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(jī) 目標(biāo)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(diǎn)點(diǎn)落實(shí) 達(dá)標(biāo)檢測 當(dāng)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(dāng)開關(guān)S扳向交流電源時(shí)，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(diǎn)總結(jié)要點(diǎn)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(diǎn)總結(jié)要點(diǎn)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(dòng)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(gè)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 例例1 (多選)如圖3所示實(shí)驗(yàn)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(dāng)S擲向a、b時(shí)燈較亮，擲向c、d時(shí)燈較暗 B.當(dāng)S擲向a、b時(shí)燈較暗，擲向c、d時(shí)燈較亮 C.S擲向c、d，把電感線圈中的鐵心抽出時(shí)燈變亮 D.S擲向c、d，電源電壓不變，而使頻率減小時(shí)，燈變暗 典型例題典型例題 答案 解析 圖3 解析解析 線圈對恒定電流無感抗，對交變電流有感抗，當(dāng)交流電頻率減小時(shí)，感抗變小，燈變亮，并且是有鐵心時(shí)感抗更大，故鐵心抽出時(shí)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. (2)若把圖乙中的電容器去掉，變成圖丙所示電路，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？說明了什么？ 答案 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(huì)有什么變化？ 答案 答案答案 電容變大時(shí)，燈泡變亮；頻率增大時(shí)，燈泡變亮. 要點(diǎn)總結(jié)要點(diǎn)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(dòng)自由電荷定向移動(dòng)時(shí)，電容器極板上積累的電荷會(huì)阻礙自由電荷向此方向做定向運(yùn)動(dòng)，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(gè)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. 12fC 電容器 電容量 頻率 交 直 高 低 例例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 典型例題典型例題 答案 解析 圖5 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 典型例題典型例題 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 達(dá)標(biāo)檢測 1.(對感抗的理解對感抗的理解)(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 2 圖7 2.(對容抗的理解對容抗的理解)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(dāng)交流電源的頻率增大時(shí) 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 3.(對感抗的理解對感抗的理解)(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