2017教科版高中物理选修第2章 第4、5节《电容器在交流电路中的作用 电感器在交流电路中
的作用》word学案
电感器在交流电路中的作用
[目标定位] 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.明白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、电容器对交流电的阻碍作用 [咨询题设计]
如图1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，观看灯泡的发光情形．
图1
(1)分析电容器能通交流的缘故．
(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？讲明了什么？
(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？ 答案 (1)把交流电源接到电容器两个极板上后，当电源电压升高时，电源给电容器充电，电荷向电容器极板上集合，在电路中，形成充电电流；当电源电压降低时，电容器放电，电荷从极板上流出，在电路中形成放电电流．电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，看起来是交流“通过”了电容器，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，讲明电容器对交变电流有阻碍作用． (3)电容变大时，灯泡变亮；频率增大时，灯泡变亮． [要点提炼]
1．容抗：电容器对交流电的阻碍作用．
2．阻碍容抗的因素：电容器的电容越大，交流电的频率越高，容抗越小．
3．注意：电容器能通交变电流，并不是电荷确实穿过了电容器． 4．电容器在电路中的作用：通交流，隔直流；通高频，阻低频. 二、电感器对交流电的阻碍作用 [咨询题设计]
如图2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，再把它们接到交流电源上，取直流电源的电压与交流电压的有效值相等．
图2
(1)对比两种情形下灯泡的亮度有什么不同？讲明了什么？
(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？讲明了什么？
答案 (1)甲图中灯泡比乙图中灯泡更亮，讲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依旧调换频率更高的交流电源，灯泡均变得更暗，讲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．
[要点提炼]
1．感抗：电感器对交变电流的阻碍作用的大小．
2．阻碍感抗的因素：线圈的自感系数越大，交流电的频率越高，感抗越大．
3．注意：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．
4．扼流圈是利用电感对交变电流的阻碍作用制成的电感线圈． (1)高频扼流圈
高频扼流圈的自感系数专门小，只对高频交变电流有较大的阻碍作用，对低频交变电流的阻碍作用较小，对直流电流的阻碍作用更小．它具有“通直流，通低频，阻高频”的作用．
(2)低频扼流圈
低频扼流圈的自感系数专门大，既使交流的频率较低，它产生的感抗也专门大．它具有“通直流，阻交流”的作用．
三、电阻、感抗、容抗的作用及区别
1．容抗的大小除了与电容自身的性质有关，还与交变电流的频率有关，频率越高，容抗越小．(填“大”或“小”)
2．感抗的大小除了与电感线圈自身的性质有关外，还与交变电流的频率有关，频率越高，感抗越大．(填“大”或“小”)
3．电阻不管对直流依旧交流，阻碍作用相同，只取决于电阻本身．
一、对容抗的懂得
例1 如图3所示，接在交流电源上的灯泡正常发光，以下讲法正确的是 ( )
图3
A．把电介质插入电容器，灯泡变亮 B．增大电容器两极板间的距离，灯泡变亮 C．减小电容器两极板间的正对面积，灯泡变暗 D．使交变电流频率减小，灯泡变暗
解析 把电介质插入电容器，电容变大，容抗变小，电容器对交变电流阻碍作用变小，因此灯泡变亮，故A正确；增大电容器两极板间的距离，电容变小，电容器对交变电流阻碍作用变大，因此灯泡变暗，故B错误；减小电容器两极板间的正对面积，电容变小，灯泡变暗，故C正确；使交变电流频率减小，电容器对交变电流阻碍作用变大，灯泡变暗，故D正确．
答案 ACD 二、对感抗的懂得
例2 如图4所示的实验电路中，若直流电压和交变电压的有效值相等，S为双刀双掷开关，下列叙述正确的是( )
图4
2017教科版高中物理选修第2章 第4、5节《电容器在交流电路中的作用 电感器在交流电路中的作用》word学案
