还有少量的高频成分，利用C“通高频、阻低频”的特点，因此C的作用是使高频成分流过。
课堂训练
2.如图所示，线圈L的自感系数和电容器的电容C都很小（如L＝100μH，C＝100pF）。此电路的主要作用是（ ）
A.阻直流、通交流，输出交流
B.阻交流、通直流，输出直流
C.阻低频、通高频，输出高频交变电流
D.阻高频、通低频，输出低频交变电流和直流电
D
3.（多选）如图所示，当交流电源的电压（有效值）U＝220V、频率f＝50Hz时，三只灯A、B、C的亮度相同（L无直流电阻）。
（1）将交流电源的频率变为f＝100Hz，则( )

（2）将电源改为U＝220V的直流电源，则 ( )
A．A灯比原来亮
B．B灯比原来亮
C．C灯和原来一样亮
D．C灯比原来亮
AC
BC
4.（多选）如图所示，甲、乙是规格相同的灯泡，A、B两端加直流电压时，甲灯正常发光，乙灯完全不亮；当A、B两端加上有效值和直流电压相等的交流电压时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光。下列说法正确的有（ ）
A.与甲灯串联的元件X是电容器
B.与乙灯串联的元件Y是电容器
C.与甲灯串联的元件X是电感线圈
D.与乙灯串联的元件Y是电感线圈
BC