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高中物理第五章第3课《电感和电容对交变电流的影响》(选修3-2)

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课程内容

《电感和电容对交变电流的影响》
问题:在直流电路中,影响电流与电压关系的只有电阻,交变电流中影响电流与电压关系的是否只有电阻呢?
实验:装置介绍

现象:接通直流时,灯泡发亮
      接通交流时,灯泡暗些
请分析原因
接交流时,由于变化的电流通过线圈发生自感现象,产生阻碍电流变化的感应电动势,使灯泡变暗。
一、电感对交变电流的阻碍作用
1、实验结论:电感对交变电流有阻碍作用
2、感抗:表示电感对交变电流阻碍大小。
线圈的自感系数越大,交变电流的频率越高,阻碍作用越明显,感抗越大。
感抗:XL=2πfL
注意:感抗的大小不仅与线圈构造有关,而且与通过的交流电(频率)有关,这表现了交流与直流不同的特性。
3、实际应用
低频扼流圈的作用是“通直流、阻交流”。
高频扼流圈的作用是“通低频、阻高频”。
二、交变电流能够通过电容器
实验现象:接直流时,灯不亮,接交流时,灯泡亮了。
说明直流电不能通过电容器,而交变电流能“通过”电容器。
解释:接交变电流时,自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘电介质,只是在交变电压的作用下,电容器交替进行充、放电,电流中就有了电流。
三、电容器对交变电流的阻碍作用
实验:改变电容值,观察灯泡亮度
      改变交流频率,观察灯泡亮度
现象:电容越大,灯泡越亮,交流频率越高,灯泡越亮。
1、电容器对交变电流有阻碍作用
2、容抗:表示电容对交流的阻碍作用的大小
3、电容越大,交流的频率越高,电容器的阻碍作用越小,容抗越小
容抗:XC=1/2πfC
电容大一次充电量大,频率高电位时间内充电次数多,所以电流大,容抗小。
四、典型例题
1、在a、b间接上交流电,保持电压值不变,使其频率增大,发现各灯的亮度变化情况是:灯1变暗,灯2变亮,灯3亮度不变,则黑箱A、B、C中所接元件可能是:
   A、A为电阻,B为电容器,C为电感
   B、A为电阻,B为电感,C为电容器
   C、A为电容器,B为电感,C为电阻
   D、A为电感,B为电容器,C为电阻
2、在电子技术中,从某一装置输出的电流常常既有交流成分,又有直流成分。如果只需要把交流成分输送到下一级装置,只要在两级电路之间接入一个电容器(称做隔直电容器)就可以了。电容器应并联还是串联接入电路?右图所示的接法对吗?为什么?
3、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。如果只需要把低频成分输送到下一级装置,只要在下一级电路的输入端并联一个电容器就可以达到目的。具有这种用途的电容器叫做高频旁路电容器。请说明它的工作原理。

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朱老师

男,中教高级职称

本着物理源于生活,高于生活,又应用于生活。常让学生从生活中观察问题,思考问题。

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