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2020-2021学年人教物理选修3-2教师用书：第5章3电感和电容对交变电流的影响含解析3电感和电容对交变电流的影响［学习目标］1。
［物理观念］知道电感和电容对交变电流的影响．（重点) 2.［科学态度与责任]了解电感器和电容器的应用．(重点）．3。
［物理观念]理解电感和电容对交变电流阻碍作用．（难点)4。
[科学思维]知道影响感抗和容抗大小的因素．（难点)一、电感器对交变电流的阻碍作用1．实验探究如图所示，取直流电源电压与交流电源电压有效值相等．(1)实验目的：了解并验证电感线圈对交变电流的阻碍作用．(2)实验现象：接通直流电源时，灯泡亮些;接通交流电源时，灯泡暗些．（3）实验结论：电感线圈对交变电流有阻碍作用．2．感抗(1）物理意义:表示电感器对交流的阻碍作用的大小．(2）影响感抗大小的因素：线圈的自感系数，交流的频率．线圈的自感系数越大，交流的频率越高,感抗越大．3．感抗的应用低频扼流圈高频扼流圈自感系数较大较小感抗大小较大较小作用通直流、阻交流通低频、通直流，阻高频二、电容器对交变电流的阻碍作用1．交变电流能够通过电容器(1)实验电路(如图所示)(2)实验现象电路中串有电容器时,接通直流电源，灯泡不亮；接通交流电源，灯泡亮．(3）实验结论交变电流能够通过电容器，直流不能通过电容器．2．电容器对交变电流的阻碍作用（1）容抗：表示电容器对交变电流阻碍作用的大小．（2）影响容抗大小的因素：电容器的电容越大,交变电流的频率越高，容抗越小．（3)应用：电容器具有“隔直流、通交流"的作用．1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×"）（1)交流电的频率越高，电感对交流的阻碍作用越大．(√）（2)电感线圈之所以对交变电流有阻碍作用，是由于自感电动势总是阻碍电流的变化．(√）（3）电容器在交变电路中，相当于一个电阻，具有分压作用．(√)（4)电容器接到交流电源时，有自由电荷通过电容器．（×)（5)电容器的电容越大，容抗就越大．（×）2．（多选）关于电子技术中的扼流圈,下列说法正确的是（) A．扼流圈是利用电感线圈对交流电的阻碍作用来工作的B．高频扼流圈的作用是允许低频交流通过，而阻碍高频交流通过C．低频扼流圈的作用是不仅要阻碍高频交流通过,还要阻碍低频交流通过D．高频扼流圈的电感比低频扼流圈的电感大ABC[扼流圈是利用变化的电流通过线圈时，感应出自感电动势，从而来阻碍电流的变化，故A正确;高频扼流圈是“通低频，阻高频",故B正确;低频扼流圈是“阻交流,通直流”，故C正确；高频扼流圈比低频扼流圈自感系数小,故D错误．]3．有两个电容器的电容分别为C1＝5 μF和C2＝3 μF，分别加上峰值一定的交变电源，在下列各种情况下，哪一种情况下通过电容器的电流最大（)A．在C1上所加交变电流的频率为50 HzB．在C2上所加交变电流的频率为50 HzC．在C1上所加交变电流的频率为60 HzD．在C2上所加交变电流的频率为60 HzC[电容器对电流的阻碍作用的大小，即为容抗．容抗的大小是由电容器电容C和交变电流的频率共同决定的．交变电流的频率越高，电容器的电容越大，电容器的容抗就越小，电流就越大．因此要使通过电容器的电流最大则必须使频率最高，电容最大．］对电感器感抗的理解1.（1）交变电流通过线圈时，由于电流时刻都在变化,所以自感现象就不断地发生,而自感电动势总是要阻碍电流的变化，这就是线圈的电感对交变电流的阻碍作用．（2)直流电通过线圈时，电流的大小、方向都不变，线圈中不产生自感电动势，也就没有感抗．2．感抗的大小：X L＝2πfL。
《电感和电容对交变电流的影响》讲义一、引言在电学领域中，交变电流是一种常见且重要的电流形式。
而电感和电容这两个电学元件，对交变电流的特性有着显著的影响。
理解它们的作用，对于我们深入掌握电学知识以及在实际电路设计和应用中具有关键意义。
二、电感对交变电流的影响电感是一种能够储存磁场能量的元件。
当交变电流通过电感时，会产生一系列有趣的现象。
首先，电感对电流的变化有阻碍作用。
这是因为当电流发生变化时，电感内部的磁场也随之变化，从而产生一个感应电动势，这个感应电动势的方向总是阻碍电流的变化。
形象地说，电感就像是一个“惯性元件”，它不希望电流变化得太快。
电感的这种阻碍作用，我们用感抗来表示。
感抗的大小与交变电流的频率以及电感的自感系数有关。
频率越高，电感的感抗越大；自感系数越大，感抗也越大。
在实际应用中，电感常用于滤波电路。
例如，在电源电路中，通过串联一个适当大小的电感，可以过滤掉高频的噪声信号，使得输出的电流更加稳定。
另外，电感还可以用于储能和延迟电路。
在一些需要短时间内提供大电流的场合，电感可以先储存能量，然后在需要时释放出来。
三、电容对交变电流的影响电容则是一种能够储存电场能量的元件。
当交变电流通过电容时，也会表现出独特的特性。
电容对电流的阻碍作用称为容抗。
容抗的大小与交变电流的频率和电容的电容值有关。
频率越高，容抗越小；电容值越大，容抗越小。
这是因为当频率较高时，电容在单位时间内充电和放电的次数增加，电流更容易通过电容。
而电容值越大，能够储存的电荷量就越多，对电流的阻碍也就越小。
在电路中，电容常用于耦合、旁路和滤波等方面。
例如，在音频放大电路中，电容可以用来耦合不同级之间的信号，同时隔离直流成分。
四、电感和电容的综合作用在实际的电路中，常常会同时存在电感和电容。
它们的综合作用会使得电路的特性更加复杂和多样化。
当电感和电容串联时，会出现谐振现象。
在谐振频率处，电路的阻抗最小，电流达到最大值。
这种特性在无线电通信等领域有着广泛的应用。
电感和电容对交变电流作用引言电感和电容是电路中常见的两种元件。
它们对交变电流具有不同的作用。
电感在电路中具有储能、滤波和抗干扰等作用，而电容则具有导电、储能、滤波和抗干扰等作用。
本文将介绍电感和电容对交变电流的作用原理和特点。
电感对交变电流的作用1. 电感的基本原理电感是一种储能元件，它通过线圈中的电流产生磁场，并由磁场作用于线圈自身产生感应电动势。
其大小与线圈的匝数和电流的变化速率有关。
当交变电流通过电感时，电感会产生阻碍电流变化的作用。
2. 电感的储能作用当交变电流经过电感时，由于电感的阻碍作用，电流无法瞬间达到最大值或最小值。
因此，电感会储存一定的能量，并在电流方向变化时释放出能量。
这种储能作用可以应用于电路中的电源电压变化平滑、起到稳压作用。
3. 电感的滤波作用电感的阻碍作用还可以用于滤除交变电路中的高频成分。
通过合理选择电感的参数，可以将高频成分阻隔，并使得电路中只有低频部分的信号通过。
因此，电感可以用于滤波电路的设计，消除电路中的噪声干扰。
4. 电感的抗干扰作用电感对交变电流的阻碍作用使其具有一定的抗干扰能力。
当电路受到外界干扰电磁场时，电感会起到屏蔽作用，减少干扰信号的传输。
这种抗干扰能力可以应用于电路设计中，提高系统的抗干扰能力。
电容对交变电流的作用1. 电容的基本原理电容是一种储能元件，由两片电极和介质组成。
电场能存储于电容器中，在电容器两端产生电势差。
电容的大小与电容器的尺寸、电介质的性质以及两片电极之间的距离有关。
2. 电容的导电作用当交变电流通过电容时，电容器中的电场会产生电流，这种电流被称为位移电流。
位移电流的流动导致电容器内的能量损耗，并降低电容器对电流的储能能力。
因此，电容对交变电流的导电作用可以用于阻断交流电路中的直流成分。
3. 电容的储能作用电容可以储存电场能量，当交变电流通过电容时，电场能量会在电容器的两端存储。
与电感不同，电容不会将电能储存为磁场能量，而是以电场能量的形式储存。
3 电感和电容对交变电流的影响一、感抗1．定义：电感对电流阻碍作用的大小，用感抗表示．2．感抗的成因：因为交变电流的大小和方向随时间周期性变化，这个变化的电流通过线圈时产生一个自感电动势，自感电动势总是阻碍交流电的变化变化，故线圈对交变电流有阻碍作用，这就是感抗．3．决定因素：线圈的感抗X L与它的自感系数L及交变电流的频率f间有如下的关系： X L＝2πfL 即线圈的自感系数越大,交流电的频率越高，感抗越大二、低频扼流圈和高频扼流圈1．低频扼流圈：自感系数大的线圈（约几十亨），线圈电阻较小，对直流的阻碍作用较小，这种线圈可以“通直流、阻交流”。
2．高频扼流圈：自感系数较小的线圈（约几个毫亨），对低频交变电流的阻碍作用较小，而对高频交变电流的阻碍作用很大，可以用来“通低频、阻高频”。
三、交变电流能够“通过”电容器．1.电流实际上并没有通过电容器的内部，也就是说，自由电荷定向移动，不会从一个极板经极板间的电介质到达另一个极板．2.电容器“通交流”，只不过是在交变电压的作用下，当电源电压升高时，电容器充电，电荷向电容器的极板上集聚，形成电流；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，表现为交流“通过”了电容器．四、容抗1．定义：电容器对交流的阻碍作用的大小，用容抗来表示．2．成因：电容器接入交流电路中后，极板上的电荷形成了二极板间的电压，这电压和电源电压相反，从而产生了对交变电流的阻碍作用，即形成了容抗．3．决定因素：交流电路中的容抗和交变电流的频率、电容器的电容成反比．容抗与交变电流的频率和电容的关系为X C ＝ 1/2πfC，即交流电的频率越大，电容越大，容抗越小．五、电感和电容在电路中的作用1．电感的作用是： “通直流、阻交流”、“通低频、阻高频”．2．电容的作用是： “通交流、隔直流”、 “通高频、阻低频”．练习题1.一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图所示．一块铁插进线圈之后，该灯将A．变亮 B．变暗 C．对灯没影响D．无法判断2.如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是A．把电介质插入电容器，灯泡变亮B．增大电容器两极板间的距离，灯泡变亮C．减小电容器两极板间的正对面积，灯泡变暗D．使交变电流频率减小，灯泡变暗 3.如图所示，把电阻R，电感线圈L，电容C并联，接到一个交流电源上，三个电流表示数相同，若保持电源电压大小不变，而将电源频率增大，则三个电流表示数I1、I2、I3的关系是A、I1=I2=I3B、I1>I2>I3C、I2>I1>I3D、I3>I1>I2 4. 对交流电通过电容器的理解正确的是A．交变电流能够使电容器极板间的绝缘介质变成导体B．交变电流定向移动的电荷通过电容器两板间的绝缘介质C．交变电流能够使电容器交替进行充电、放电，电路中就有了电流，表现为交变电流通过了电容器D．交变电流通过了电容器，实际上自由电荷并没有通过电容器极板间的绝缘介质(击穿除外)5.关于电感对交变电流的影响，下列说法中正确的是A.电感不能通直流电流，只能通交变电流B.电感对各种不同频率的交变电流的阻碍作用相同C.同一只电感线圈对频率低的交变电流的阻碍较小D.同一只电感线圈对频率高的交变电流的阻碍较小.6.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′<I C．I′＝I D．无法比较7.两个相同的灯泡L1和L2，分别与两个相同的电容器C1和C2连接，如图所示.图中甲电路两端加恒定电压U1，乙电路两端加最大值1.2U1的正弦交变电压U2，则此两灯的发光情况是A.L1灯比L2灯亮B.L1灯发光，L2灯不发光C.L1灯不发光，L2灯发光D.两灯亮度相同8.如图所示的交流电路中，如果电源电动势的最大值不变，交流电的频率增大时，可以观察到三盏电灯亮度的变化情况是A.L1、L2、L3亮度都不变B.L2变暗，L2不变、L3变亮C.L1变暗、L2变亮、L3不变D.L1变亮、L2变暗、L3不变9.下列关于低频扼流圈和高频扼流圈对交流电的阻碍作用的说法中，正确的有A.低频扼流圈对低频交流电有很大的阻碍作用，对高频交流电的阻碍作用就更大B.低频扼流圈对低频交流电有很大的阻碍作用，对高频交流电的阻碍作用就较小C.高频扼流圈对高频交流电有很大的阻碍作用，对低频交流电的阻碍作用就更大D.高频扼流圈对高频交流电有很大的阻碍作用，对低频交流电的阻碍作用就较小10.如图所示，某电子电路的输入端输入电流既有直流成分，又有交流低频成分和交流高频成分.若通过该电路只把交流的低频成分输送到下一级，那么关于该电路中各器件的作用，下列说法中正确的有A.L在此的功能为通直流，阻交流，叫高频扼流圈B.C1在此的功能为通交流，隔直流，叫隔直电容C.C2在此的功能为通高频、阻低频，叫做高频旁路电容D.上述说法都不对11.对电容器能通交变电流的原因，下列说法中正确的有A.当电容器接到交流电源上时，因为有自由电荷通过电容器，电路中才有交变电流B.当电容器接到交流电源上时，电容器交替进行充电和放电，电路中才有交变电流C.在有电容器的交流电路中，没有电荷定向移动D.在有电容器的交流电路中，没有电荷通过电容器12.如图所示为某电器中电路的一部分，当输入有直流成分、交流低频成分和交流高频成分的电流后，在其输出端得到可调大小的交流低频成分，那么有关各元器件的作用的说法中，正确的有A.C1为高频旁路电容器，交流高频成分被该电容器短路B.R为滑动变阻器，它的滑动片上下移动可以改变输出端电压的大小C.C2为隔直电容器，交流低频成分通过该电容输出D.C1的电容较大、C2的电容较小13.如图所示，开关S与直流恒定电源接通时，L1、L2两灯泡的亮度相同，若将S与交变电源接通A.L1和L2两灯泡亮度仍相同B.L1比L2更亮些C.L1比L2更暗些D.若交变电源电压的有效值与直流电压相同，两灯与原来一样亮14.如图所示，L1、L2为两个相同的灯泡，开关S接通恒定直流电源时，灯泡L1发光，L2不亮，后将S与有效值和直流电压相同的交变电源接通，这时A，L2比L1更亮些B.L2比L1更暗些C.L2仍然不亮D．L2可能和L1一样亮15.两只完全相同的灯泡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灯亮度.(填“大于”、“等于”、“小于”)16.如图所示电路，当在a、b两端加上直流电压时，L1正常发光，L2不亮；当a、b两端加上同样电压的交变电流时，L1发光亮度变暗，而L2正常发光.则A、B分别为_ _和__ 。
