3.3 电流电路中的电容和电感 学案 word版含答案

3.2 电流电路中的电容和电感 学案
学习目标：
1、理解电感、电容对交变电流均有阻碍作用；
2、知道感抗、容抗的物理意义；
3、知道感抗、容抗各与哪些因素有关
基础知识：　
一、电容、电感对直流和交流的影响
二、电容器的容抗及其应用
⑴　原理：当电源电压推动电路中形成电流的自由电荷向某一方向做定向移动的时候，电容器两极板上积累的电荷要反抗自由电荷向这个方向做定向移动，因此交流电路的电容对交变电流有阻碍作用。
⑵　影响电容器对交变电流阻碍作用大小的因素：电容器的电容和交流的频率。
⑶　电容器在电路中的作用：通交流，隔直流；通高频，阻低频。
信号和交流信号，如图所示，该电路就起到“隔直流，通交流”的作用；在电子技术中，从某一装置输出的电流常常既有高频成分，又有低频成分，若在下一级电路的输入端并联一个电容器，就可只把低频成分的交流信号输送到下一级装置，如图所示，具有这种“通高频，阻低频”用途的电容器叫高频旁路电容器。
二、电感器的感抗及其应用
⑴　原理：将交变电流通入电感线圈，由于线圈中的电流大小和方向都时刻变化，根据电磁感应原理，电感线圈中必产生自感电动势，以阻碍电流的变化，因此交流电路的电感线圈对交变电流有阻碍作用。
⑵　影响电感器对交变电流阻碍作用大小的因素：感抗的大小与线圈的自感系数和交流电的频率。
电感器在电路中的作用：通直流，阻交流；通低频，阻高频。
“通直流，阻交流”这是对两种不同类型的电流而言的，因为（恒定）直流电的电流不变化，不能引起自感现象，交流电的电流时刻改变，必有自感电动势产生来阻碍电流的变化。“通低频，阻高频”这是对不同频率的交流而言的，因为交变电流的频率越高，电流变化越快，自感作用越强，感抗也就越大。
应用：扼流圈
扼流圈是利用电感阻碍交变电流的作用制成的电感线圈。分低频扼流圈和高频扼流圈两类：
低频扼流圈
构造：线圈绕在铁芯上，匝数多，自感系数大，电阻较小
作用：通直流，阻交流
高频扼流圈
构造：线圈绕在铁氧体上，匝数少，自感系数小（铁芯易磁化使自感系数增大，铁氧体不易磁化，自感系数很小）
作用：通低频，阻高频
重难点理解：
电阻、电感器、电容器对对交变电流阻碍作用的区别与联系
电阻 电感器 电容器
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向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．对直流的阻碍作用无限大，对交流的阻碍作用随频率的降低而增大
决定因素 由导体本身（长短、粗细、材料）决定，与温度有关 由导体本身的自感系数和交流的频率f决定 由电容的大小和交流的频率决定
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
二、典型例题
典例1：如图所示，电路由交变电源供电，最大电压保持不变，如果交变电流的频率增大，则：（ ）
A．电容器容抗减小
B．电容器容抗增大
C．电路中灯泡变亮
D．电路中灯泡变暗
解析：灯泡与电容是串联的，如果交变电流的频率增大，容抗减小，对交变电流的阻碍作用变小，电流变大，灯泡变亮，所以正确答案为A、C。
典例2、在彩色电视机的电源输入端装有电源滤波器，其电路图如图所示。主要元件是两个电感线圈L1、L2，它们的自感系数很大，F是熔丝，R是电阻，C1、C2是电容器，S为电视机开关。某一次用户没有先关电视（没断开S）就拔掉电源插头，结果烧坏了图中电路元件，可能被烧坏的元件是
A．C2 B．C1 C．L1或L2 D．F
解析：在未断开S时拔掉电源插头，使得L1、L2中的电流突然减小，产生很高的感应电动势，这一电动势加在C2两端，C1受到R的保护而不受损坏，L1、L2中电流减小，也不损坏，正确答案为A。
巩固练习：　
关于低频扼流圈，下列说法正确的是（ ）
A．这种线圈的自感系数很小，对直流有很大的阻碍作用
B．这种线圈的自感系数很大，对低频电流有很大的阻碍作用
C．这种线圈的自感系数很大，对高频交流的阻碍作用比低频交流的阻碍作用更大
D．这种线圈的自感系数很小，对高频交流的阻碍作用很大而对低频交流的阻碍作用很小
在图所示电路中，u是有效值为200V的交流电源，C是电容器，R是电阻.关于交流电压表的示数，下列说法正确的是（ ）
A．等于220V B．大于220V
C．小于220V D．等于零
（多选）在图所示的电路中，a、b两端连接的交流电源既含高频交流，又含低频交流；L是一个25mH的高频扼流圈，C是一个100pF的电容器，R是负载电阻，下列说法中正确的是（ ）
A．L的作用是“通低频，阻高频”
B．C的作用是“通交流，隔直流”
C．C的作用是“通高频，阻低频”
D．通过R的电流中，低频电流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比
（多选）如图所示，从某一装置输出的既有低频成分，又有高频成分的电流通过图示电路后，下列说法中正确的是（ ）
A．高频成分会输送到下一级电路
B．低频成分会输送到下一级电路
C．电容器的作用是存储电能
D．电容器的作用是为高频交变电流提供通路
（多选）如图所示电路由交变电源供电，如果交变电流的频率降低，则：　（ ）
A．线圈自感系数变小；
B．线圈感抗变小
C．电路中电流增大
D．电路中电流变小
如图所示电路，接在交变电流上的灯泡正常发光，则下列措施能使灯泡变亮的是：（ ）
A．将电容器两极板间距离增大一些
B．将电容器两极板正对面积减小一些
C．把电介质插入电容器两极间
D．把交变电流频率降低一些
参考答案：
1.C 2.A 3.AB 4.BD 5.BC 6.C
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