高中物理 第2章 交变电流与发电机 2.3探究电阻、电感和电容的作用教师用书 沪科版选修3-2-沪科版高二选修3-2物理学案VIP免费

2.3探究电阻、电感和电容的作用学习目标知识脉络1.了解电阻器对交变电流的阻碍作用.2.知道电感对交变电流的阻碍作用，知道感抗与哪些因素有关.(重点)3.掌握电容对交变电流的阻碍作用，知道容抗与哪些因素有关.(重点)4.掌握交变电流能“通过”电容器，理解阻抗感抗和容抗的实质.(难点)电阻器、电感器对交变电流的作用[先填空]1.电阻对交流电的影响电阻器对直流和交变电流的影响是相同的.2.电感对交流电的影响电感既能让直流电通过又能让交变电流通过，但对交变电流有阻碍作用.(1)线圈的自感系数越大，电感对交变电流的阻碍作用也越大.(2)交变电流的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用也越大.3.感抗(1)定义：电感器对交变电流所起的阻碍作用的大小，叫感抗.(2)公式：XL＝2πfL，单位：欧姆，国际代号：Ω.(3)规律：遵循欧姆定律，表达形式：I＝.[再判断]1.电阻器对直流和交流都有阻碍作用，但对交流电阻碍作用更大.(×)2.电感器对交流电阻碍作用与频率有关，频率越高，阻碍作用越大.(√)3.电感器对恒定电流没有阻碍作用.(×)[后思考]1.电感器对交变电流的阻碍，与交变电流的频率有关吗？【提示】有关.交变电流的频率越高，电感器的阻碍作用就越大.2.电感对交变电流有阻碍作用，怎样理解频率越高，感抗越大？【提示】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，电流变化越快，磁通量变化率越大，自感电动势越大，阻碍作用越大.[合作探讨]如图231所示，把线圈L与白炽灯串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上.取直流电源的电压与交流电压的有效值相等.1图231探讨1：把开关接1、开关接2，待稳定时两白炽灯的亮度相同吗？若不同，哪种情况亮些？【提示】不同，开关接1时亮些.探讨2：在开关接2的情况下，向线圈L中插入铁芯，将会观察到什么现象？【提示】白炽灯变暗.[核心点击]1.电感器对交变电流的阻碍作用是怎样形成的：交变电流通过电感器时，由于电流时刻都在变化.因此在线圈中就会产生自感电动势.而自感电动势总是阻碍原电流的变化.故电感器对交变电流会起阻碍作用.2.电感器对交变电流的阻碍作用的大小：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.描述电感对交变电流的阻碍作用大小的物理量叫作感抗，用XL表示，且XL＝2πfL.感抗的大小由线圈的自感系数L和交变电流的频率f共同决定.3.电感线圈在电路中的应用：(1)低频扼流圈.①构造：闭合铁心、绕在铁心上的线圈.②特点：匝数多、自感系数L大、线圈电阻很小.它对低频交流会产生很大的阻碍作用.而对直流的阻碍作用则较小，故低频扼流圈的作用是“通直流，阻交流”.(2)高频扼流圈.①构造：它的线圈有的是绕在圆柱形的铁氧体芯上或空心.②特点：匝数少，自感系数L小.它只对频率很高的交流电产生很大的阻碍作用，而对低频交流电的阻碍作用较小.故高频扼流圈的作用是“通低频、阻高频”.1.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，接入原电路，通过线圈的电流为I′，则()A.I′＞IB.I′＜IC.I′＝ID.无法比较【解析】长直导线的自感系数很小，其对交变电流的阻碍作用可以看做是纯电阻，流经它的交变电流只受到导线电阻的阻碍作用.当导线绕成线圈后，电阻值未变，但自感系数增大，对交变电流的阻碍作用不仅有电阻，而且有线圈的阻碍作用(感抗)，阻碍作用增大，电流减小，即I′＜I，故B对.【答案】B2.(多选)如图232所示电路中，L为电感线圈，R为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u＝220sin100πtV，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100Hz，下列说法正确的是()2图232A.电流表示数增大B.电压表示数增大C.灯泡变暗D.灯泡变亮【解析】由u＝220sin100πtV可得电源原来的频率为f＝Hz＝50Hz.当电源频率由原来的50Hz增为100Hz时，线圈的感抗增大；线圈两端电压有效值增大，电压表示数增大，故选项B正确；在总电压的有效值不变的情况下，电路中的电流减少，选项A错.灯泡的电...