物理选择性必修 第二册1 交变电流优质课ppt课件

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电 阻器 电 感器 电 容器
电阻器（R）：限流的元件
电容器( C )：容纳电荷的元件
电感器( L )：将电能转化为磁场能而存储起来的元件
电阻器、电容器和电感器对直流、交流电有何作用？
电感器对交变电流的阻碍作用
问题：直流电源电动势与交变电源电动势有效值相等，内阻相同。灯泡和电感器均相同。接交流电和直流电，灯泡的亮度是否相同？接直流电时，有电感器和无电感器灯泡的亮度是否相同？
操作1: 线圈 L 串联灯泡后接到直流电源操作2: 用导线将线圈 L 短路现 象 : 灯泡亮度基本不变化。实验说明什么 ?
结论：电感器对直流电几乎无影响！
结论：电感器对交流电有阻碍作用！
操作1: 线圈 L 串联灯泡后接到交流电源操作2: 用导线将线圈 L 短路现 象 : 灯泡亮度变亮。实验说明什么 ?
影响感抗大小的因素有哪些呢？
1. 感抗：电感线圈对交变电流的阻碍作用。用字母X L 表示，单位是 欧 ( Ω )。2. 意义：描述电感器对交变电流的阻碍作用大小的物理量。
4. 实质：变流电不断变化，产生的自感电动势，阻碍磁通量变化
线圈绕在铁芯上,匝数多，自感系数大、感抗大
线圈绕在铁氧体上,匝数少，自感系数小、感抗小
通直流，通低频，阻高频
请同学们分析：低频扼流圈对高频交流电是否有显著的阻碍作用？高频扼流圈对低频交流电是否有显著的阻碍作用？
1、如图所示的电路中，L 为电感线圈，R 为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压为 ，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为 100 HZ，下列说法正确的有 ( )
A. 电流表示数增大 B. 电压表示数增大C. 灯泡变暗 D. 灯泡变亮
2、如图所示实验电路中，若直流电压和交变电压的有效值相等，S为双刀双掷开关，下面叙述正确的是（ ）A.当S掷向a、b时灯较亮，掷向c、d时灯较暗B.当S掷向a、b时灯较暗，掷向c、d时灯较亮C.S掷向c、d，把电感线圈中的铁芯抽出时灯变亮D.S掷向c、d，电源电压不变，而使频率减小时，灯变暗
电容器对交变电流的阻碍作用
问题： 把小灯泡和电容器串联在电路中，分别接在交流电和直流电上，灯泡的亮度是否相同？接直流电时，有电容器和无电容器时灯泡的亮度是否相同？
操作1: 电容器 C 串联灯泡后接到直流电源操作2: 用导线将电容器 C 短路现 象: 灯泡由不亮变为亮。实验说明什么 ?
结论：直流电不能通过电容器！
结论：交流电能“通过”电容器！
操作1: 电容器 C 串联灯泡后接到交流电源操作2: 用导线将电容器 C 短路现 象: 灯泡都在亮。实验说明什么 ?
（1）从电容器的结构角度分析电容器”隔直流，通交流“的本质。（2）若换用电容C更大的电容器，灯泡的亮度如何变化？（3）若换用频率 f 更高的交流电源，灯泡的亮度如何变化？
“隔直流”：绝缘介质隔开了，故通电时间极短 （故只有在通电的瞬间有短暂电流）
“通交流”：实际上并无电荷通过，充电和放电表现为交流“通过“电容器（实际没有通过电介质）
(当交流电压升高时，对电容器充电，有充电电流，而当交流电压降低时，电容器放电，有放电电流)
1. 容抗：电容器对交变电流的阻碍作用。用字母XC 表示，单位是 欧 ( Ω )。2. 意义：描述电容器对交变电流的阻碍作用大小的物理量。
影响容抗大小的因素有哪些呢？
3. 因素：4. 实质：电容器两极板上积累的电荷对向这个方向定向移动的电荷的反抗作用
电容器串联在电路中(C大)
电容器并联在电路中(C小)
电容在生产科技中的应用
1、耦合电容——隔直电容器
在电子技术中，从某一装置输出的电流常常既有交流又有直流，为了只得到交流，在两级电路之间需串联一电容器，如图所示。
在电子技术中，从某一装置输出的交流常常既有高频又有低频，为了只得到低频，在两级电路之间需并联一电容器，如图所示。
1、如图所示，可以更好的滤去电路前级输的交流成分或高频成分，在后级输出直流成分。
2、如图所示，可以更好的滤去电路前级输的直流成分或低频成分，在后级输出高频成分。
由于低频扼流圈的作用是通直流阻交流，电容的作用是通交流阻直流，所以上述电路中通过R2的交流成分将进一步减小。该电路中应选择自感L较大的线圈和电容C较大的电容器。
3、如图所示，平行板电容器与灯泡串联后接在交变电源上，灯泡正常发光，则（ ） A. 将介质板插入电容器中，灯泡将变暗 B. 增大交变电流的频率，灯泡将变暗 C. 把电容器极板间距拉开一些，灯泡将变暗 D. 把电容器两极板错开一些，灯泡将变暗
4、图中甲、乙两图是电子技术中的常用电路，a、b是各部分电路的输入端，其中输入的交流高频成分用“～～～”表示，交流低频成分用“～”表示，直流成分用“－”表示.关于两图中负载电阻R上得到的电流特征是（ ）A.图甲中R得到的是交流成分B.图甲中R得到的是直流成分C.图乙中R得到的是低频成分D.图乙中R得到的是高频成分
由电容的大小和交流电的频率f决定
由线圈本身的自感系数和交流电的频率f决定
由导体本身决定，与温度有关
特别提醒：电感、电容接到交流电源上时，电能与磁场能或电能与电场能往复转化，所以电感、电容上不会消耗电能，而电流通过电阻时，必然会产生焦耳热，从而造成电能的损耗。
『判一判』(1)电感器对交变电流有阻碍作用。(　　)(2)电感器对交变电流阻碍作用越大，感抗越小。(　　)(3)电感器具有“通交流、阻直流，通高频、阻低频”的性质。(　　)(4)在有电容器的交流电路中，没有电荷通过电容器。(　　)(5)在有电容器的交流电路中，没有电荷定向移动。(　　)(6)电容器的电容越大对同一交变电流的阻碍作用就越大。(　　)
√　×　×　√　×　×　
在如图所示的电路中，L为电感线圈，L′为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u＝220sin100πt V．若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100 Hz，下列说法正确的有(　　)
A．电流表示数增大B．电压表示数增大C．灯泡变暗D．灯泡变亮
如图所示，输入端AB的输入电压既有直流成分，又有交流成分，以下说法中正确的是(L的直流电阻不为0)(　　)A．直流成分只能从L通过B．交流成分只能从R通过C．通过R的既有直流成分又有交流成分D．通过L的直流成分比通过R的直流成分必定要大
如图所示，白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端，当交流电源的频率增加时(　　)A．电流表示数增大B．电压表示数增大C．灯泡变暗D．灯泡变亮
如图所示,甲、乙两图中用交流电源，丙、丁两图中用直流电源，各电路图中灯泡、电容器、电压表示数都相同，则下列说法正确的是(　　) 
A．灯L1比灯L2亮B．灯L3也能发光，但亮度最暗C．灯L2和L4亮度相同D．灯L4比灯L1亮
1.如图所示，当交流电源的电压（有效值）U＝220V、频率f＝50Hz时，三只灯A、B、C的亮度相同（L无直流电阻）。
（1）将交流电源的频率变为f＝100Hz，则 （ ）（2）将电源改为U＝220V的直流电源，则 （ ）A．A灯比原来亮 B．B灯比原来亮C．C灯和原来一样亮 D．C灯比原来亮