高考物理第一轮复习课件：第9讲： 探究电阻、电感和电容的作用 （沪科版选修3-2）

欢迎进入物理课堂 1 了解电阻器对交变电流的作用 2 了解电感对交变电流的作用 知道感抗与哪些因素有关 3 了解电容对交变电流的作用 知道容抗与哪些因素有关 4 知道电阻 电感 电容对直流 交变电流的作用有何不同 重点 难点 一 电阻器对交变电流的作用1 电阻 导体内有大量的 这是产生电流的必要条件 同时导体又对电流有 这个 就是我们所说的电阻 2 特点 导体对交变电流和对直流电呈现的电阻是 的 电阻定律和欧姆定律都成立 自由电子 阻碍作用 阻碍作用 相同 二 电感器对交变电流的作用1 电感器 电感器实际上就是用导线绕制的线圈 简称电感 2 特点 电感器能让交变电流通过 但对交变电流有阻碍作用 电感量越大 其阻碍作用就 通过的交变电流的频率越高 阻碍作用就 越大 越大 3 感抗 电感器对交变电流所起的阻碍作用的大小称为 单位是欧姆 电感量用字母L表示 感抗公式 只有电感器的电路中欧姆定律表达式为 感抗 XL 2 fL 想一想1 低频交流电和高频交流电哪个更易通过电感器 提示 低频交流电 线圈对交变电流的阻碍作用随频率的增高而变大 三 电容器对交变电流的作用1 特点 实验和理论分析都证明 不能通过电容器 电容器可以让 过 但它对交变电流有 作用 电容越大 对交变电流的阻碍作用就 通过的交变电流的频率越高 阻碍作用就 直流电 交变电流 阻碍 越小 越小 2 容抗 电容器对交变电流的阻碍作用的大小称为 单位是欧姆 容抗公式 XC 式中电容的单位为法 F 只有电容器的交流电路中欧姆定律表示为 3 阻抗 电阻器的电阻 电感器的感抗和电容器的容抗统称为阻抗 容抗 想一想2 电容器是如何区分直流电源和交流电源的 提示 将电源和用电器 电灯 电容器串联成一个闭合电路 能够发光的是交流电源 不能够发光的是直流电源 学案导引1 常见的电感器是由什么组成的 在电路中起什么作用 2 电感器对交变电流有 阻碍 的原因是什么 和哪些因素有关 1 电感对交变电流的阻碍作用的原因通过线圈的电流大小和方向变化 都会引起通过线圈的磁通量发生变化 从而产生感应电动势 这种现象就是自感现象 根据楞次定律 自感电动势所引起的感应电流总是要使它产生的磁场阻碍线圈内原有磁场的变化 所以自感电动势对线圈中电流的变化有阻碍作用 这样就形成了对交变电流的阻碍作用 电感对交变电流阻碍作用的大小就称为感抗 2 感抗的两个决定因素决定感抗大小的因素有两个 一是交变电流的频率 二是自感系数L L取决于线圈本身的性质 即线圈匝数 横截面积 有无铁心等因素 A 电流表示数增大B 电压表示数增大C 灯泡亮度不变D 灯泡变亮 思路点拨 当交变电流通过线圈时 线圈中就要产生自感电动势 而自感电动势总是阻碍电流的变化 这种阻碍作用与交变电流的频率有关 频率越高 阻碍作用越大 电压表与电感线圈并联 其示数为线圈两端的电压UL 设灯泡两端电压为UA 则电源电压的有效值为U UL UA 因UA IR 故电流I减小时 UA减小 因电源电压有效值U不变 所以 UL变大 故B正确 答案 B 规律方法 1 在交变电流经过电感线圈时产生的自感电动势仍然满足法拉第电磁感应定律和楞次定律 产生的自感电动势总是阻碍原电流的变化 这种作用的具体表现即感抗 2 电感对交变电流的阻碍作用与交变电流的频率有关 频率越高 感抗越大 体现为 通直流 阻交流 通低频 阻高频 变式训练两只完全相同的灯泡L1和L2分别与相同的电感串联 组成如图所示的甲 乙两个相同的部分电路 现在甲电路两端加恒定电压U L1灯发光 而在乙电路两端加最大电压为U的正弦交变电压 L2灯也发光 比较两灯的明暗程度 是L1灯的亮度 L2灯的亮度 填 大于 等于 或 小于 答案 大于 学案导引1 为什么交变电流能通过电容器 2 电容器对交变电流的阻碍作用和哪些因素有关 1 交变电流如何 通过电容器 电容器是由两块彼此绝缘的导体构成的 因此直流电不能通过电容器 而交变电流却能通过电容器 原因是什么呢 原来自由电荷实际上并没有通过电容器的电介质 只不过在交变电压的作用下 当电源电压升高时 电容器充电 电荷在电容器的极板上集聚 形成充电电流 当电源电压降低时 电容器放电 电荷从电容器的极板上放出 形成放电电流 电容器交替进行充电和放电 电路中就有了电流 表现为交变电流 通过 了电容器 2 决定容抗的两个因素交变电流的频率越高 电容器充电时集聚的电荷相对较少 对电荷运动的阻碍作用越小 容抗也越小 同理 电容器的电容越大 容纳电荷的本领越大 充放电时所受的阻碍越小 容抗也就越小 所以电容有 通交流 隔直流 通高频 阻低频 的作用 如图所示 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大时 A 电容器电容增大B 电容器电容减小C 电灯变暗D 电灯变亮 精讲精析 电容器的电容是由电容器本身的特性决定的 与外加的交流电源的频率无关 选项A和B是错误的 当交流电源的频率增加时 电容器充 放电的速度加快 电容器的容抗减小 电流增大 电灯变亮 答案 D 规律方法 充 放电频率越高 电流越容易通过电容器 即交变电流的频率越高 越容易通过电容器 电容越大 交流电频率越高 容抗越小 变式训练2 如图所示电路中 交流电源电动势有效值为220V 电源内阻不计 交流电压表的示数 A 等于220VB 大于220VC 小于220VD 等于零 解析 选C 电容器与电阻器串联在电源上 电容器具有一定的容抗 由串联分压原理 电阻两端电压小于电源电压 即小于电源电动势220V 所以交流电压表的示数小于220V 选项C正确 生活中电容和电感电路的应用 经典案例 二分频 音箱内有两个不同口径的扬声器 它们的固有频率分别处于高音 低音频段 分别称为高音扬声器和低音扬声器 音箱要将扩音机送来的含 有不同频率的混合音频电流按高 低频段分离出来 送往相应的扬声器 以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高 低频率的机械振动 图为音箱的电路图 高 低频混合电流由a b端输入 L1和L2是线圈 C1和C2是电容器 则下列说法正确的是 A 甲扬声器是高音扬声器B C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器C L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器D L2的作用是减弱乙扬声器中的低频电流 解题样板 甲扬声器中 L1串联在电路中 对高频电流的阻碍作用很大 对低频电流阻碍作用较小 C1并联在电路中 对高频电流的阻碍作用小 可以给高频电流提供通路 使低频电流通过扬声器传出 所以甲为低频扬声器 乙扬声器中 C2串联在电路中 对低频电流的阻碍作用很大 对高频电流阻碍 作用很小 L2并联在电路中 对低频电流的阻碍作用小 可以给低频电流提供通路 使高频电流通过扬声器传出 所以乙为高频扬声器 故答案为B D 答案 BD 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全