2020高中物理 2.4 电感器对交变电流的作用 学案（粤教版选修3-22

2020高中物理 2.4 电感器对交变电流的作用 学案（粤教版选修3-22

‎2.4 电感器对交变电流的作用 学案（粤教版选修3-2） ‎ ‎1．电感器由________导线(如漆包线、纱包线等)一圈紧靠一圈地绕制而成，所以又被称为____________．它能把外部电路的________储存在电感器内部的________中．‎ ‎2．电感器对恒定电流是__________的，对交变电流有________作用．对交变电流的阻碍作用叫　　　　　，交变电流的频率f越__________，感抗越__________；电感器的自感系数L越大，感抗越________，即感抗XL＝__________.‎ ‎3．在电工和电子技术中使用的扼流圈，就是利用电感器对交变电流的________作用制成的．扼流圈通常有两种：一种为________扼流圈，它的自感系数较大，它的作用为 ‎“________________”；另一种为________扼流圈，它的自感系数较小，它的作用为 ‎“________________________”．‎ ‎4．如图1所示的实验装置，L1、L2为两个规格完全相同的小灯泡，L为电感线圈，R为滑动变阻器，S为双刀双掷开关以及学生电源．‎ 图1‎ ‎(1)若电感线圈的电感很小，可看作纯电阻，把开关S先接到直流电源，调节滑动变阻器使两个灯泡的亮度相同，然后把开关S接到交流电源上，则两个灯泡亮度________，说明：____________________________________________________________________________________________.‎ ‎(2)换用自感系数较大的线圈，把开关S接到直流电源，调节滑动变阻器使两个灯泡亮度相同．然后再将开关S接到交流电源上，则____________________，‎ 说明：____________________________________________________________.‎ ‎(3)再换用自感系数更大的线圈，把开关S接到直流电源，调节滑动变阻器使两个灯泡亮度相同、然后再将开关S接到交流电源上，则 ‎____________________________________________________________，‎ 说明：_____________________________________________________________________.‎ ‎【概念规律练】‎ 知识点一　电感对交变电流的阻碍作用 ‎1．如图2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u＝220sin 10πt V．若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为25 Hz，下列说法中正确的是(　　)‎ 图2‎ A．电流表示数增大 B．电压表示数减小 C．灯泡变暗 D．灯泡变亮 ‎2．一个灯泡通过一个线圈与一交流电源相连接，如图3所示．一个铁块插进线圈之后，该灯泡将(　　)‎ 图3‎ A．变亮 B．变暗 C．对灯泡没影响 D．无法判断 知识点二　对扼流圈的理解 ‎3．如图4所示电路，前级输出的电流既有高频成分又有低频成分，要把低频成分的电流输送到下一级，需在ab间接一个____________扼流圈，它的自感系数应____________．‎ 图4‎ ‎4．(双选)对于扼流圈的以下说法，正确的是(　　)‎ A．扼流圈是利用电感阻碍交变电流的作用制成的 B．低频扼流圈用来“通低频、阻高频”‎ C．高频扼流圈用来“通直流、阻交流”‎ D．高频扼流圈对低频交变电流阻碍作用较小，对高频交变电流的阻碍作用很大 ‎【方法技巧练】‎ 存在电感器电路的分析技巧 ‎5．如图5所示的电路中，正弦交流电源电压的有效值为220 V，则关于交流电压表的示数，以下说法中正确的是(　　)‎ 图5‎ A．等于220 V B．大于220 V C．小于220 V D．等于零 ‎6．(双选)如图6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的直流电阻不为零)(　　)‎ 图6‎ 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的直流成分要大 答案 课前预习练 ‎1．绝缘　电感线圈　电能　磁场 ‎2．导通　阻碍　感抗　高　大　大　2πfL ‎3．阻碍　低频　通直流、阻交流　高频　通直流，通低频，阻高频 ‎4．(1)相同　当线圈可看作纯电阻时，它对交变电流的影响与等值的纯电阻所产生的影响是完全一样的　(2)灯泡L2比灯泡L1亮　电感线圈有通直流、阻交流的作用　(3)灯泡L2仍然亮，而灯泡L1微亮或不亮　线圈的自感系数越大，对交变电流的阻碍作用越大 课堂探究练 ‎1．C　[根据所加的交流电u＝220sin 10πt V，可知ω＝10π，由ω＝2πf可得f＝5 Hz.若只将电源的频率改为f′＝25 Hz，则可知电感线圈对交变电流的阻碍作用变大，即感抗变大，电感线圈跟灯泡串联，由串联分压原理知，线圈两端电压变大，所以电压表示数变大，电流表示数变小，灯泡变暗．]‎ 点评　电感线圈对交变电流的阻碍作用跟交变电流的频率有关：频率越高阻碍作用就越大．‎ ‎2．B　[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，降落在电感线圈上的电压增大，降落在灯上的电压减小，所以灯变暗．]‎ 点评　电感线圈的自感系数与线圈大小、形状、圈数、是否有铁芯等因素有关．加入铁芯后，自感系数增大．自感系数增大；对交流的阻碍作用变大．‎ ‎3．高频　小 解析　高频扼流圈有“通低频、阻高频”的作用，故应接高频扼流圈，要通过低频即对低频的阻碍作用小，由XL＝2πfL知L要小．‎ ‎4．AD　[低频扼流圈用来“通直流、阻交流”，对低频电流阻碍作用也很大，而高频扼流圈是对高频阻碍作用很大，对低频阻碍作用较小，用来“通低频，通直流，阻高频”．高频扼流圈的自感系数较小，低频扼流圈的自感系数较大．]‎ 点评　低频扼流圈，“扼制”低频电流，线圈的自感系数较大；高频扼流圈，“扼制”高频电流，线圈的自感系数较小．‎ ‎5．C　[电感对交变电流有阻碍作用，线圈与灯泡串联，其电压之和等于电源电压，即UL＋UR＝U，故交流电压表的示数小于220 V，C正确．]‎ 方法总结　电感线圈对交变电流的阻碍作用，可与电阻相类比．‎ ‎6．CD　[由于线圈直流电阻不为零，所以有直流通过R，而线圈对交流有阻碍作用，因此也有交流成分通过R，B错，C正确；由于R对交流也有阻碍作用，所以也有交流成分通过L，A错；因为一般导线的直流电阻都很小，所以通过线圈的直流要比通过R的要大，D正确．]‎ 方法总结　当电感线圈对直流电阻很小时，在直流电路中可做为一个小电阻来理解，当电感线圈对直流电阻为零时，在直流电路中可做为一根导线来理解．‎