服/务/教/师 免/费/馈/赠自主学习自主学习基础知识基础知识3 电感和感和电容容对交交变电流的影响流的影响学学习习目目标标1.电电感感和和电电容容对对交交变变电电流流的的影影响响(重重点点)2.电电感感器器和和电电容容器器的的应应用用(重重点点)3.电电感感和和电电容容对对交交变变电电流流阻阻碍碍作作用用的的理理解解(难难点点)4.影影响响感感抗抗和和容容抗抗大大小小的的因素因素(难点难点)合作探究合作探究重难疑点重难疑点课时作业课时作业解题技巧解题技巧素养培优素养培优服/务/教/师 免/费/馈/赠服/务/教/师 免/费/馈/赠2感抗感抗(1)物物理理意意义：表表示示电感感器器对_阻碍作用的大小的物理量阻碍作用的大小的物理量(2)影影响响因因素素：线圈圈的的_越越大大，交流的交流的_越高，感抗越大越高，感抗越大(3)应用：扼流圈用：扼流圈低低频扼扼流流圈圈：可可以以用用来来“通通_，阻阻_”高高频扼扼流流圈圈：可可以以用用来来“通通_，通通_，阻，阻_”交变电流交变电流自感系数自感系数频率频率直流直流交流交流直流直流低频低频高频高频服/务/教/师 免/费/馈/赠电感感线圈圈对交交变电流流的的阻阻碍碍作作用用为什什么么随随线圈圈的的自自感感系系数数、交交变电流流的的频率率的的增增大而增大呢？大而增大呢？【提提示示】电电感感线线圈圈的的阻阻碍碍作作用用是是由由交交变变电电流流通通过过线线圈圈时时产产生生的的自自感感电电动动势势引引起起的的，自自感感系系数数越越大大时时产产生生的的自自感感电电动动势势也也越越大大；交交变变电电流流的的频频率率越越高高，电电流流的的变变化化率率也也越越大大，感感应应电电动动势势也也就就越越大大，所所以以阻阻碍作用就越大碍作用就越大，感抗也就越大感抗也就越大服/务/教/师 免/费/馈/赠1电感感对交交变电流流阻阻碍碍作作用用越越大大，感感抗抗就越小就越小( )2交交流流电的的频率率越越高高，电感感对交交流流的的阻阻碍作用越大碍作用越大( )3电感感线圈圈之之所所以以对交交变电流流有有阻阻碍碍作作用用，是是由由于于自自感感电动势总是是阻阻碍碍电流流的的变化化( )服/务/教/师 免/费/馈/赠1交变电流能通过电容器交变电流能通过电容器(1)实验电路路(如如图531)图图531服/务/教/师 免/费/馈/赠(2)实验目目的的：了了解解并并验证电容容器器对交交变电流的阻碍作用流的阻碍作用(3)实验方方法法：把把白白炽灯灯和和电容容器器串串联起起来来，先先把把它它们接接到到直直流流电源源上上，再再把把它它们接接到到交交流流电源源上上，观察察灯灯泡泡的的发光光情情况况把把电容容器器从从电路路中中取取下下来来，使使灯灯泡泡直直接接与与交流交流电源相源相连，再，再观察灯泡的察灯泡的发光情况光情况服/务/教/师 免/费/馈/赠(4)实验现象象 接接到到_上上的的灯灯泡泡不不亮亮，接接到到_上上的的灯灯泡泡亮亮把把电容容器器从从电路路中中取取下下来来，使使灯灯泡泡直直接接与与交交流流电源源相相连，灯灯泡泡要要比比接接有有电容器容器时_(5)实验结论_能能够“通通过”电容容器器，_不能通不能通过电容器容器电容器容器对_有有_作用作用直流直流交流交流亮亮交变电流交变电流直流直流交变电流交变电流阻碍阻碍服/务/教/师 免/费/馈/赠2电容器对交变电流的阻碍作用电容器对交变电流的阻碍作用(1)容容抗抗：表表示示电容容器器对_阻阻碍碍作作用用的大小的大小(2)影影响响容容抗抗大大小小的的因因素素：电容容器器的的电容容_，交流的，交流的频率率_，容抗越小，容抗越小(3)电容容器器特特点点：“通通交交流流、隔隔直直流流；通通高高频、阻低、阻低频”交流交流越大越大越高越高服/务/教/师 免/费/馈/赠感感抗抗的的实质是是由由线圈圈的的自自感感现象象引引起起的的，那那么么，电容容器器对交交变电流流阻阻碍碍作作用用的的实质是什么呢？是什么呢？【提提示示】当当交交变变电电流流“通通过过”电电容容器器时时，给给电电容容器器充充电电或或放放电电，形形成成充充电电或或放放电电电电流流，在在形形成成电电流流的的过过程程中中，对对自自由由电电荷荷来来说说，当当电电源源的的电电压压推推动动它它们们向向某某一一方方向向做做定定向向移移动动时时，电电容容器器两两极极板板上上积积累累的的电电荷荷却却反反抗抗它它们们向向这这个个方方向向做做定定向向移移动动，也也就就是是说说在在给给电电容容器器充充电电或或放放电电过过程程中中，在在电电容容器器两两极极板板形形成成跟跟原原电电压压相相反反的的电电压压，这这就对电流产生了阻碍作用就对电流产生了阻碍作用服/务/教/师 免/费/馈/赠1电容容器器在在交交变电路路中中，相相当当于于一一个个电阻，具有分阻，具有分压作用作用( )2电容容器器接接到到交交流流电源源时，有有自自由由电荷荷通通过电容器容器( )3电容容器器是是通通直直流流、阻阻交交流流，通通高高频、阻低阻低频( )服/务/教/师 免/费/馈/赠预习完完成成后后，请把把你你认为难以以解解决决的的问题记录在下面的表格中在下面的表格中问题1问题2问题3问题4服/务/教/师 免/费/馈/赠学生分学生分组探究一探究一电感器和电容器对交电感器和电容器对交变电流的阻碍作用变电流的阻碍作用第第1步探究步探究分层设问分层设问，破解疑难破解疑难1交交流流电路路和和直直流流电路路中中阻阻碍碍电流流大大小小的因素分的因素分别有哪些？有哪些？【提提示示】在在直直流流电电路路中中，受受电电阻阻的的阻阻碍碍作作用用，在在交交流流电电路路中中除除了了电电阻阻外外，还还受受电感器和电容器对交变电流的阻碍作用电感器和电容器对交变电流的阻碍作用服/务/教/师 免/费/馈/赠2交交变电流流的的频率率越越高高，电感感器器、电容容器、器、电阻阻对电流的阻碍作用会怎流的阻碍作用会怎样变化？化？【提提示示】交交变变电电流流的的频频率率越越高高，感感抗抗越大越大，容抗越小容抗越小，电阻值不变电阻值不变服/务/教/师 免/费/馈/赠第第2步步结论自我总结自我总结，素能培养素能培养1电阻、感抗、容抗的区别电阻、感抗、容抗的区别电阻电阻感抗感抗容抗容抗产生的产生的原因原因定向移定向移动的自的自由由电荷与不荷与不动的离子的离子间的碰的碰撞撞由于由于电感感线圈的自圈的自感感现象阻象阻碍碍电流的流的变化化电容器两极板上容器两极板上积累的累的电荷荷对向向这个个方向定向移方向定向移动的的电荷的反抗作用荷的反抗作用在电路在电路中中的特点的特点对直流、交流直流、交流均有阻碍作用均有阻碍作用对交流有交流有阻碍作用阻碍作用对直流的阻碍作用直流的阻碍作用无限大，无限大，对交流的交流的阻碍作用随阻碍作用随频率的率的降低而增大降低而增大服/务/教/师 免/费/馈/赠决定决定因素因素由由导体本身体本身(长短、粗短、粗细、材料材料)决定，决定，与温度有关与温度有关由由线圈本身的圈本身的自感系数和交自感系数和交流的流的频率率f决决定定由由电容的大小容的大小和交流的和交流的频率率f决定决定电能的电能的转化与转化与做功做功电流通流通过电阻阻做功，做功，电能能转化化为内能内能电能和磁能和磁场能能往复往复转化化电能与能与电场能能往复往复转化化服/务/教/师 免/费/馈/赠2.交变电流能够交变电流能够“通过通过”电容器的理解电容器的理解 当当电容容器器接接到到交交流流电源源上上时，由由于于两两极极板板间的的电压变化化，电压升升高高时，形形成成充充电电流流，电压降降低低时，形形成成放放电电流流，充充、放放电交交替替进行行，电路路中中就就好好像像交交变电流流“通通过”了了电容容器器，实际上上，自自由由电荷荷并并没没有有通通过两极板两极板间的的绝缘介介质服/务/教/师 免/费/馈/赠第第3步例步例证典例印证典例印证，思维深化思维深化(多多选)(2014泰泰安安高高二二检检测测)在在如如图532所所示示的的电路路中中，L为电感感线圈圈，R为灯灯泡泡的的电阻阻，电流流表表内内阻阻为零零，电压表表内内阻阻无无限限大大，交交流流电源源的的电压U220sin100 t (V)若若保保持持电源源电压有有效效值不不变，只只将将电源源频率率改改为100 Hz，下下列列说法法正正确确的的是是()服/务/教/师 免/费/馈/赠A电流表示数增大流表示数增大B电压表示数增大表示数增大C灯泡灯泡变暗暗 D灯泡灯泡变亮亮【思思路路点点拨拨】解解答答本本题题时时应应把把握握以以下下两点：两点：(1)感抗与交变电流的频率的关系感抗与交变电流的频率的关系(2)串联电路的电压关系串联电路的电压关系服/务/教/师 免/费/馈/赠在在电电压压不不变变的的情情况况下下，电电路路中中的的电电流流减减小小，选选项项A错错误误；灯灯泡泡的的电电阻阻R是是一一定定的的，电电流流减减小小时时，实实际际消消耗耗的的电电功功率率(PI2R)减小减小，灯泡变暗灯泡变暗，选项选项C正确正确，D错误；错误； 服/务/教/师 免/费/馈/赠电电压压表表与与电电感感线线圈圈并并联联，其其示示数数为为线线圈圈两两端端的的电电压压UL，设设灯灯泡泡两两端端电电压压为为UR，则则电电源源电电压压的的有有效效值值为为UULUR，由由于于因因URIR，由由于于电电流流I减减小小，故故UR减减小小，因因电电源源电电压压有有效效值值保保持持不不变变，故故UL(UUR)增大增大，选项选项B正确正确【答案答案】BC服/务/教/师 免/费/馈/赠如如图533所所示示白白炽灯灯和和电容容器器串串联后后接接在在交交流流电源源的的两两端端，当当交交流流电源源的的频率率增增大大时()A电容器容器电容增大容增大B电容器容器电容减小容减小C电灯灯变暗暗D电灯灯变亮亮服/务/教/师 免/费/馈/赠【思思路路点点拨拨】(1)电电容容器器的的容容抗抗与与交交变变电流的频率有关电流的频率有关(2)频率增大时频率增大时，容抗减小容抗减小【解解析析】电电容容器器的的电电容容是是由由电电容容器器本本身身的的特特性性决决定定的的，与与外外加加的的交交流流电电源源的的频频率率无无关关，故故选选项项A和和B是是错错误误的的当当交交流流电电源源的的频频率率增增加加时时，电电容容器器充充、放放电电的的速速度度加加快快，电电容容器器的的容容抗抗减减小小，电电流流增增大大，电电灯变亮灯变亮【答案答案】D服/务/教/师 免/费/馈/赠电容器、电感器、二极管的导电性能电容器、电感器、二极管的导电性能它它们们的的导导电电特特性性不不同同，接接不不同同的的电电源源电电压压，就就会会产产生生不不同同的的现现象象，应应根根据据它它们们的的特性和所加的电压逐一判断发生的现象特性和所加的电压逐一判断发生的现象服/务/教/师 免/费/馈/赠第第4步巧步巧练精选习题精选习题，落实强化落实强化图图5341(2014曲曲阜阜师师大大附附中中高高二二检检测测)一一个个灯灯泡泡通通过一一个个粗粗导线的的线圈圈与与一一交交流流电源源相相连接接，如如图534所所示示一一铁棒棒插插进线圈圈之之后，后，该灯将灯将()A变亮亮B变暗暗C没有影响没有影响 D无法判断无法判断服/务/教/师 免/费/馈/赠【解解析析】在在线线圈圈内内由由于于磁磁场场变变化化而而产产生生的的感感应应电电动动势势，总总是是反反抗抗电电流流的的变变化化正正是是这这种种反反抗抗变变化化的的特特性性(电电惰惰性性)，使使线线圈圈产产生生了了感感抗抗加加入入铁铁芯芯改改变变了了电电感感的的自自感感系系数数，自自感感系系数数增增大大，感感抗抗增增大大，降降落落的电压增大的电压增大，灯泡上的电压减小灯泡上的电压减小，所以灯所以灯变暗故变暗故B正确正确【答案答案】B服/务/教/师 免/费/馈/赠2.图图535(2014徐徐州州一一中中高高一一检检测测)如如图535所所示示的的电路路中中，正正弦弦式式电流流源源电压的的有有效效值为220 V，则关关于于交交流流电压表表的的示示数数，以以下下说法中正确的是法中正确的是()A等于等于220 V B大于大于220 VC小于小于220 V D等于零等于零服/务/教/师 免/费/馈/赠【解解析析】虽虽然然交交变变电电流流能能通通过过电电容容器器，但但也也受受到到阻阻碍碍作作用用，电电容容器器与与电电阻阻串串联联，根根据据分分压压原原理理可可知知电电阻阻两两端端的的电电压压小小于于电电源源电电压压，电电压压表表测测的的是是电电阻阻两两端端的的电电压压，C正确正确【答案答案】C服/务/教/师 免/费/馈/赠学生分学生分组探究二探究二电感器、电容器在交电感器、电容器在交变电路中的应用变电路中的应用第第1步探究步探究分层设问分层设问，破解疑难破解疑难1使使用用220 V交交流流电源源的的电气气设备和和电子子仪器器，金金属属外外壳壳和和电源源之之间都都有有良良好好的的绝缘，但但是是有有时用用手手触触摸摸外外壳壳时会会有有“麻麻手手”的的感感觉，用用试电笔笔测试时氖管管也也会会发光光，这是是为什什么么呢呢？采采用用什什么么措措施施可可解解决决这一一问题？服/务/教/师 免/费/馈/赠【提提示示】与与电电源源连连接接的的机机芯芯和和金金属属外外壳壳构构成成一一个个电电容容器器，交交变变电电流流能能够够通通过过这这个个电电容容器器，也也就就是是说说机机芯芯、外外壳壳间间始始终终在在进进行行着着充充放放电电，所所以以能能感感觉觉到到“漏漏电电”解解决决方方案案就就是是金金属属外外壳壳接接地地，其其实实现现在在生生产的电气设备都增加了接地线产的电气设备都增加了接地线服/务/教/师 免/费/馈/赠2试分分析析电容容器器的的电容容C与与容容抗抗的的定定性性关关系系，若若要要通通高高频阻阻低低频，应选用用电容容C大些的大些的还是小些的是小些的电容器？容器？【提提示示】电电容容器器的的电电容容C越越大大，充充放放电电显显示示的的容容抗抗越越小小，若若要要通通高高频频阻阻低低频频，则则电电容容器器的的容容抗抗在在低低频频时时应应表表现现很很大大，应应选选用电容用电容C较小的电容器较小的电容器服/务/教/师 免/费/馈/赠第第2步步结论自我总结自我总结，素能培养素能培养1电感器的作用电感器的作用 (1)低低频扼扼流流圈圈：可可起起到到“通通直直流流、阻阻交交流流”的作用的作用 (2)高高频扼扼流流圈圈：可可起起到到“通通直直流流、通通低低频，阻高，阻高频”的作用的作用服/务/教/师 免/费/馈/赠2电容器的作用电容器的作用图图536(1)隔隔直直电容容器器，如如图536所所示示作作用用是是“通通交交流流、隔隔直直流流”，因因为直直流流不不能能通通过电容容器器，交交流流能能“通通过”电容容器器起起这样作作用用的的电容器容器电容要大些容要大些服/务/教/师 免/费/馈/赠图图537(2)高高频旁旁路路电容容器器，如如图537所所示示，作作用用是是“通通高高频、阻阻低低频”，因因为对不不同同频率率的的交交流流电，频率率越越高高，容容抗抗越越小小，频率率越越低低，容容抗抗越越大大，即即电容容对低低频交交变电流流阻阻碍碍作作用用大大，对高高频交交变电流流阻阻碍碍作作用用小小，起起这样作用的作用的电容器容器电容要小些容要小些服/务/教/师 免/费/馈/赠3电感器和电容器的组合作用电感器和电容器的组合作用图图538(1)如如果果将将电容容器器与与负载并并联，然然后后与与电感感线圈圈串串联，就就能能更更好好地地起起到到滤掉掉电流流中中交交流流成成分分或或高高频成成分分的的作作用用，如如图538所所示示服/务/教/师 免/费/馈/赠图图539(2)如如果果将将电感感线圈圈与与负载并并联，然然后后与与电容容器器串串联，就就能能更更好好地地起起到到滤掉掉电流流中中直直流流成成分分或或低低频成成分分的的作作用用，如如图539所所示示服/务/教/师 免/费/馈/赠第第3步例步例证典例印证典例印证，思维深化思维深化图图5310(2013广广东东中中山山中中学学期期中中)在在收收音音机机线路路中中，经天天线接接收收下下来来的的电信信号号既既有有高高频成成分分又又有有低低频成成分分，经放放大大后后送送给下下一一级，需需要要把把低低频成成分分和和高高频成成分分分分开开，只只让低低频成成分分输入入给下下一一级，我我们采采用用了了如如图5310所所示示的的装装置置电路路，其其中中代代号号a、b应选择的元件是的元件是()服/务/教/师 免/费/馈/赠Aa是是电容容较大大的的电容容器器，b是是低低频扼扼流圈流圈Ba是是电容容较大大的的电容容器器，b是是高高频扼扼流流圈圈Ca是是电容容较小小的的电容容器器，b是是低低频扼扼流圈流圈Da是是电容容较小小的的电容容器器，b是是高高频扼扼流圈流圈【思思路路点点拨拨】搞搞清清a、b处处元元件件应应起起的的作用作用，是正确选择元件的关键是正确选择元件的关键服/务/教/师 免/费/馈/赠【解解析析】电电容容器器具具有有“通通高高频频、阻阻低低频频”作作用用，这这样样的的电电容容器器电电容容应应较较小小，故故a处处是是电电容容较较小小的的电电容容器器电电感感线线圈圈在在该该电电路路中中要要求求做做到到“通通低低频频、阻阻高高频频”，所所以以b处处应接一个高频扼流线圈应接一个高频扼流线圈【答案答案】D服/务/教/师 免/费/馈/赠第第4步巧步巧练精选习题精选习题，落实强化落实强化图图5311如如图5311所所示示的的电路路中中，当当在在a、b两两端端加加上上直直流流电压时，L1正正常常发光光，L2不不亮亮；当当在在a、b两两端端加加上上同同样的的交交变电压时，L1发光光亮亮度度变暗暗，L2正正常常发光光，则A、B分分别为_和和_服/务/教/师 免/费/馈/赠【解解析析】本本题题考考查查电电感感器器、电电容容器器对对交交变变电电流流的的作作用用的的逆逆向向推推导导在在a、b两两端端加加上上直直流流电电压压时时，L2不不亮亮，说说明明B中中元元件件不不让让直直流流通通过过，故故B中中元元件件应应为为电电容容器器；在在a、b两两端端加加上上直直流流电电压压时时，L1正正常常发发光光，当当在在a、b两两端端加加上上同同样样的的交交流流电电压压时时，L1发发光光亮亮度度变变暗暗，说说明明A中中元元件件对对交交变变电电流流的的阻阻碍碍作作用用大大于于对对直直流流的的阻阻碍碍作作用用，所所以以应为电感线圈应为电感线圈【答案答案】电感感线圈圈电容器容器服/务/教/师 免/费/馈/赠电感器和电容器的组合电路问题电感器和电容器的组合电路问题1电电感感器器、电电容容器器接接到到交交流流电电源源上上时时，电电能能与与磁磁场场能能或或电电场场能能往往复复转转化化，所所以以电电感感器器、电电容容器器上上不不会会消消耗耗电电能能，而而电电流流通通过过电电阻阻时时，必必然然会会产产生生焦焦耳耳热热，使使部部分分电电能转变为内能，从而造成电能的损耗能转变为内能，从而造成电能的损耗服/务/教/师 免/费/馈/赠2在在直直流流电路路中中，电流流的的大大小小由由电压和和电阻阻决决定定，而而在在交交流流电路路中中，决决定定电流流大大小小的的除除了了电压和和电阻阻，还与与电感感器器和和电容容器器对交交变电流流的的阻阻碍碍作作用用有有关关，电路路中中的的电感感器器和和电容容器器两两端端均均有有电压，在在交交流流的的频率率不不变时，纯电感感器器电路路和和纯电容容器器电路中，路中，电流大小跟流大小跟电压成正比成正比服/务/教/师 免/费/馈/赠在在频率率为f的的交交变电流流电路路中中，如如图5312所所示示，当当开开关关S依依次次分分别接接通通R、C、L支支路路，这时通通过各各支支路路的的电流流有有效效值相相等等若若将将交交变电流流的的频率率提提高高到到2f，维持持其其他他条条件件不不变，则下下列列几几种种情情况况不不可可能能的的是是()A通通过R的的电流有效流有效值不不变B通通过C的的电流有效流有效值变大大C通通过L的的电流有效流有效值减小减小D通通过R、C、L的的电流有效流有效值都不都不变服/务/教/师 免/费/馈/赠【思思路路点点拨拨】正正确确区区分分电电阻阻、感感抗抗、容抗的概念是解决本题的关键容抗的概念是解决本题的关键服/务/教/师 免/费/馈/赠【答案答案】D服/务/教/师 免/费/馈/赠 先看名师指津先看名师指津电阻阻、电感感、电容容器器在在交交流流电路路中中的的作作用用不不同同，电阻阻对所所有有电流流阻阻碍碍作作用用相相同同，阻碍的阻碍的结果是果是电能能转化化为内能；内能；纯电感感线圈圈、电容容器器对交交流流的的阻阻碍碍作作用用与与频率率有有关关，阻阻碍碍的的结果果是是电能能和和磁磁场能能、电场能相互能相互转化化服/务/教/师 免/费/馈/赠 再演练应用再演练应用如如图5313所所示示，线圈圈的的自自感感系系数数L和和电容容器器的的电容容C都都很很小小(L1 mH，C200 pF)，此，此电路的重要作用是路的重要作用是()服/务/教/师 免/费/馈/赠A阻直流通交流，阻直流通交流，输出交流出交流B阻交流通直流，阻交流通直流，输出直流出直流C阻低阻低频通高通高频，输出高出高频交流交流D阻阻高高频通通低低频，输出出低低频交交流流和和直直流流服/务/教/师 免/费/馈/赠【解解析析】线线圈圈的的作作用用是是：“通通直直流流、阻阻交交流流，通通低低频频、阻阻高高频频”电电容容器器的的作作用用是是：“通通交交流流、阻阻直直流流，通通高高频频、隔隔低低频频”因因为为线线圈圈自自感感系系数数L很很小小，所所以以它它的的主主要要功功能能就就是是通通直直流流，通通低低频频，阻阻高高频频，这这样样，直直流流和和低低频频成成分分能能顺顺利利通通过过线线圈圈；电电容容器器并并联联在在电电路路中中，因因电电容容C很很小小，对对低低频频成成分分和和直直流流的的阻阻碍碍作作用用很很大大，而而对对部部分分通通过过线线圈圈的的高高频频成成分分阻阻碍碍作作用用很很小小，这这样样最最终终输出的是低频交流和直流输出的是低频交流和直流【答案答案】D服/务/教/师 免/费/馈/赠服/务/教/师 免/费/馈/赠课时作业（九）课时作业（九） 点击图标进入点击图标进入