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t 2 t 4 E m 0 t 1 t 3 e 高中物理必修和必选专题复习学案及对应训练
说明
本套材料，包括必修1.2和必选3-1.3-2.3-3的全部内容。内容每版块都可以分为学习目标，自主学习（即知识点复习填空），典型例题，针对训练，能力训练，课后反思，参考答案等七部分。
在实际教学中，可以让学生带着学习目标把自主学习部分的空填一下回顾一下本专题基本知识点。课上老师可以领着同学们把知识点回顾一遍，然后讲解例题，做针对训练，为第一课时；同学们课下时间做能力训练，作为本专题知识点掌握的检测，在老师给出答案后，自己写出课后反思，这对以后的学习很重要。学期结束后，同学们还可以把自己写的课后反思，裁下来，装订一个本子，以便于三轮复习之用。
第50专题交变电流 电感电容对交变电流的作用
[学习目标]
1、理解交变电流的产生原理及变化规律；
2、理解描述交变电流几个物理量以及它们之间的关系；
3、理解电感、电容器对交变电流有阻碍作用的原因？
[自主学习]
一、交变电流的产生
1、什么是中性面？
2、当线圈处于中性面时，穿过线圈的磁通量 ，感应电流为 ，而当线圈垂直于中性面时，穿过线圈的磁通量为 ，感应电流 。
3、线圈每转动一周，电流方向改变 次，电流方向改变时，线圈处于什么位置？我国日常生活中使用的交变电流一秒中电流方向改变 次。
二、交变电流的描述
1、写出正弦式交变电流电动势的最大值、瞬时值、有效值以及平均值表达式？
2、对于正弦式交变电流其有效值与最大值得关系是： ，是不是对一切交变电流都是如此？
3、在我们经常遇到的问题中，那些地方应用有效值？那些地方应用最大值？那些地方应用平均值？
三、电感、电容
1、试分析电感电容器对交变电流有阻碍作用的原因？感抗与容抗与那些因素有关？有什么关系？
2、扼流圈分为低频扼流圈和高频扼流圈：那低频扼流圈的作用是： ，高频扼流圈的作用是： 。
[典型例题]
例1：一矩形线圈，绕垂直匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e 随时间t 的变化如图所示，下列说法中正确的是： A 、t 1时刻通过线圈的磁通量为零； B 、t 2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大；
a b c d ψ O` O R B t/S i/A 0 2 0.2
-2 0.4 0.6 a ~ E 1
E 2 1 2 A B C b c S t 4 2 0 0.01 -3 2
0.02 0.03 0.04 i/A
C 、t 3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大；
D 、每当e 改变方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大
例2、如图表示一交变电流的电流随时间而变化的图象， 此交变电流的有效值： A 、5 2 A B 、5A C 、3.5 2 A D 、3.5A 例3：如图，矩形线圈面积为s ，匝数为N ，线圈电阻为r ，在磁感
强度为B 的匀强磁场中绕OO`轴以角速度ω匀速转动，外电路电
阻为R 。求： ⑴、写出线圈在转动中产生的电动势的最大值表达式；
⑵、如果线圈从图示位置开始计时，写出电动势的瞬时表达式；
⑶、当线圈由图示位置转过900的过程中，电阻R 上所产生的热量； ⑷、当线圈由图示位置转过900的过程中，通过电阻R 的电荷量。
[针对训练]
1、交流发电机在工作时电动势为e= E m sin ωt ，若将发电机的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减少一半，其它条件不变，则电动势为（ ）
A 、e= E m sin （ωt/2）
B 、e= 2E m sin （ωt/2）
C 、e= E m sin2ωt
D 、e=
E m /2sin2ωt
2、一电热器接在10v 的电源上，产生的热功率为P,把它改接到另一正弦交变电路中，要使产生的热功率为原来的一半，如果忽略电阻值随温度的变化，则该交变电流的电压的最大值为等于（ ）
A 、5v
B 、14v
C 、7.1v
D 、10v
3、如图是一个正弦交变电流的i —t 图象，根据这一图象，该交流电的瞬时值表达式为
A,它的有效值为 A 。
4、如图所示，A 、B 、C 为三个相同的灯泡，a 、b 、c 为与之串联的三个元件，E 1为直流电源，E 2为交流电源。当开关S 接“1”时，A 、B 两灯均正常发光，C 灯不亮。S 接 “2”时，A 灯仍正常发光，B 灯变暗，C 灯正常发光。
由此可知，a 元件应是 b 元件应是 c 元件应是 。
t T/2 T E m 0 -E m e t/s 0.1 0.2 0.3 10 -10 0 0.4 i/A ψ
a b c d O` O R B V ~U V A L a b c d t i t 1 t 2 t 3 t 4 0 5、一个面积为S 的矩形线圈在匀强磁场中以某一边为轴做
匀速转动，磁场方向与轴垂直，线圈中感应电动势e 与时间t 的关系如图所示，则磁感应强度B= ，在t=T/12时刻
，线圈平面与磁感线的夹角等于 。 6、如图所示，表示一交流电的电流随时间的变化图象，
其中电流正值为正弦曲线的正半周，则该交流电的
有效值为多少？
7、如图所示，一交流发电机的线圈在匀强磁场中
匀速转动，线圈匝数N=100，线圈电阻r=3Ω， ab=cd=0.5m ，bc=ad=0.4m ，磁感应强度B=0.5T ， 电阻R=311Ω，当线圈以n=300r/min 的转速匀速转动时，求：
⑴、感应电动势的最大值；
⑵、t=0时刻，线圈在图示位置，写出此交变电流
电动势的瞬时值表达式；
⑶、此电压表的示数是多少？
[能力训练]
1、如图甲中所示，一矩形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线圈所围面积的磁通量Φ随时间t 变化的规律如图乙所示，下列论述正确的是（ ）
A 、t 1时刻线圈中感应电动势最大；
B 、t 2时刻导线ad 的速度方向 跟磁感线垂直；
C 、t 3时刻线圈平面与中性面重合；
D 、t 4 、t 5时刻线圈中感应
电流方向相同 2、已知交变电流i=I m sin ωt,线圈从中性面开始转动，转动了多长时间，其瞬时值等于有效值（ ）
A 、 2 π/ω
B 、π/ 2ω
C 、π/ 4ω
D 、π/ 2ω
3、如图，[ 形金属导轨水平放置，导轨上跨接一 金属棒ab ，与导轨构成闭合电路，并能在导轨上
自由滑动，在导轨左侧与ab 平行放置的导线cd 中。通有如图所示的交变电流。规定电流方向自c 向d
为正，则ab 棒受到向左的安培力的时间是（ ） A 、0—t 1 B 、t 1—t 2
C 、t 2—t 3
D 、t 3—t 4
4、在如图所示电路图中，L 为电感线圈，R 为灯泡，电流表内阻为零，
电压表内阻无穷大，交流电源的电压u=220 2 sin100πt V ，若保持ψ c b a d B 甲 t/S Φ 0 Φm t 1 -Φm t 4 t 2 t 3 t 5 乙
L
O
O` t/10-2S Φ/*10-2Wb 0 1.0 -1.0 3.14 1.57 ψ
a
b
c d O` O R
B V 电压的有效值不变，只将电源频率改为100Hz ，下列说法正确的是（ ）
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 5、如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是（ ）
A 、把电介质插入电容器，灯泡变亮；
B 、增大电容器两板间的距离，灯泡变亮；
C 、减少电容器两板间的正对面积，灯泡变暗；
D 、使交变电流频率减小，灯泡变暗
6、如图所示，有一闭合的正方形线圈，匝数N=100，边长为10cm ，线圈总电阻为10Ω，线圈绕OO ’轴在B=0.5T 的匀强磁场中转动，每分钟
转1500转，则线圈平面从图示位置转过30度时，感应电动势
的值是 V 。
7、一交流电压的瞬时值表达式为U=15 sin100πt ，将该交流电压加
在一电阻上，产生的电功率为25W ，那么这个电阻的阻值 Ω。
8、有一交流电压的变化规律为U=311 sin314t ，若将辉光电压是220V 的氖管接上此交流电压，则在1s 内氖管发光的时间为多少？
9、一小型发电机内的矩形线圈在匀速磁场中以恒定的角速度 ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n=100，穿过每
匝的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图所示，发电机内阻
r=5.0Ω，外电路电阻R=95Ω。已知感应电动势的最大值 E m =n ωΦm 。其中Φm 为穿过每匝线圈磁通量的最大值。 求串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数？
10、如图所示，边长为a=10cm 的正方形线圈绕垂直于磁感线的 OO`轴以n=10r/s 的转速匀速转动，磁场的磁感应强度B=0.1T ， 线圈的匝数N=100匝，电阻r=1Ω。线圈两端分别接在两个固定
于OO`轴上且彼此绝缘的金属滑环上，外电路接有R=9Ω的电阻 ，并接有一只理想交流电压表。求：
⑴、电压表的读数；
⑵、若从线圈通过中性面开始计时，转过900过程中， 通过电阻R 的电荷量；
⑶、在1min 内，作用在线圈上的外力所做的功是多少？
[学后反思]
答案
典型例题：例1、D 例2、B 例3、⑴ Em=NBS ω, ⑵ e=NBS ωcos ωt,
⑶ Q=πR ωN 2B 2S 2/[4( R+r)] , ⑷ q=NBS/R
针对训练：1 C, 2 D, 3 i=2sin5πt , 2 , 4 电阻、电感、电容器 ，5 E m T/2πs
、300 ，6 8.7A ,7 ⑴ 314v 、⑵ e=314sin10πt 、⑶ 220v
能力训练：1、BC 2、C 3、AC 4、BC 5、ACD 6、39.3 7、4.5 8、0.5s 9、1.4A 10、⑴、4.0v ⑵、4.0v ⑶、120J
测量电感及电容上电流和电压的相位差&测量电容上电流和电压 的相位差 上海中学高二（9）王晓欣、徐烨婷 指导教师杨新毅 实验目的：运用TI-83对电容电路进行实验，测量电容电路中电压与电流之间的相位差，了 解电容电感的性质。 实验原理 对于电阻R1，电流与电压成正比。电压v=Vsinωt，则i= Vsinωt /R。由于电阻R1mR1m1与电容串联，因此两者的电流相等。i= i= Vsinωt /R，电容的电流波形图与电阻的电压L1R1m1波形图的周期、初相位都相同，只在幅值上有所不同。因为只需观察电容的电流电压波形图 周期与初相位的关系，因此可以将电阻的电流波形图与电容的电压波形图进行对比，得出电 容的电压与电流的关系。 实验过程 1. 开机方法： ?用专用接线连接TI—83Plus和CBL。 ?按ON键打开TI—83Plus电源。
?按应用功能键APPS，进入Applications界面（见图1）。 图1 按数字键4选择Physics功能（见图2）。 图2 按ENTER回车键，进入主菜单（见图3）。 图3 2. 探头设定： ?将两个电压探头分别插入CH1,CH2两个插口中，打开CBL电源。 ?在Main Menu下按1选择SET UP PROBES，进入探头设定 菜单（见图4）。在NUMBER OF PROBES菜单中按2选择 图4 TWO。 在SELECT PROBE中按7选择MORE（见图5），再按3（见图6）将第一个探头选择为VOLTAGE。按ENTER 重复以上操作，将第二个探头也设为VOLTAGE。回到主菜 图5 单（见图7）。
图6 图7 3. 参数设定 在Main Menu下按2选择2：COLLECT DATA。在DATA COLLECTION中按2选择2：TIME GRAPH（见图8）。 图8 在ENTER TIME BETWEEN SAMPLES IN SECONDS：后输入时间间隔0.0005。在ENTER NUMBER OF SAMPLES：后输入取样个数100(见图9)。 图9 按ENTER对实验设置进行确认（见图10）。 图10 在CONTINUE中按1选择USE TIME SETUP，用以上设置图11 进行实验（见图11）。 4. 连接电路
专题一 交变电流的产生和图像 1、将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示．下列说法正确的是 （ ） A ．电路中交变电流的频率为0.25 Hz B C ．电阻消耗的电功率为2.5 W D ．用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V 2、一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知（ ） A ．该交流电的电压瞬时值的表达式为u ＝100sin （25t ）V B ．该交流电的频率为25 Hz C ．该交流电的电压的有效值为 D ．若将该交流电压加在阻值R ＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50 W 3、正弦交变电源与电阻R 、交流电压表按照图1所示的方式连接，R =10Ω，交流电压表的示数是10V 。图2是交变电源输出电压u 随时间t 变化的图象。则 （ ） A.通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R =2cos100πt (A) B.通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R =2cos50πt (V) C.R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R =52cos100πt (V) D.R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R =52cos50πt (V) 4、如图所示，同轴的两个平行导线圈M 、N ，M 中通有图象所示的交变电流，则（ ） A.在t 1到t 2时间内导线圈M 、N 互相排斥 B.在t 2到t 3时间内导线圈M 、N 互相吸引 C.在t 1时刻M 、N 间相互作用的磁场力为零 D.在t 2时刻M 、N 间相互作用的磁场力最大 5、在周期性变化的匀强磁场区域内有垂直于磁场的一半径为r =1m 、电阻为R =3.14Ω的圆形线框，当磁感应强度B 按图示规律变化时（以向里为正方向），线框中有感应电流产生。⑴画出感应电流i 随时间变化的图象（以逆时针方向为正）。 ⑵求该感应电流的有效值。 /s -2s U -U
高中物理-电感和电容对交变电流的影响教学设计 一．学习目标 1．通过实验了解电感和电容对交变电流的阻碍和导通作用。 2．知道感抗和容抗的物理意义及影响因素。 3．通过猜想、假设、实验、交流合作与分析论证,体会科学探究过程。 二．预习案 1、电感和电容对交变电流的影响 （1）电感对交变电流的阻碍作用：电感对交变电流的阻碍作用的大小用来表示。线圈的越大、交变电流的越高,电感对交变电流的阻碍作用就越 ,感抗也越。 （2）电容器对交变电流的阻碍作用：电容对交变电流的阻碍作用的大小用表示。电容器的电容越、交变电流的频率越 ,电容器对交变电流的阻碍作用就越 ,容抗也越。这些都表明交变电流能通过电容器。 2、在交变电流路中,如果把电感的作用概括为“通直,阻交”、“通低,阻高”。则对电容的作用可概括为：“隔直,通交”、“阻低,通高”。 三．课内探究 探究一电感对交变电流的阻碍作用 1.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。实验中取直流电源的电压与交流电 压的有效值相等。灯泡的亮度一样吗？此现象说 明了什么问题？ 2.为什么电感对交流电有阻碍作用？
3.实验表明线圈的自感系数越大、交变电流的频率越高,电 感对交变电流的阻碍作用越大。为什么线圈的感抗跟线圈的 自感系数和交流电的频率有关呢？ 4.如图它是由几十匝线圈绕在空心铁氧体芯上组成,你认为它是低频扼流圈还是高频扼流圈?它对低频有显著阻碍作用吗? 探究二电容器对交变电流的阻碍作用 1.把小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,灯泡的发光情况一样吗？此现象说明了什么？ 2.电容器对交流阻碍作用的大小与哪些因素有关? 探究三电阻、电感器、电容器对对交变电流阻碍作用的区别与联系 电阻电感器电容器 产生的原因由于电感线圈的自感现象阻碍电流的变化 在电路中的特点对直流、交流均有 阻碍作用 不能通直流,只能通变 化的电流．对直流的阻 碍作用无限大,对交流
交变电流知识点总结 一、交变电流 1定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流，称为交变电流，简称交流，用符号“~”表示。 2特点：电流方向随时间做周期性变化，是交流电最主要的特征，也是交流电与直流电最主要的区别。 3、正弦式交变电流 交流电产生过程中的两个特殊位置 图像
4、描述交变电流的物理量 4.1周期和频率 （1）周期：交变电流完成一次周期性变化所需要的时间叫做交变电流的周期，用符号T表示，其单位是秒（s）。 （2）频率：交变电流在1s内完成周期性变化的次数叫做交变电流的频率，用符号f表示，其单位是赫兹（Hz）。 5、解题方法及技巧 5.1正弦交变电流图像的信息获取 ? ? → ? ? ?? → ? ? ? ?→ ? ? 直接读取：最大值、周期 最大值有效值 图像信息 间接获取周期频率、角速度、转速 瞬时值线圈的位置 5.2交变电流有效值的求解方法 （1）对于按正（余）弦规律变化的电流，可利用交变电流的有效值与峰值的关系求解，即E=、U、I= （2）对于非正（余）弦规律变化的电流，可从有效值的定义出发，由热效应的“三同原则”（同电阻、同时间、同热量）求解，一般选一个周期的时间计算。 5.3交变电流平均值和有效值的区別 求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值，q It =。平均值的计算需用E t Φ ? = ? 和
E I R = 。切记122E E E +≠，平均值不等于有效值。 三、变压器和远距离输电 1、变压器的构造 如图甲所示为变压器的结构图，它是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。跟电源相连的叫原线圈；另一^线圈跟负载连接，叫副线圈。铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。图乙是电路符号。 2、工作原理 变压器的工作原理是电磁感应的互感现象。当在原线圈上加交变电流时，电流的大小和方向不断改变，它在铁芯中产生交变的磁场，穿过副线圈，变化的磁场在副线圈上产生感应电动势。这样原、副线圈在铁芯中的磁通量发生了变化，从而发生互感现象，产生了感应电动势。 3、能量转化过程 →→原线圈的电能 磁场能副线圈的电能 续表
《电感和电容对交变电流的影响》教学设计
二、电容对交变电流的影响 1．电容器的特性：“通交流，隔直流”。 2．容抗（XC）：电容对交变电流的阻碍作用的大小。单位：欧（Ω）。3．决定容抗大小的因素：电容器的电容（C）、交流电的频率（f） C越大、f越高，XC越小 教学过程 引入新课【复习引入】 首先我们来回顾一下：什么是电容器？ 电容器：任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体构成一个电容器。 如果将电容器接入直流电路中，电路中有没有电流？（没有，因为电容器中间是绝缘的。）看图问：请同学们观察一个如图所示实验，当电键闭合后，出现什么现象？ [学生]电键闭合后，A2立刻亮，A1缓慢亮，因为线圈会阻碍A1电流的变化。 为什么会有阻碍电流变化的现象呢？ 因为电感器会产生一个阻碍导体中原电流变化的自感电动势， 今天，我们就来研究电感和电容对交变电流的影响。 【新课讲授】 [对比实验]现在我们有三个小灯泡，让它们并联接入交流电路中，可以观察到三个灯泡的亮度相同，说明这是三个相同的灯泡。 现在我们在其中的一个支路中串联一个电容，在另一个支路中串联一个电感。再将它们接入直流电路中。会有什么现象？
现象：没有串联任何东西的灯泡马上变亮，串联电容器的灯泡不亮，串联电感线圈的慢一点亮。 说明：（电容器不通直流）电容隔直流，电感通直流。 再将它们接入交流电路中。会有什么现象？ 现象：没有串联任何东西的灯泡马上变亮，串联电容器的灯泡和串联电感线圈的灯泡都亮，不过亮度比没有串联任何东西的灯泡暗些。 为什么串联了电容器的电路都亮了呢？ 我们先来看看这幅电路图。将电键往上打，我们会发现电流表会动一下，原因是电源往电容器充电，将电键往下打，我们会发现电流表也会动一下，原因是电容器放电，若想电路中有持续的电流，则要求电容器不断地充放电。这也就是为什么串联了电容器的电路都亮了，并不是真有电流通过电容器，而是电容器在不断地充放电。 串联电容器的灯泡和串联电感线圈的灯泡比没有串联任何东西的灯泡暗些又说明什么？（说明电容和电感对交流电有阻碍的作用。 说明：电容通交流，电感阻交流。 我们把电感对交变电流的阻碍作用的大小用感抗来表示。而对电容对交变电流的阻碍作用的大小用容抗来表示。
高中物理：电感和电容对交变电流的影响练习题 1.(多选)对交变电流能通过电容器,下列说法中正确的有( ) A.当电容器接到交流电源上时,因为有自由电荷通过电容器,电路中才有交变电流 B.当电容器接到交流电源上时,电容器交替进行充电和放电,电路中才有交变电流 C.在有电容器的交流电路中,没有电荷定向移动 D.在有电容器的交流电路中,没有电荷通过电容器 【解析】选B、D。把电容器接在交变电流两端,当电源电压升高时,电容器充电,电路中形成充电电流；当电源电压降低时,电容器放电,电路中形成放电电流。在交变电源的一个周期内,电容器要交替进行充电、放电,反向充电、反向放电,电路中就有了持续的交变电流,所以,电容器两端加上交流电,电路中有了电流,但电荷却并没有通过电容器中的绝缘介质。B、D正确。 2.一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接,如图所示。一块铁插进线圈之后,该灯将( ) A.变亮 B.变暗 C.对灯没影响 D.无法判断 【解析】选B。在线圈内由于磁场变化而产生的感应电动势,总是反抗电流变化。正是这种反抗变化的特性(电惰性),使线圈产生了感抗。加入铁芯改变了电感线圈的自感系数,自感系数增大,感抗增大,降落的电压增大,灯泡上的电压减小,所以灯变暗。故选项B正确。 【互动探究】将上题中的交流电源改为直流电源,则应选( ) 提示：选C。因为电感器对直流电没有阻碍作用。 3.下列说法正确的是( ) A.感抗仅与电源频率有关,与线圈自感系数无关 B.容抗仅与电源频率有关,与电容无关
C.感抗、容抗和电阻等效,对不同交变电流都是一个定值 D.感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势而对电流的变化产生的阻碍作用 【解析】选D。由公式X L =2πfL得感抗与线圈自感系数有关,A错误。根据公式X C = 得容抗与电容也有关系,B错误。感抗、容抗和电阻等效,但对不同交变电流有不同的值,所以C错。感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势而对电流的变化产生的阻碍作用,D正确。 4.某信号源中有直流成分、交流高频成分和交流低频成分,为使放大器仅得到交流低频成分,如图所示,电路中可行的是( ) 【解析】选D。信号中含有三种成分,去掉直流成分用隔直电容即可,因此排除A、B。而C中交流高低频成分均进入放大器,需加入另一旁路电容C 2 ,所以D正确。 5.如图所示,甲、乙是规格相同的灯泡,接线柱a、b接电压为U的直流电源时,无论电源的正极与哪一个接线柱相连,甲灯均能正常发光,乙灯完全不亮。当a、b接电压的有效值为U的交流电源时,甲灯发出微弱的光,乙灯能正常发光,则下列判断正确的是( ) A.与甲灯串联的元件x是电容器,与乙灯串联的元件y是电感线圈 B.与甲灯串联的元件x是电感线圈,与乙灯串联的元件y是电容器 C.与甲灯串联的元件x是二极管,与乙灯串联的元件y是电容器 D.与甲灯串联的元件x是电感线圈,与乙灯串联的元件y是二极管 【解析】选B。若x是电容器,y是电感线圈,则a、b接直流电源时,电容器不通直流,
图文：用双线示波器显示电压与电流的相位关系 图文：用双线示波器显示电压与电流的相位关系 在交流电路中，电动势、电压、电流的大小和方向都随时间作周期性变化， 带来了一系列区别于直流电的特性。 研究元件在电路中的作用，首先是弄清楚元件上电压和电流的关系。一是了解电压和电流的有效值（或峰值）之间的关系。电压有效值和电流有效值之比。叫做元件的阻抗。再是了解电压和电流之间的相位关系，即了解电压和电流的变化步调是否一致，如果不一致，它们之间的相位差等于多少？后面的几张彩图将 对这些问题作出说明。 由于示波器上显示的是电压波形，如果观察通过元件的电流波形，必须将一个电阻与待测元件串联。因为电阻上电压与电流的相位相同，待测元件上的电压与串联电阻上电压的相位关系，反映了待测元件上电压与电流的相位关系。 电路示意图（附图11）中的电源是音频讯号发生器（频率调至1000赫，输出电压调至1伏左右），电容器（C＝0．5微法），带铁心线圈（L＝45毫亨）及电阻（R＝500Ω）。引出线分别接至双线示波器的Ⅰ线、Ⅱ线输入端。接通电源，经过调整后，可在示波器的荧光屏上看到稳定的两条波形曲线。单刀开关接至电容器时，可以看到电流的相位比其两端电压的相位超前π／2；而接至带铁心的线圈时，则通过电感的电流相位比其两端的电压相位落后π／2。彩图所示为电容上电压与电流的相位关系，其中振幅大的为电压波形。 由于示波器各引线的负端在示波器的内部是相连的，因此引线的负端都必须接在a点（见附图11），这样就必然给Ⅰ线Ⅱ线的波形之间引入180°的相位差。为了正确反映波形的相位关系，需要在电阻两端连接一反相器（电路中未画出）， 然后接入示波器Ⅰ线输入。
5．3 电感和电容对交变电流的影响【教学目标】 （一）知识与技能 1．理解为什么电感对交变电流有阻碍作用。 2．知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小，知道感抗与哪些因素有关。 3．知道交变电流能通过电容器.知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用。 4．知道用容抗来表示电容对交变电流的阻碍作用的大小.知道容抗与哪些因素有关。 （二）过程与方法 1．培养学生独立思考的思维习惯。 2．培养学生用学过的知识去理解、分析新问题的习惯。 （三）情感、态度与价值观 培养学生有志于把所学的物理知识应用到实际中去的学习习惯。 【教学重点】 1．电感、电容对交变电流的阻碍作用。 2．感抗、容抗的物理意义。 【教学难点】 1．感抗的概念及影响感抗大小的因素。 2．容抗概念及影响容抗大小的因素。 【教学方法】 实验法、阅读法、讲解法。 【教学工具】 双刀双掷开关、学生用低压交直流电源、灯泡（6 V、 A）、线圈（用变压器的副线圈）、电容器（“103μF、15 V”与“200 μF、15 V”）2个、两个扼流圈、投影片、投影仪 【教学过程】 （一）引入新课
师：在直流电路中，影响电流跟电压关系的只有电阻。在交变电流路中，影响电流跟电压关系的，除了电阻外，还有电感和电容。电阻器、电感器、电容器是交变电流路中三种基本元件。这节课我们学习电感、电容对交变电流的影响。 ［板书课题］电感和电容对交变电流的影响 （二）进行新课 1．电感对交变电流的阻碍作用 ［演示］电阻、电感对交、直流的影响。实验电路如下图甲、乙所示： 师：首先演示甲图，电键分别接到交、直流电源上，引导学生观察两次灯的亮度，说明了什么道理 生：灯的亮度相同。说明电阻对交流和直流的阻碍作用相同。 师：再演示乙图，电键分别接到交、直流电源上，引导学生观察两次灯的亮度，说明了什么道理 生：电键接到直流上，亮度不变；接到交流上时，灯泡亮度变暗。说明线圈对直流电和交变电流的阻碍作用不同。 师：确实如此。线圈对直流电的阻碍作用只是电阻；而对交变电流的阻碍作用除了电阻之外，还有电感.为什么会产生这种现象呢 生：由电磁感应的知识可知，当线圈中通过交变电流时，产生自感电动势，阻碍电流的变化。 师：电感对交变电流阻碍作用的大小，用感抗来表示。感抗的大小与哪些因素有关请同学们阅读教材后回答。 生：感抗决定于线圈的自感系数和交变电流的频率。线圈的自感系数越大，自感作用就越大，感抗就越大；交变电流的频率越高，电流变化越快，自感作用越大，感抗越大。 师：线圈在电子技术中有广泛应用，有两种扼流圈就是利用电感对交变电流的阻碍作用制成的。出示扼流圈，并介绍其构造和作用。 （1）低频扼流圈 构造：线圈绕在闭合铁芯上，匝数多，自感系数很大。 作用：对低频交变电流有很大的阻碍作用。即“通直流、阻交流”。 （2）高频扼流圈
2021届一轮高考物理：交变电流、传感器习题（含）答案*交变电流、传感器* 1、(双选)如图所示，电源电动势为E，内阻为r，R 1为定值电阻，R 2 为光敏电 阻。光强增大时，R 2的阻值减小，R 3 为滑动变阻器，平行板电容器与定值电阻 R 1 并联，闭合开关，下列判断正确的是( ) A.仅增加光照强度时，电容器所带电荷量将减小 B.仅减弱光照强度时，电源的输出功率一定减小 C.仅将滑动变阻器的滑片向上移动时，电容器贮存的电场能将减小 D.仅将滑动变阻器的滑片向下移动时，电源的效率将增大 2、 如图所示，虚线框内为漏电保护开关的原理示意图，变压器A处用火线和零线平行绕制成线圈，然后接到用电器，B处有一个输电线圈，一旦线圈B中有电流，经过电流放大器后便能推动继电器切断电源，如果甲、乙、丙、丁四人分别以图示方式接触电线(裸露部分)，甲、乙、丙站在木凳上，则下列说法正确的是( ) A．甲不会发生触电事故，继电器不会切断电源 B．乙会发生触电事故，继电器不会切断电源 C．丙会发生触电事故，继电器会切断电源 D．丁会发生触电事故，继电器会切断电源 3、(多选)如图甲所示，标有“220 V 40 W”的电灯和标有“20 μF300 V”的电容器并联接到交流电源上，V为交流电压表。交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关S，下列判断正确的是( )
甲乙 A．t＝T 2 时刻，V的示数为零 B．电灯恰正常发光 C．电容器有可能被击穿 D．交流电压表V的示数保持1102V不变 4、 有一种调压变压器的构造如图所示．线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，C、D 之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压．图中A为交流电流表，V为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C、D两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法正确的是( ) A．当R3不变，滑动触头P顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小B．当R3不变，滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小C．当P不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数变小 D．当P不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变大 5、(2019·临沂市一模) (多选)如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，图中电表均为理想电表，R为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)，L1和L2是两个完全相同的灯泡。原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u，下列说法正确的是( ) 甲乙 A．交流电压的频率为50 Hz
“电感和电容对交变电流的影响”教学案例 ──以普通高中《物理课程标准》的课程目标要求来设计浙江东阳中学 韦国清普通高中《物理课程标准》中从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度上，提出了高中物理课程的具体目标。在--过程中，我们需要从这三个维度来构建教学内容和安排教学活动。下面是结合课程目标的要求，全日制普通高中教科书（试验修订本·必修加选修）物理第二册《电感和电容对交变电流的影响》一节的--。 【教学目标】 1．知识与技能 知道电感线圈有“通直流阻交流”和电容器有“隔直流通交流”的作用；知道感抗、容抗的大小由哪些因素决定；能解释电感和电容对交变电流产生影响的原因；了解电感和电容器在电子技术等方面的应用。 2．过程与方法 观察演示实验，理解实验过程中控制变量的方法；通过研究感抗（容抗）与自感系数（电容）的定性关系，获得实验探究过程的体验；通过对电感和电容对交变电流影响的理论分析，体会理论解释实验的成功感受。 3．情感态度与价值观 通过实验的互动过程，诱发对探究物理规律的兴趣；简介电感和电容的应用，欣赏物理器件的美妙的应用；通过具实记录观察到的现象和数据，体验实事求是的科学态度。 【教学用具】
1．演示交直流电源、小灯泡(v）、阻值15ω的电阻、电感线圈（j2426小型变压器）、10μf电容器、低频信号发生器（j2462－1型）等供演示用； 2．各种不同型号的高频、低频扼流圈供演示用； 3．学生低压交直流电源（最小的输出电压大于16v）、15μf和200μf 的电容器j2426小型变压器（将线圈匝数不同的两组线圈用不同颜色的导线接出）、小灯泡（6v）、导线等供学生实验用（以上器材每两人一组）。【设计思路】 从教材的要求来看，本课题对知识与技能的要求均不高。一般的教法可以简单比较电感和电容对交变电流的阻碍作用，进行一些理性的讲解，配合若干验证性的实验，使学生了解感抗和容抗的大小与哪些因素有关。教材中对演示实验的要求很简单，更没有学生实验的要求。 本--特别强调了对实验的挖掘。例如增加了学生互动的实验，不仅帮助学生理解感抗和容抗的概念，提高实验动手能力，更重要的是使学生在互动和探索的过程中，培养学生的合作精神、获得探究的成功体验；通过引入新课时设计的实验，培养学生的问题意识和激发学生的学习兴趣；通过教学中的若干个演示实验的设计，特别是用信号发生器替代变频电源来做实验，使学生感悟科学的探究方法和强化创新的意识。 【教学过程】 一、引入课题 请同学们先来观察一组实验，如图1所示。介绍有关器材：低压交直流电源，小灯泡，3个经过包装的电学元件（根据外面不能判断是何元件）。
第10章交变电流 1．在图所示电路中，A是熔断电流I0＝2 A 的保险丝，R是可变电阻，S是交流电源。交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是e＝2202sin(314t) V。为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于( ) A．110 2 Ω B．110 Ω C．220 Ω D．220 2 Ω 解析U＝220 V，R min＝U I0＝ 220 2 Ω＝110 Ω。 答案 B 2．线框在匀强磁场中绕OO′轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向)，当转到如图所示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是( ) A．磁通量和感应电动势都在变大 B．磁通量和感应电动势都在变小 C．磁通量在变小，感应电动势在变大 D．磁通量在变大，感应电动势在变小 解析由题图可知，Φ＝Φm cos θ，e＝E m sin θ，所以磁通量变大，感应电动势变小。 答案 D 3．(多选)某小型发电机产生的交变电动势为e＝50sin 100πt(V)。对此电动势，下列表述正确的是( ) A．最大值是50 2 V B．频率是100 Hz C．有效值是25 2 V D．周期是0.02 s 解析从中性面开始计时，交变电动势的表达式为e＝E m sin ωt，因e＝50sin 100πt(V)，所以最大值E m＝50 V，A错误；由ω＝2πf＝100π rad/s得f＝50 Hz，B错误；有效值E ＝E m 2 ＝25 2 V，C正确；T＝ 1 f ＝0.02 s，D正确。 答案CD 4．一矩形线框在匀强磁场内绕垂直于磁场的轴匀速转动的过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图象如图所示，下列说法中正确的是( )
第三节电感和电容对交变电流嘚影响 ●本节教材分析 本节着重说明交流与直流嘚区别，有利于加深学生对交变电流特点嘚认识.教学嘚重点在突出交流与直流嘚区别，而不要求深入讨论感抗和容抗嘚问题.可结合学校嘚实际情况，尽可能多地用实验说明问题，不必在理论上进行讨论. 根据电磁感应嘚知识，学生不难理解感抗嘚概念和影响感抗大小嘚因素.教学中要注意适当复习或回忆已学过嘚有关知识，让学生自然地得出结论.这样既有利于理解新知识，又有利于培养学生嘚能力，使学生学会如何把知识联系起来，形成知识结构，进而独立地获取新知识. 对交变电流可以“通过”电容器嘚道理，课本用了一个形象嘚模拟图，结合电容器充放电嘚过程加以说明，使学生有所了解即可.对于容抗嘚概念和影响容抗大小嘚因素，课本是直接给出嘚，让学生知道就可以了，不要作更深嘚讨论. ●教学目标 一、知识目标 1.理解为什么电感对交变电流有阻碍作用. 2.知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用嘚大小，知道感抗与哪些因素有关. 3.知道交变电流能通过电容器.知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用. 4.知道用容抗来表示电容对交变电流嘚阻碍作用嘚大小.知道容抗与哪些因素有关. 二、技能目标 1.培养学生独立思考嘚思维习惯. 2.培养学生用学过嘚知识去理解、分析新问题嘚习惯. 三、情感态度目标 培养学生有志于把所学嘚物理知识应用到实际中去嘚学习习惯. ●教学重点 1.电感、电容对交变电流嘚阻碍作用. 2.感抗、容抗嘚物理意义. ●教学难点 1.感抗嘚概念及影响感抗大小嘚因素. 2.容抗概念及影响容抗大小嘚因素. ●教学方法 实验法、阅读法、讲解法. ●教学用具 双刀双掷开关、学生用低压交直流电源、灯泡（6 V、0.3 A）、线圈（用变压器嘚副线圈）、电容器（“103μF、15 V”与“200 μF、15 V”）2个、两个扼流圈、投影片、投影仪. ●课时安排 1课时 ●教学过程 一、引入新课 ［师］在直流电路中，影响电流跟电压关系嘚只有电阻.在交流电路中，影响电流跟电压关系嘚，除了电阻外，还有电感和电容.电阻器、电感器、电容器是交流电路中三种基本元件.这节课我们学习电感、电容对交变电流嘚影响. 二、新课教学 1.电感对交变电流嘚阻碍作用 ［演示］电阻、电感对交、直流嘚影响.实验电路如下图甲、乙所示：
对于正弦信号，流过一个元器件的电流和其两端的电压，它们的相位不一定是相同的。这种相位差是如何产生的呢？这种知识非常重要，因为不仅放大器、自激振荡器的反馈信号要考虑相位，而且在构造一个电路时也需要充分了解、利用或避免这种相位差。下面探讨这个问题。 1、首先，要了解一下一些元件是如何构建出来的； 2、其次，要了解电路元器件的基本工作原理； 3、第三，据此找到理解相位差产生的原因； 4、第四，利用元件的相位差特性构造一些基本电路。 一、电阻、电感、电容的诞生过程 科学家经过长期的观察、试验，弄清楚了一些道理，也经常出现了一些预料之外的偶然发现，如伦琴发现X射线、居里夫人发现镭的辐射现象，这些偶然的发现居然成了伟大的科学成就。电子学领域也是如此。 科学家让电流流过导线的时候，偶然发现了导线发热、电磁感应现象，进而发明了电阻、电感。科学家还从摩擦起电现象得到灵感，发明了电容。发现整流现象而创造出二极管也是偶然。 二、元器件的基本工作原理 电阻——电能→热能 电感——电能→磁场能，&磁场能→电能 电容——电势能→电场能，&电场能→电流 由此可见，电阻、电感、电容就是能源转换的元件。电阻、电感实现不同种类能量间的转换，电容则实现电势能与电场能的转换。 1、电阻 电阻的原理是：电势能→电流→热能。 电源正负两端贮藏有电势能（正负电荷），当电势加在电阻两端，电荷在电势差作用下流动——形成了电流，其流动速度远比无电势差时的乱序自由运动快，在电阻或导体内碰撞产生的热量也就更多。 正电荷从电势高的一端进入电阻，负电荷从电势低的一端进入电阻，二者在电阻内部进行中和作用。中和作用使得正电荷数量在电阻内部呈现从高电势端到低电势端的梯度分布，负电荷数量在电阻内部呈现从低电势端到高电势端的梯度分布，从而在电阻两端产生了电势差，这就是电阻的电压降。同样电流下，电阻对中和作用的阻力越大，其两端电压降也越大。 因此，用R=V/I来衡量线性电阻（电压降与通过的电流成正比）的阻力大小。 对交流信号则表达为：R=v(t)/i(t)。 注意，也有非线性电阻的概念，其非线性有电压影响型、电流影响型等。 电阻器由电阻体、骨架和引出端三部分构成（实芯电阻器的电阻体与骨架合二为一），而决定阻值的只是电阻体。对于截面均匀的电阻体，电阻值为
2015届高中物理交变电流专项复习 知识梳理： 一、交变电流 1.交变电流：电流强度的大小和方向 ，这种电流叫交变电流。 2.交变电电流的产生和变化规律 （1）产生：在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈产生的是 交变电流. （2）规律（瞬时值表达式）： ①中性面的特点： ②变化规律：（交变电流瞬时值的表达式） 电动势： 电压： 电流： ③正弦（余弦）交变电流的图象 二、描述交变电流的物理量 1. 交变电流的最大值： （1）交变电流的最大值（m m I E 、）与 无关，但是转动轴应与磁感线 . （2）某些电学元件（电容器、晶体管等）的击穿电压指的是交变电压的最大值. 2.交变电流的有效值： （1）有效值是利用 定义的.（即 ，则直流电的数值就是该交流电的有效值.） （2）正弦交变电流的有效值： （3）通常说的交变电流的电压、电流强度以及交流电表的读数、保险丝的熔断电流的值，都是指交变电流的 值.此外求解交变电流的电热问题时，必须用 值来进行计算. 3.交变电流的周期、频率、角速度：
（1）周期T：交变电流完成一次周期性变化所需的时间. （2）频率f：1s内完成周期性变化的次数. （3）角速度ω：1s内转过的角度. （4）三者关系： 我国民用交变电流的周期T= s、频率f= Hz、角速度ω= rad/s. 4.交变电流平均值： （1）交变电流图象中图象与t轴所围成的面积与时间的比值叫做交变电流的平均值. （2）平均值是利用来进行计算的，计算时只能用平均值. 三、电感和电容对交流的作用 电感是“通流、阻流、通频、阻频”. 电容是“通流、隔流、通频、阻频”. 四、变压器 1.变压器的构造图： 2.变压器的工作原理： 3. 理想变压器 （1）电压跟匝数的关系： （2）功率关系： （3）电流关系： （4）决定关系：
电感和电容对交变电流的影响 一、要点扫描 1、电感器对交变电流的阻碍作用 ⑴原理：将交变电流通入电感线圈，由于线圈中的电流大小和方向都时刻变化，根据电磁感应原理，电感线圈中必产生自感电动势，以阻碍电流的变化，因此交流电路的电感线圈对交变电流有阻碍作用。 ⑵影响电感器对交变电流阻碍作用大小的因素：感抗的大小与线圈的自感系数和交流电的频率。 ⑶电感器在电路中的作用：通直流，阻交流；通低频，阻高频。 “通直流，阻交流”这是对两种不同类型的电流而言的，因为（恒定）直流电的电流不变化，不能引起自感现象，交流电的电流时刻改变，必有自感电动势产生来阻碍电流的变化。“通低频，阻高频”这是对不同频率的交流而言的，因为交变电流的频率越高，电流变化越快，自感作用越强，感抗也就越大。 ⑷应用：扼流圈 扼流圈是利用电感阻碍交变电流的作用制成的电感线圈。分低频扼流圈和高频扼流圈两类： 低频扼流圈 构造：线圈绕在铁芯上，匝数多，自感系数大，电阻较小 作用：通直流，阻交流 高频扼流圈 构造：线圈绕在铁氧体上，匝数少，自感系数小（铁芯易磁化使自感系数增大，铁氧体不易磁化，自感系数很小）3)铁氧体永磁材料。这是以Fe2O3为主要组元的复合氧化物强磁材料(狭义)和磁有序材料如反铁磁材料(广义)。其特点是电阻率高，特别有利于在高频和微波应用。如钡铁氧体(BaFe12O19)和锶铁氧体(SrFe12O19)等都有很多应用。除上述3类永磁材料外，还有一些制造、磁性和应用各有特点的永磁材料。例如微粉永磁材料、纳米永磁材料、胶塑永磁材料(可应用于电冰箱门的封闭)、可加工永磁材料等。 作用：通低频，阻高频 2、电容器对交变电流的阻碍作用 ⑴原理：当电源电压推动电路中形成电流的自由电荷向某一方向做定向移动的时候，电容器两极板上积累的电荷要反抗自由电荷向这个方向做定向移动，因此交流电路的电容对交变电流有阻碍作用。 ⑵影响电容器对交变电流阻碍作用大小的因素：电容器的电容和交流的频率。 频率一定，则电容器充（放）电时间一定，又因电压一定，根据Q=CU可知，C大的电容充入（或放出）的电量多，因此充电（或放电）的的速率就大，
高中物理：交变电流练习题 1.判断图中哪个是正弦式交变电流( ) 【解析】选D。正弦式交变电流,首先应该是交变电流,C虽然形状符合,但不是交变电流；B虽然是交变电流,但不是正弦式交变电流。 2.如图所示,单匝矩形线圈的一半放在有界匀强磁场中,中心轴线OO′与磁场边界重合,线圈绕中心轴线按图示方向(从上向下看逆时针方向)匀速转动,t=0时刻线圈平面与磁场方向垂直,规定电流方向沿abcd为正方向,则图中能表示线圈内感应电流随时间变化规律的是( ) 【解题指南】解答本题应明确以下两点： (1)产生正弦式交变电流的条件。 (2)线圈转轴的位置对交变电流的影响。 【解析】选B。在0～内,ab一侧的线圈在磁场中绕OO′轴转动产生正弦式交变电 流,电流方向由楞次定律判断为dcba且越来越大。～内,ab一侧线圈在磁场外,而dc一侧线圈又进入磁场产生交变电流,电流方向为dcba且越来越小,以此类推可知
i-t图像正确的为B。 3.(多选)一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的交流电动势e=220sin100πtV,则下列判断正确的是( ) A.t=0时,线圈位于中性面位置 B.t=0时,穿过线圈平面的磁通量最大 C.t=0时,线圈的有效切割速度方向垂直磁感线 D.t=0时,线圈中感应电动势达到峰值 【解析】选A、B。因按正弦规律变化,故t=0时线圈位于中性面,A正确；此时穿过线圈的磁通量最大,B正确；t=0时,线圈的有效切割速度方向与磁感线平行,不产生感应电动势,故C、D错误。 4.如图所示,一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动。沿着OO′观察,线圈沿逆时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B,线圈匝数为n,边长为l,电阻为R,转动的角速度为ω。则当线圈转至图示位置时( ) A.线圈中的感应电流的方向为abcda B.线圈中的感应电流为 2 nB R ω l C.穿过线圈的磁通量为B l2 D.穿过线圈的磁通量的变化率为0 【解析】选B。图示位置为垂直于中性面的位置,此时通过线圈的磁通量为零,但磁通 量的变化率最大,感应电流也最大,则I== 2 nB R ω l ,由右手定则可判断出线圈中 感应电流的方向为adcba。 5.如图所示,矩形线圈abcd的匝数为n=50,线圈ab的边长为l1=0.2m,bc的边长为
5.3 电感和电容对交变电流的影响习题 【教学目标】 1．知道为什么电感对交变电流有阻碍作用． 2．知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小，知道感抗与哪些因素有关． 3．知道交变电流能通过电容，知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用． 4．知道用容抗来表示电容对交变电流阻碍作用的大小，知道容抗与哪些因素有关． 重点：电感和电容对交变电流的影响 难点：电感和电容对交变电流的影响 【自主预习】 一、感抗 1．定义：对电流阻碍作用的大小，用感抗表示． 2．感抗的成因：因为交变电流的随时间周期性变化，这个变化的电流通过线圈时产生一个自感电动势，自感电动势总是阻碍的变化，故线圈对交变电流有阻碍作用，这就是感抗． 3．决定因素：研究可得出线圈的感抗X L与它的自感系数L及交变电流的频率f间有如下的关系：X L＝2πfL 二、低频扼流圈和高频扼流圈 1．低频扼流圈：自感系数的线圈（约几十亨），线圈电阻较，对直流的阻碍作用较小，这种线圈可以“通，阻”。 2．高频扼流圈：自感系数较小的线圈（约几个毫亨），对低频交变电流的阻碍作用较而对高频交变电流的阻碍作用很，可以用来“通，阻”。 三、交变电流能够“通过”电容器． （1）电流实际上并没有通过电容器，也就是说，自由电荷定向移动，不会从一个极板经极板间的电介质到达另一个极板． （2）电容器“通交流”，只不过是在交变电压的作用下，当电源电压升高时，电容器，电荷向电容器的极板上集聚，形成；当电源电压降低时，电容器，电荷从电容器的极板上放出，形成．电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流“通过”了电容器． 四、容抗 1．定义：对交流的阻碍作用的大小，用容抗来表示． 2．成因：电容器接入交流电路中后，极板上的电荷形成了二极板间的电压，这电压和电源电压相反，从而产生了对交变电流的阻碍作用，即形成了容抗． 3．决定因素：交流电路中的容抗和交变电流的频率、电容器的电容成反比．容抗与交变电流的频率和电容的关系为X C ＝ 1/2πfC，即交流电的频率越大，电容越，电容器对交变电流的阻碍作用越小，容抗越． 五、电感和电容在电路中的作用 1．电感的作用是：“通、阻、通、阻”． 2．电容的作用是：“通、直流、通、阻”． 【典型例题】 一、电感对交变电流的影响
电感和电容对交变电流的影响 【核心素养】 通过《电感和电容对交变电流的影响》的探究学习过程，感受生活和生产中物理器件的巧妙应用；培养实事求是的科学态度。 【教学目标】 知道电感线圈有“通直流阻交流”和电容器有“隔直流通交流”的作用； 知道感抗、容抗的大小由哪些因素决定； 能解释电感和电容对交变电流产生影响的原因； 了解电感和电容器在电子技术等方面的应用。 【教学重点】电感和电容对交变电流的影响 【教学难点】电感和电容对交变电流的影响 【教学过程】 课前：登陆优教平台，发送预习任务。根据优教平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。 一、引入课题 请同学们先来观察一组实验，如图所示。介绍有关器材：低压交直流电源，交变电流特性演示仪。 演示1： （1）将小灯泡直接接到交变电源上，调节电压使灯泡正常发光； （2）如果将1号电学元件串联入电路中，观察现象（灯泡变暗）； （3）再将2号电学元件串联入电路中，观察现象（灯泡变得更暗）； （4）然后将3号电学元件串联入电路中，观察现象（灯泡仍较暗）。 演示2： （1）将1号元件接相同电压的直流上，观察现象［与演示1（1）情况相同亮度］；
（2）将2号元件接相同电压的直流上，观察现象（比原来变亮）； （3）将3号元件接相同电压的直流上，观察现象（亮了一下不亮）。 小结：1号元件对交直流的影响几乎相同，2号元件对交变电流的影响较大，3号元件对直流电影响很大，且直流电不能通过3号元件。 根据现象进行猜想，然后经过学生的讨论分析，做出判断。将这三个元件从暗盒中拿出，分别得出1号元件为电阻、2号元件为电感线圈、3号元件为电容器。 从上面观察到的现象说明：除电阻外，电感、电容对直流和交变电流的影响程度是不同的，这是我们要来研究的问题。 二、实验探究 实验器材：小灯泡(3.8V)，开关，学生电源，线圈带铁芯，电容器2个，导线1、研究电感线圈对交变电流的阻碍作用 电感对交变电流的阻碍作用的大小用感抗的大小来表示。那么，感抗的大小可能与哪些因素有关呢？ 启发学生：可能与自感系数、交变电流的频率和电压等有关。 （1）研究感抗与自感系数的关系 请一组学生简述实验的设计思路及实验现象和由此得到的结果：将灯泡与线圈串联接入交变电流，线圈的连接分两次，一次是线圈匝数较少，另一次线圈的匝数较多，灯泡出现由亮变暗的现象，说明线圈的自感系数大时，线圈对交变电流的阻碍作用大，感抗大。 （2）研究感抗与交变电流的频率的关系 如果要研究感抗与交变电流频率的关系应该如何办？──在电压不变的情况下选用变频的交变电流源，为了研究方便，我们可选信号发生器来替代。 【视频】信号发生器可以输出电压一定且不同频率的交变电流。串联好电路，保持电压不变的条件下，使输出交变电流的频率升高，观察到灯泡变暗的现象。 说明：频率越高，线圈对交变电流的阻碍越大，感抗越大。 结论：L越大感抗越大、频率越高感抗越大。 2、研究电容对突变电流的阻碍作用 电容对交变电流的阻碍作用用容抗来表示。从上面的研究，可以得到推论，
17．3 电感和电容对交变电流的影响 一、教学目的： 1．了解电感对电流的作用特点 2．了解电容对电流的作用特点 二、教学重点：：电感和电容对交变电流的作用特点 三、教学难点：电感和电容对交变电流的作用特点 四、教学方法：：启发式综合教学法 五、教学用具：：小灯泡、线圈（有铁芯）、电容器、交流电源、直流电源 六、教学过程： （一）引入新课： 在直流电路中，电压U、电流I和电阻R的关系遵从欧姆定律，在交流电路中，如果电路中只有电阻，例如白炽灯、电炉等，实验和理论分析都表明，欧姆定律仍适用。但是如果电路中包括电感、电容，情况就要复杂了。 （二）进行新课： 1、电感对交变电流的阻碍作用： 实验：把一线圈与小灯泡串联后先后接到直流电源和交流电源上，观察现 象： 现象：接直流的亮些，接交流的暗些。 引导学生得出结论：接交流的电路中电流小，间接表明电感对交流有阻碍作用。 为什么电感对交流有阻碍作用？ 引导学生解释原因：交流通过线圈时，电流时刻在改变。由于线圈的自感作用，必然要产生感应电动势，阻碍电流的变化，这样就形成了对电流的阻碍作用。 电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗来表示。 实验和理论分析都表明：线圈的自感系数越大、交流的频率越高，线圈对交流的阻碍作用就越大，感抗也就越大。 应用：日光灯镇流器是绕在铁芯上的线圈，自感系数很大。日光灯启动后灯管两端所需的电压低于220V，灯管和镇流器串联起来接到电源上，用镇流器对交流的阻碍作用，就能保护灯管不致因电压过高而损坏。 向学生简单介绍扼流圈。
2、交变电流能够通过电容器 实验：把白炽灯和电容器串联起来分别接在交流和直流电路里。 现象：接通直流电源，灯泡不亮，接通交流电源，灯泡能够发光。 结论：直流不能通过电容器。交流能通过电容器。 引导学生分析原因：直流不能通过电容器是容易 理解的，因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开了。 电容器接到交流电源时，实际上自由电荷也没有通过 两极间的绝缘介质，只是由于两极板间的电压在变化， 当电压升高时，电荷向电容器的极板上聚集，形成充 电电流；当电压降低时，电荷离开极板，开成放电电 流。电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流， 表现为交流“通过”了电容器。 3、电容器对交变电流的阻碍作用 在上面的实验中，如果把电容器从电路中取下来，使灯泡直接与交流电源相连，观察现象。 可以看到，灯泡要比接有电容器时亮得多。 这个实验表明：电容也对交流有阻碍作用。 电容对交流的阻碍作用，用容抗来表示。 实验和理论分析都表明：电容器的电容越大、交流的频率越高，电容器对交流的阻碍作用就越小，感抗也就越小。 学生思考： 使用220V 交流电源的电气设备和电子仪器，金属外壳和电源之间都有良好的绝缘，但