第5章交变电流 3 电感和电容对交变电流的影响 学案（含答案）

3　电感和电容对交变电流的影响 [学习目标] 1.通过演示实验，了解电感器和电容器对交变电流的阻碍和导通作用.2.知道感抗和容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、电感器对交变电流的阻碍作用 [导学探究]　如图1所示，把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到有效值等于直流电源电压的交流电源上． 图1 (1)两种情况下灯泡的亮度有什么不同？说明了什么？ (2)乙图中换用自感系数更大的线圈或调换频率更高的交流电源，灯泡的亮度有何变化？说明了什么？ 答案　(1)甲图中灯泡比乙图中灯泡更亮，说明电感器对交变电流有阻碍作用． (2)不论是换用自感系数更大的线圈还是调换频率更高的交流电源，灯泡均变得更暗，说明线圈的自感系数越大，交流电的频率越高，线圈对交流电的阻碍作用越大． [知识梳理]　电感器的作用： (1)电感器的感抗是由变化的电流在线圈中产生的感应电动势引起的，与制成线圈导体的电阻无关．是表征电感器对交变电流的阻碍作用的大小的物理量． (2)线圈的自感系数越大，交流电的频率越高，电感线圈对交变电流的阻碍作用越大． (3)电感线圈在电路中的作用：通直流，阻交流；通低频，阻高频． [即学即用]　判断下列说法的正误． (1)同一个线圈对直流和对交流的阻碍作用是相同的．(　　) (2)绕制线圈的导线的电阻可以忽略时，线圈对交流没有阻碍作用．(　　) (3)交流电的频率越高，电感线圈对交流的阻碍作用越大．(　　) (4)线圈的匝数越多，对同一个交变电流的阻碍作用就越大．(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)√　(4)√ 二、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)电容越大，灯泡越亮；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． [知识梳理]　电容器的作用： (1)电容器接到交流电源两端时，交替地进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流“通过”了电容器． (2)电容器在电路中的作用：通交流，隔直流；通高频，阻低频． (3)电容器的电容越大，交流电的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用越小. 一、对感抗的理解 交变电流通过电感器时，由于电流时刻在变化，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产生阻碍作用． 例1　(多选)如图3所示实验电路中，若直流电压和交变电压的有效值相等，S为双刀双掷开关，下面叙述正确的是(　　) 图3 A．当S掷向a、b时灯较亮，掷向c、d时灯较暗 B．当S掷向a、b时灯较暗，掷向c、d时灯较亮 C．S掷向c、d，把电感线圈中的铁芯抽出时灯变亮 D．S掷向c、d，电源电压不变，而使频率减小时，灯变暗 答案　AC 解析　线圈对直流无感抗，对交变电流有感抗，当交流电频率减小时，感抗变小，灯变亮，并且是有铁芯时感抗更大，故铁芯抽出时灯变亮． 二、对容抗的理解 电容器在充放电的过程中电容器两极板上聚集着 ... ...