高中物理核心要点突破系列课件：第17章第三节《电感和电容对交变电流的影响》（人教版选修3-2）

欢迎进入物理课堂 第三节电感和电容对交变电流的影响 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第三节 课前自主学案 目标概览 目标概览 学习目标 1 了解电感和电容对交变电流有阻碍作用 2 知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小 知道感抗与哪些因素有关 3 知道交变电流能 通过 电容器 4 知道用容抗来表示电容对交变电流阻碍作用的大小 知道容抗与哪些因素有关 重点难点 1 感抗的概念和影响感抗大小的因素 容抗的概念和影响容抗大小的因素 2 交变电流可以 通过 电容器的原理 课前自主学案 一 电感对交变电流的阻碍作用1 感抗 1 定义 对交变电流阻碍作用的大小 2 感抗大小的影响因素 线圈的自感系数 交变电流频率 感抗越大 2 感抗的应用 扼流圈 电感 越大 越高 铁芯 铁氧体芯上 空心 较大 较小 直流 交流 低频 高频 二 电容对交变电流的阻碍作用1 交变电流能够通过电容器实际上自由电荷没有通过电容器两极板间的绝缘介质 只不过在交变电压的作用下 电容器交替进行 电路中有了电流 表现为交流 通过 了电容器 2 容抗 1 定义 对交流的阻碍作用的大小 充电和放电 电容 2 容抗大小的影响因素 电容器的电容 交流的频率 电容器对交流的阻碍作用越小 容抗也 3 电容的特性 1 通交流 2 通高频 越大 越高 越小 隔直流 阻低频 核心要点突破 一 如何理解电感对交变电流的阻碍作用1 阻碍的实质分析交变电流通过线圈时 由于电流的大小和方向时刻在变化 线圈中就会产生自感电动势 而自感电动势总要阻碍原电流的变化 这样就形成了对交变电流的阻碍作用 而恒定的直流电通过线圈时 线圈中不产生自感电动势 也就没有感抗 2 影响感抗大小因素的分析根据前面学过的知识 我们知道自感电动势的大小与线圈的自感系数及电流变化的快慢有关 自感系数越大 交变电流的频率越高 产生的自感电动势就越大 对交变电流的阻碍作用就越大 感抗也就越大 特别提醒 交变电流与恒定电流通过线圈时 受到的阻碍作用不同 交变电流除受电阻的阻碍外 还受线圈的感抗 而恒定电流只受电阻的阻碍作用 二 如何理解电容器对交变电流的阻碍作用1 阻碍的实质分析电源推动着导线中的自由电荷向某一方向做定向移动 对电容器 充放电 时 电容器两极在此过程中由于电荷积累 或减少 而产生电动势 因而反抗电荷的继续运动 就形成了电容对交变电流的阻碍作用 2 影响容抗大小因素的分析电容器的电容越大 交变电流的频率越高 因电荷积累产生的电动势就越小 电容器对交变电流的阻碍作用越小 线圈的容抗也就越小 电容器有 通交流 隔直流 或 通高频 阻低频 的特征 三 电阻 感抗 容抗的区别与联系 课堂互动讲练 如图17 3 1所示 当交流电源的电压为220V 频率为50Hz时 3只灯泡L1 L2 L3的亮度相同 若将交流电源的频率改变为100Hz时 则 图17 3 1 A L1灯比原来亮B L2灯比原来亮C L3灯亮度不变D L3灯比原来暗 解析 当交变电流的频率增大时 线圈对交变电流的阻碍作用增大 流过灯泡L1的电流将因此而减小 所以灯泡L1的亮度将变暗 A错 而电容对交变电流的阻碍作用随交变电流频率的增大而减小 即流过灯泡L2的电流将增大 所以灯泡L2的亮度将变亮 B正确 由于电阻的大小与交变电流的频率无关 流过灯泡L3的电流不变 因此其亮度不变 C正确 D错误 答案 BC 点评 1 线圈的自感系数越大 交变电流的频率越高 电感对交变电流的阻碍作用就越大 2 电容器的电容越大 交变电流的频率越高 电容对交变电流的阻碍作用就越小 变式训练1图17 3 2如图17 3 2所示 在电路两端加上交流电 保持电压不变且使频率增大 发现各灯的亮暗情况是 灯1变暗 灯2变亮 灯3不变 则M N L中所接元件可能是 A M为电阻 N为电容器 L为电感线圈B M为电感线圈 N为电容器 L为电阻C M为电容器 N为电感线圈 L为电阻D M为电阻 N为电感线圈 L为电容器解析 选B 频率增大时灯1变暗 说明M的阻碍变大 为线圈 灯2变亮 说明N的阻碍减小 为电容器 灯3不变 说明L的阻碍与频率无关 为电阻 如图17 3 3中甲 乙两电路是电容器的两种不同连接方式 它们各在什么情况下采用 应该怎样选用电容器 图17 3 3 自主解答 交流电路中常包含有直流成分和交流成分 电容器在电路中有 通交流 隔直流 和 通高频 阻低频 的作用 甲图中的C1串联在电路中 它的作用是 通交流 隔直流 为了使交流成分都能顺利地通过 容抗必须较小 应选用电容较大的电容器 乙图中的C2并联在电路中 如果输入端输入的电流中包含有高频和低频两种交流成分 该电容器的作用是 通高频 阻低频 即对高频电流起旁路作用 而让需要的低频信号输入到下一级 一般取电容较小的电容器 如果输入的电流是直流和交流两种成分 该电容器的作用是滤去交流成分 把直流成分输入到下一级 这时要选用电容较大的电容器 答案 见自主解答 点评 选用电容器除根据需要选用外还要注意它的耐压值 当接在交流电路中时以峰值为准 同时根据不同电路 选择不同结构的电容器 变式训练2图17 3 4在电子技术中 从某一装置输出的交流常常既有高频成分又有低频成分 要把低频成分输送到下一级装置 可用如图17 3 4所示电路 其中电容器C叫 通过它的是 填 高频 或 低频 它的电容一般较 填 大 或 小 对高频容抗较 答案 高频旁路电容器高频大小 知能优化训练 本部分内容讲解结束 点此进入课件目录 按ESC键退出全屏播放 谢谢使用 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