高中物理 第二章 交变电流 2.4-2.5 电容器在交流电路中的作用 电感器在交流电路中的作用学案 教科版选修3-2-教科版高二选修3-2物理学案VIP专享VIP免费

4电容器在交流电路中的作用5电感器在交流电路中的作用[学习目标]1.通过演示实验，了解电容器和电感器对交变电流的阻碍和导通作用.2.知道容抗和感抗的物理意义以及与哪些因素有关.3.能够分析简单电路中的电容器、电感器的作用.一、电容器在交流电路中的作用1.电容器对交流电的导通作用电容器接入交变电路中时，由于两极板间的电压在周期性地变化，使电容器反复地充电和放电，虽然电容器的两极板间并没有电流通过，但在连接电容器的电源和电路中形成交变电流.2.电容器对交流电的阻碍作用电容器对交流电有阻碍作用，电容器对交流电的阻碍作用称为容抗.容抗大小跟电容有关，电容越小，容抗越大；容抗大小还跟交流电的频率有关，频率越低，容抗越大.3.电容器在电子技术中的应用在电子技术中，常用的电容器有隔直电容和旁路电容.二、电感器在交流电路中的作用1.电感器对交流电的阻碍作用电感器对交流电有阻碍作用，阻碍作用的大小可用感抗表示.线圈的电感(即自感系数L)越大，交流电的频率越高，线圈对交流电的阻碍作用越大，即感抗越大.2.电感器在电子技术中的应用两种扼流圈[即学即用]1.判断下列说法的正误.(1)线圈的匝数越多，对同一个交变电流的阻碍作用就越大.(√)(2)线圈对交变电流的阻碍作用随着交变电流的频率的增大而减小.(×)(3)电流通过电容器，并不是电荷穿过电容器两极板间的绝缘层到达另一极板，而是电容器不断地充、放电的表现.(√)(4)电容器的电容越大，对同一交变电流的阻碍作用就越大.(×)2.在频率为f的交变电流电路中，如图1所示，当开关S依次分别接通R、C、L支路，这时通过各支路的电流有效值相等.若将交变电流的频率提高到2f，维持其他条件不变，则通过R的电流有效值________，通过C的电流有效值________，通过L的电流有效值________.(选填“不变”“变大”或“变小”)图1答案不变变大变小一、电容器对交变电流的阻碍作用[导学探究]如图2甲、乙所示，把灯泡和电容器串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上.图2(1)观察灯泡的发光情况，并分析原因.(2)若把图乙中的电容器去掉，变成图丙所示电路，会发生什么现象？说明了什么？(3)在图乙中，改变电容器的电容和电源频率，灯泡亮度会有什么变化？说明了什么？答案(1)甲图中的灯泡不亮，乙图中的灯泡亮.甲图中的电源是直流电源，电容器在电路中是断路，电路中没有电流，灯泡不亮.乙图中的电源是交流电源，把交流电源接到电容器两个极板上后，电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，好像是交变电流“通过”了电容器，灯泡就亮了，但实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质.(2)灯泡变得比乙中亮，说明电容器对交变电流有阻碍作用.(3)电源频率不变时，电容越大，灯泡越亮；电容不变时，电源频率越高，灯泡越亮.电容器的电容和交变电流的频率都对电容器对交变电流的阻碍作用有影响.[知识深化]电容器在充、放电的过程中电容器两极板上聚集着等量异种电荷，从而在两极板间存在着电场，此电场的电场力阻碍电荷的定向移动，其表现就是电容器对交流电的阻碍作用.例1如图3所示，电路由交流电源供电，最大电压保持不变，如果交变电流的频率升高，则下列说法中正确的是()图3A.电容器上的电荷量最大值增大B.电容器的容抗增大C.电路中灯泡的亮度变亮D.电路中灯泡的亮度变暗答案C解析当交变电流的频率升高时，电容器的容抗减小，灯泡的亮度变亮，灯泡两端的电压变大,故选项C正确,选项B、D错误；电容器两端的电压变小,由Q＝CU可知,选项A错误.交变电流不同于直流，交变电流能“通过”电容器.交变电流的频率改变，电容器的容抗改变，电容器两端的电压变化，灯泡两端的电压也随着变化.例2(多选)如图4甲、乙所示是电子技术中的常用电路，a、b是各部分电路的输入端，其中输入的交流高频成分用“～～～”表示，交流低频成分用“～”表示，直流成分用“－”表示.关于两图中负载电阻R上得到的电流特征是()图4A.图甲中R得到的是交流成分B.图甲中R得到的是直流成分C.图乙中R得到的是低频成分D.图乙中R得到的是高频成分答案AC解析当交变电流加在电容器上时，电容器有“通交流、隔直流，通高频、阻低频”的特性...