2018-2019学年高二物理沪科版选修3-2学案：第2章 2.3 探究电阻、电感和电容的作用

2.3　探究电阻、电感和电容的作用 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.知道电阻器对交变电流的阻碍作用． 2.理解电感对交变电流的阻碍作用，知道感抗与哪些因素有关. 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．(重点、难点) [自 主 预 习·探 新 知] [知识梳理] 一、电阻器、电感器对交变电流的作用 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＝. 二、电容器对交变电流的作用 1．电容对交流电的影响 电容器不能让直流“通过”但能让交变电流“通过”，但对交变电流有阻碍作用． (1)电容器的电容越大，阻碍作用越小． (2)交流电的频率越高，阻碍作用越小． 2．容抗 (1)定义：电容器对交变电流所起阻碍作用的大小，叫容抗． (2)公式：XC＝，单位：欧姆，国际代号：Ω. (3)规律：遵循欧姆定律，表达形式：I＝. [基础自测] 1．思考判断 (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． (×) 【提示】　电阻器对直流和交流的阻碍作用是相同的． (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． (×) 【提示】　电感器也有一定的阻值，对恒定电流有阻碍作用． (4)电容器两极板间是绝缘的，因而任何情况下电容支路上都没有电流通过． (×) 【提示】　电容器接在交流电路中时，支路上有电流通过． (5)电阻、电感、电容对交流电的阻碍本质是不同的． (√) (6)电容器交替进行充放电，电路中就有电流“通过”了电容器． (√) 2．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′＞I　　　　　　　 B．I′＜I C．I′＝I D．无法比较 B　[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作是纯电阻，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．] 3．两个相同的灯泡L1和L2，分别与两个相同的电容器C1和C2连接，如图2-3-1所示．图中甲电路两端加恒定电压U1，乙电路两端加最大值为1.2U1的正弦交变电压U2，则此两灯的发光情况是(　　) 图2-3-1 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 C　[电容器通交流、隔直流，所以L1灯不发光．] [合 作 探 究·攻 重 难] 电感器对交变电流的作用 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 ... ...