2.3探究電阻、電感和電容的作用,第2章交變電流與發(fā)電機,目標定位 1.知道電阻器對交流電的阻礙作用與對直流電的阻礙作用相同. 2.能理解電感器、電容器對交變電流形成阻礙作用的原因. 3.知道用感抗、容抗來表示電感器、電容器對交變電流阻礙作用的大小. 4.能夠分析簡單電路中的電容器、電感器的作用.,內(nèi)容索引,知識探究 新知探究 點點落實,達標檢測 當堂檢測 鞏固反饋,知識探究,閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，結(jié)合圖1回答下列問題(A、B是規(guī)格相同的燈泡)： (1)當開關(guān)S扳向交流電源時，兩只燈泡的亮度是否相同？這說明什么問題？,一、電阻器對交變電流的作用,圖1,答案B比A更亮些，這說明電阻器對交流電有阻礙作用.,答案,(2)把開關(guān)S扳向直流電源和交流電源，比較這兩種情況下燈泡A的亮度有沒有變化，這又說明什么問題？,答案開關(guān)S扳向直流電源和交流電源，兩種情況下燈泡A的亮度相同，這說明電阻器對交流的阻礙作用跟對直流的阻礙作用相同.,答案,要點總結(jié) 1.電阻器對交變電流和直流電的阻礙作用是 的. 2.在交流電路中，電阻定律和歐姆定律都 .,相同,成立,如圖2所示，把帶鐵心的線圈L與小燈泡串聯(lián)起來，先把它們接到直流電源上，再把它們接到交流電源上，取直流電源的電壓與交流電壓的有效值相等.,二、電感器對交變電流的作用,答案,(1)對比兩種情況下燈泡的亮度有什么不同？說明了什么？,圖2,答案甲圖中燈泡比乙圖中燈泡更亮，說明電感器對交變電流有阻礙作用.,(2)乙圖中換用自感系數(shù)更大的線圈或調(diào)換頻率更高的交流電源，燈泡的亮度有何變化？說明了什么？,答案,答案不論是換用自感系數(shù)更大的線圈還是調(diào)換頻率更高的交流電源，燈泡均變得更暗，說明線圈的自感系數(shù)越大，交流電的頻率越高，線圈對交流電的阻礙作用越大.,要點總結(jié) 1.感抗： 對交變電流的阻礙作用的大小. 2.電感器的感抗是由 的電流在線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢引起的，與制成線圈導(dǎo)體的電阻無關(guān). 3.電感器對交變電流的阻礙作用的大小用感抗XL表示，XL .所以感抗的兩個決定因素： (1)電感器的； (2)交變電流的 . 4.電感器在電路中的作用 (1)通 流，阻 流；(2)通 頻，阻 頻.,電感器,變化,2fL,電感量(自感系數(shù)),頻率,直,交,低,高,例1(多選)如圖3所示實驗電路中，若直流電壓和交流電壓的有效值相等，S為雙刀雙擲開關(guān)，下面敘述正確的是 A.當S擲向a、b時燈較亮，擲向c、d時燈較暗 B.當S擲向a、b時燈較暗，擲向c、d時燈較亮 C.S擲向c、d，把電感線圈中的鐵心抽出時燈變亮 D.S擲向c、d，電源電壓不變，而使頻率減小時，燈變暗,答案,解析,圖3,解析線圈對恒定電流無感抗，對交變電流有感抗，當交流電頻率減小時，感抗變小，燈變亮，并且是有鐵心時感抗更大，故鐵心抽出時燈變亮.,如圖4甲、乙所示，把燈泡和電容器串聯(lián)起來，先把它們接到直流電源上，再把它們接到交流電源上，觀察燈泡的發(fā)光情況.,三、電容器對交變電流的作用,答案,圖4,(1)分析電容器能通交流的原因.,答案把交流電源接到電容器兩個極板上后，當電源電壓升高時，電源給電容器充電，電荷向電容器極板上聚集，在電路中，形成充電電流；當電源電壓降低時，電容器放電，電荷從極板上流出，在電路中形成放電電流.電容器交替進行充電和放電，電路中就有了電流，好像是交流“通過”了電容器，但實際上自由電荷并沒有通過電容器兩極板間的絕緣介質(zhì).,(2)若把圖乙中的電容器去掉，變成圖丙所示電路，會發(fā)生什么現(xiàn)象？說明了什么？,答案,答案燈泡變得比乙中亮，說明電容器對交變電流有阻礙作用.,(3)在圖乙中，改變電容器的電容和電源頻率，燈泡亮度會有什么變化？,答案,答案電容變大時，燈泡變亮；頻率增大時，燈泡變亮.,要點總結(jié) 1.容抗： 對交變電流的阻礙作用的大小. 2.電容器對交變電流的阻礙作用： 電源電壓推動自由電荷定向移動時，電容器極板上積累的電荷會阻礙自由電荷向此方向做定向運動，這就產(chǎn)生了電容器對交變電流的阻礙作用. 3.電容器對交變電流的阻礙作用的大小用容抗XC表示，XC_，所以 決定容抗的兩個因素： (1)電容器的 ；(2)交變電流的 . 4.電容器能通交變電流，并不是電荷真的穿過了電容器. 5.電容器在電路中的作用： 通 流，隔 流，通 頻，阻 頻.,電容器,電容量,頻率,交,直,高,低,例2(多選)如圖5所示，接在交流電源上的燈泡正常發(fā)光，以下說法正確的是 A.把電介質(zhì)插入電容器，燈泡變亮 B.增大電容器兩極板間的距離，燈泡變亮 C.減小電容器兩極板間的正對面積，燈泡變暗 D.使交變電流頻率減小，燈泡變暗,答案,解析,圖5,解析把電介質(zhì)插入電容器，電容變大，容抗變小，電容器對交變電流阻礙作用變小，所以燈泡變亮，故A正確； 增大電容器兩極板間的距離，電容變小，電容器對交變電流阻礙作用變大，所以燈泡變暗，故B錯誤； 減小電容器兩極板間的正對面積，電容變小，燈泡變暗，故C正確； 使交變電流頻率減小，電容器對交變電流阻礙作用變大，燈泡變暗，故D正確.,1.容抗的大小除了與電容自身的性質(zhì)有關(guān)，還與交變電流的頻率有關(guān).頻率越高，容抗越 .(填“大”或“小”) 2.感抗的大小除了與電感線圈自身的性質(zhì)有關(guān)外，還與交變電流的頻率有關(guān)，頻率越高，感抗越 .(填“大”或“小”) 3.電阻無論對直流還是交流，阻礙作用相同，只取決于電阻本身.,四、電阻、感抗、容抗的對比,小,大,例3如圖6所示，電路中完全相同的三只燈泡L1、L2、L3分別與電阻R、電感L、電容C串聯(lián)，然后再并聯(lián)到220 V、50 Hz的交流電源上，三只燈泡亮度恰好相同.若保持交流電壓不變，將交變電流的頻率增大到60 Hz，則發(fā)生的現(xiàn)象是,答案,解析,圖6,A.三燈亮度不變B.三燈均變亮 C.L1不變、L2變亮、L3變暗D.L1不變、L2變暗、L3變亮,解析當交變電流的頻率變大時，線圈的感抗變大，電容器的容抗變小，因此L3變亮，L2變暗.又因為電阻在直流和交流電路中起相同的作用，故L1亮度不變，所以選D.,達標檢測,1.(對感抗的理解)(多選)在如圖7所示的電路中，L為電感線圈，R為燈泡的電阻值，電流表內(nèi)阻為零，電壓表內(nèi)阻無限大，交流電源的電壓u220 sin (100t) V.若保持電壓的有效值不變，只將電源頻率改為100 Hz，下列說法正確的是 A.電流表示數(shù)增大 B.電壓表示數(shù)增大 C.燈泡變暗 D.燈泡變亮,答案,解析,1,2,3,圖7,1,2,3,燈泡的電阻值R是一定的，電流減小時，實際消耗的電功率(PI2R)減小，燈泡變暗，選項C正確，D錯誤； 電壓表與電感線圈并聯(lián)，其示數(shù)為線圈兩端的電壓UL，設(shè)燈泡兩端電壓為UR，則電源電壓的有效值為UULUR，因URIR，故電流I減小時，UR減小.因電源電壓的有效值保持不變，故ULUUR增大，選項B正確.,2.(對容抗的理解)如圖8所示，白熾燈和電容器串聯(lián)后接在交流電源的兩端，當交流電源的頻率增大時,解析,1,2,3,A.電容器電容增大 B.電容器電容減小 C.燈變暗 D.燈變亮,答案,圖8,1,2,3,解析電容器的電容是由電容器本身的特性決定的，與外加的交流電源的頻率無關(guān)，選項A、B錯誤. 當交流電源的頻率增大時，電容器充、放電的速度加快，電容器的容抗減小，電流增大，燈變亮.,3.(對感抗的理解)(多選)如圖9所示，輸入端ab的輸入電壓既有直流成分，又有交流成分，以下說法中正確的是(L的直流電阻不為零),答案,1,2,3,圖9,解析,A.直流成分只能從L通過 B.交流成分只能從R通過 C.通過R的既有直流成分又有交流成分 D.通過L的直流成分比通過R的直流成分要大,1,2,3,解析由于線圈L直流電阻不為零，所以有直流通過R，而線圈對交流有阻礙作用，因此也有交流成分通過R，B錯誤，C正確； 由于R對交流也有阻礙作用，所以也有交流成分通過L，A錯誤； 因為線圈的直流電阻一般都很小，所以通過線圈的直流成分比通過R的要大，D正確.,