经典课件：电容器电感器(教科版)

1、2-4 电容器在交变电路中的作用 2-5 电感器在交变电路中的作用 一一 电容器对交变电流的导通作用电容器对交变电流的导通作用 导通 观察思考观察思考 1、图中图中D 为小灯泡，为小灯泡，C为电容器为电容器S为双刀双掷开关。把为双刀双掷开关。把 开关接在直流电源上，观察小灯泡的发光情况。再把开关接开关接在直流电源上，观察小灯泡的发光情况。再把开关接 在交流电源上，观察小灯泡的发光情况。在交流电源上，观察小灯泡的发光情况。 D C - +- + 直流电不能通过电容器，直流电不能通过电容器， 交流电能够交流电能够”通过通过”电容器。电容器。 以上两种情况下灯泡发光情况有何不同？这说明了什么？以上两

2、种情况下灯泡发光情况有何不同？这说明了什么？ 结论：电容器有结论：电容器有“通交流，通交流， 隔直流隔直流”的作用。的作用。 通入直流电，灯泡不亮，通入直流电，灯泡不亮， 接入交流电，灯泡亮了。接入交流电，灯泡亮了。 3 2 2. .如图所示连接电路，其中如图所示连接电路，其中G为零刻度位于表盘中央的为零刻度位于表盘中央的 电流表，电流表，S是单刀双掷开关，是单刀双掷开关，R是滑动变阻器，先把开关是滑动变阻器，先把开关S 扳至扳至1位置，观察电流表指针的偏转情况，经过一段时间位置，观察电流表指针的偏转情况，经过一段时间 再把开关再把开关S扳至扳至2位置，观察电流表指针的偏转情况。位置，观察电流

3、表指针的偏转情况。 在开关扳到在开关扳到1 1和扳到和扳到2 2的瞬间指针偏转方向相同的瞬间指针偏转方向相同 吗？为什么在这两个瞬间，电路中会有电流？吗？为什么在这两个瞬间，电路中会有电流？ 不相同不相同。在开关扳到。在开关扳到1 1瞬间，瞬间， 电源给电容器充电，有电源给电容器充电，有顺时顺时 针针充电电流流过电阻充电电流流过电阻R R；在；在 开关扳到开关扳到2 2瞬间，电容器放瞬间，电容器放 电，有电，有逆时针逆时针放电电流流过放电电流流过 电阻电阻R R。 4 理理论探究论探究 如图所示，将交变电压加在电容器两端（导如图所示，将交变电压加在电容器两端（导 线电阻不计）。线电阻不计）。

4、当当A、B两端电压两端电压升高升高时，电容时，电容 器充电。若器充电。若A端电势高于端电势高于B端电势，端电势， 则则a、b两极板上的带电情况如何两极板上的带电情况如何 变化？电路中的自由电子是如何变化？电路中的自由电子是如何 运动的？充电电流运动的？充电电流i的方向怎样？的方向怎样？ a a板带正电荷，板带正电荷，b b板带负电荷；两板带电量都增加。电板带负电荷；两板带电量都增加。电 路中路中自由电子沿逆时针方向运动自由电子沿逆时针方向运动；充电电流；充电电流（顺时针）（顺时针） 的方向为的方向为AabBAabB。 5 当当A、B两端电压两端电压降低降低时，虽然时，虽然A端电端电 势高于势高

5、于B端电势，但电容器开始放电。端电势，但电容器开始放电。 如图所示，此时如图所示，此时a、b两极板上的带电两极板上的带电 情况如何变化？电路中的自由电子是情况如何变化？电路中的自由电子是 如何运动的？放电电流如何运动的？放电电流i的方向怎样？的方向怎样？ a a板聚集的正电荷，板聚集的正电荷，b b板聚集的负电荷板聚集的负电荷都不断减少都不断减少；电；电 路中路中自由电子沿顺时针方向运动自由电子沿顺时针方向运动；放电电流；放电电流（逆时针）（逆时针） 的方向为的方向为 aABb aABb 。 当当A、B两端电压反向升高、降低两端电压反向升高、降低 如此反复，情况会怎样？如此反复，情况会怎样？

6、电压反向升高时，电压反向升高时，b b板带正电荷，板带正电荷，a a板带负板带负 电荷，电荷，两板带电量都增加两板带电量都增加；电路中；电路中自由电子沿自由电子沿 顺时针方向运动顺时针方向运动；充电电流的方向；充电电流的方向（逆时针）（逆时针） 为为BbaABbaA。 反向电压降低时，反向电压降低时，b b板聚集的正电荷，板聚集的正电荷，a a板板 聚集的负电荷聚集的负电荷都不断减少都不断减少；电路中；电路中自由电子沿自由电子沿 逆时针方向运动逆时针方向运动；放电电流的方向；放电电流的方向（顺时针）（顺时针） 为为bBAa bBAa 。 电容器能够导通交流电的实质电容器能够导通交流电的实质 （

7、1 1）交变电流周期性地对电容器的）交变电流周期性地对电容器的充电、放电充电、放电。 （2 2）电容器两极板间没有电流通过，但在）电容器两极板间没有电流通过，但在连接电容器连接电容器 和电源的电路中和电源的电路中却形成了交变电流。却形成了交变电流。 当导线电阻不能忽略，或电路中串联有当导线电阻不能忽略，或电路中串联有其他电阻其他电阻 时时，电容器两极板间的交变电压电容器两极板间的交变电压不等于不等于电路两端的电路两端的 交变电压交变电压。 二 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 实验探究实验探究 1 1、如图所示，把电容器、如图所示，把电容器C和小灯泡和小灯泡D串联，再与串联

8、，再与 另一只完全相同的小灯泡另一只完全相同的小灯泡D并联，用交流信号发生并联，用交流信号发生 器作电源。交流信号发生器可以输出不同频率、不器作电源。交流信号发生器可以输出不同频率、不 同电源的正弦交流信号。闭合开关同电源的正弦交流信号。闭合开关S和和S，可以观察，可以观察 到小灯泡到小灯泡D和和D的发光有何不同？为什么？的发光有何不同？为什么？ 2 2、断开开关、断开开关S，调节信号发生器输出的电压，使，调节信号发生器输出的电压，使 小灯泡小灯泡D发出不太强烈的光，然后保持输出发出不太强烈的光，然后保持输出电压不电压不 变变而而改变改变信号发生器的信号发生器的频率频率，观察频率升高或降，观察

9、频率升高或降 低时灯泡亮度的变化。低时灯泡亮度的变化。 3 3、在频率、电压不变的条件下，用、在频率、电压不变的条件下，用不同的电容不同的电容 器器与小灯泡与小灯泡D串联，观察电容值时小灯泡亮度的串联，观察电容值时小灯泡亮度的 变化情况。变化情况。 现象：现象： 在电容器和电源输出电压不变的情况下，在电容器和电源输出电压不变的情况下， 信号频率越大，小灯泡亮度越亮信号频率越大，小灯泡亮度越亮；在信号频率；在信号频率 电源输出电压不变的情况下，电源输出电压不变的情况下，电容越大，小灯电容越大，小灯 泡亮度越亮泡亮度越亮。 电容越大灯泡越亮，电容越小灯泡越暗。电容越大灯泡越亮，电容越小灯泡越暗。

10、频率越高灯泡越亮，频率越低灯泡越暗。频率越高灯泡越亮，频率越低灯泡越暗。 3 3、电容器在电路中的作用：、电容器在电路中的作用： 电容器的作用：电容器的作用：“通交流，隔直流，通交流，隔直流， 频率越高，阻碍作用越小频率越高，阻碍作用越小” 。 1 1、容抗：电容器对交流电的作用。、容抗：电容器对交流电的作用。 2 2、影响容抗大小的因素：、影响容抗大小的因素： （1 1）电容。电容越大，容抗越小。）电容。电容越大，容抗越小。 （2 2）频率。频率越高，容抗越小。）频率。频率越高，容抗越小。 电容器的作用：电容器的作用：“通交流，隔直流，通交流，隔直流， 通高频，阻低频通高频，阻低频” 。 三

11、三 电容器在电子技术中的应用电容器在电子技术中的应用 在电子技术中，从某一装置输出的电流常常既有交流成分，在电子技术中，从某一装置输出的电流常常既有交流成分， 又有直流成分。如果只需要把交流成分输送到下一级装置，又要求又有直流成分。如果只需要把交流成分输送到下一级装置，又要求 各级之间直流互不干扰，只要在两级电路之间串联一个电容器（各级之间直流互不干扰，只要在两级电路之间串联一个电容器（称称 为为隔直电容器隔直电容器）就可以了。如图所示，电流通过电容器，只能是交）就可以了。如图所示，电流通过电容器，只能是交 流部分通过电容器到达后一级装置，直流电隔在前一级装置。流部分通过电容器到达后一级装置，

12、直流电隔在前一级装置。 在两级电路间串联一个电在两级电路间串联一个电 容器来阻止容器来阻止直流直流成分通过，成分通过， 这种电容器就叫这种电容器就叫隔直电容隔直电容 器器。 1 1、隔直电容器：、隔直电容器： 隔直电容：直流不能通过电容隔直电容：直流不能通过电容 器器C，只能经电阻，只能经电阻R形成回路形成回路 隔直电容作用：隔直电容作用： 隔直流，通交流隔直流，通交流 12 传输的交流信号除了有用的信号外，还常常含有传输的交流信号除了有用的信号外，还常常含有高频干扰高频干扰 信号信号，这时可利用电容器对高频电流阻碍小的特性，在下级电，这时可利用电容器对高频电流阻碍小的特性，在下级电 路的输入

13、端路的输入端并联并联一个电容器，通过电容器可以滤除干扰信号。一个电容器，通过电容器可以滤除干扰信号。 可将混有高频电流和低频电流的交流信号中的可将混有高频电流和低频电流的交流信号中的高频成分旁高频成分旁 路滤掉的电容，称做路滤掉的电容，称做“旁路电容旁路电容”。 旁路电容的主要功能是产生一个旁路电容的主要功能是产生一个交流分路交流分路，从而消，从而消 去进入易感区的那些不需要的能量。去进入易感区的那些不需要的能量。 2 2、旁路电容器：、旁路电容器： 可将混有高频电流和低频可将混有高频电流和低频 电流的交流信号中的高频电流的交流信号中的高频 成分旁路滤掉的电容，称成分旁路滤掉的电容，称 做做旁

14、路电容旁路电容。 旁路电容：旁路电容：C的电容较小的电容较小， 低频信号不能通过，但高频低频信号不能通过，但高频 干扰信号可以通过干扰信号可以通过 高频旁路电容作用：高频旁路电容作用： 通高频，阻低频。通高频，阻低频。 2-5 电感器在交变电路中的作用 一一 电感对交变电流的电感对交变电流的阻碍阻碍作用作用 观察思考观察思考 1 1、如图所示，将带铁芯的电感器、如图所示，将带铁芯的电感器L L和小灯泡和小灯泡D D 串联，再与另一只完全相同的小灯泡串联，再与另一只完全相同的小灯泡DD并联，用并联，用 交流信号发生器作电源。闭合开关交流信号发生器作电源。闭合开关S S和和SS，可以观，可以观 察

15、到小灯泡察到小灯泡D D和和DD的发光有何不同？为什么？的发光有何不同？为什么？ 交流信号交流信号 发生器发生器 S D L D S D亮度大于亮度大于D亮度亮度。 原因：原因：电感器对交变电流有阻电感器对交变电流有阻 碍作用碍作用。 2 2、只闭合开关、只闭合开关S S，调节信号发生器输出的电压，调节信号发生器输出的电压， 使小灯泡使小灯泡D D发出不太强烈的光，然后保持输出电压发出不太强烈的光，然后保持输出电压 不变而改变信号发生器的频率，观察频率升高或不变而改变信号发生器的频率，观察频率升高或 降低时灯泡亮度的变化。降低时灯泡亮度的变化。 3 3、把电感器的铁芯抽出，在闭合开关、把电感器

16、的铁芯抽出，在闭合开关S S，观察，观察 电感值时小灯泡亮度的变化情况。电感值时小灯泡亮度的变化情况。 4 4、保持其他条件不变，换用匝数不同的电感器、保持其他条件不变，换用匝数不同的电感器 的铁芯抽出，观察小灯泡亮度的变化情况。的铁芯抽出，观察小灯泡亮度的变化情况。 频率越高，灯泡越暗。频率越低，灯泡越亮。频率越高，灯泡越暗。频率越低，灯泡越亮。 铁芯抽出，自感系数变小，灯泡变亮铁芯抽出，自感系数变小，灯泡变亮 匝数越多，自感系数变大，灯泡变暗。匝数越多，自感系数变大，灯泡变暗。匝数越少，匝数越少， 自感系数变小，灯泡变亮。自感系数变小，灯泡变亮。 现象现象 在电感和电源输出电压不变的情况下

17、，在电感和电源输出电压不变的情况下，信号频信号频 率越大，小灯泡亮度越率越大，小灯泡亮度越暗暗； 在信号频率电源输出电压不变的情况下，在信号频率电源输出电压不变的情况下， 电感越大，小灯泡亮度越电感越大，小灯泡亮度越暗暗。 1 1、感抗：电感器对交流电的作用。、感抗：电感器对交流电的作用。 2 2、影响感抗大小的因素：、影响感抗大小的因素： （1 1）电感（自感系数）。电感越大，感抗越大。）电感（自感系数）。电感越大，感抗越大。 （2 2）频率。频率越高，容抗越大。）频率。频率越高，容抗越大。 3 3、电容器在电路中的作用：、电容器在电路中的作用： 电感器的作用：电感器的作用：“通直流，阻交流

18、，频率越通直流，阻交流，频率越 高，阻碍作用越大高，阻碍作用越大” 。 电感器的作用：电感器的作用：“通直流，阻交流，通低频，通直流，阻交流，通低频， 阻高频阻高频”。 (1)低频扼流圈：低频扼流圈： (2)高频扼流圈：高频扼流圈： 两种扼流圈两种扼流圈 构造构造：线圈绕在铁芯上，匝数多：线圈绕在铁芯上，匝数多 自感系数大，自感系数大，感抗大感抗大 作用作用：“通直流、阻交流通直流、阻交流” 构造构造：线圈绕在铁氧体磁棒上，匝数少：线圈绕在铁氧体磁棒上，匝数少 自感系数小，自感系数小，感抗小感抗小 作用：作用：“通低频，阻高频通低频，阻高频” 核心要点突破核心要点突破 一、电容、电感对交变电流

19、作用的成因分析一、电容、电感对交变电流作用的成因分析 1电容对交变电流的阻碍作用电容对交变电流的阻碍作用 当交变电流当交变电流“通过通过”电容器时，给电容器充电或电容器时，给电容器充电或 放电，形成充电或放电电流，在形成电流的过程中，放电，形成充电或放电电流，在形成电流的过程中， 对自由电荷来说，当电源的电压推动它们向某一方对自由电荷来说，当电源的电压推动它们向某一方 向做定向移动的时候，电容器两极板上积累的电荷向做定向移动的时候，电容器两极板上积累的电荷 却却反抗反抗它们向这个方向做定向移动，也就是说在给它们向这个方向做定向移动，也就是说在给 电容器充电或放电过程中，电容器充电或放电过程中，

20、在电容器两极形成跟原在电容器两极形成跟原 电压相反的电压，这就对电流产生了电压相反的电压，这就对电流产生了阻碍阻碍作用作用 2电感对交变电流的阻碍作用电感对交变电流的阻碍作用 交变电流通过线圈时，由于电流时刻在变化，线圈交变电流通过线圈时，由于电流时刻在变化，线圈 中产生中产生自感电动势自感电动势，自感电动势阻碍电流的变化，自感电动势阻碍电流的变化， 就形成了对交变电流的阻碍作用，因此，就形成了对交变电流的阻碍作用，因此，感抗的感抗的 实质是由线圈的自感现象引起的实质是由线圈的自感现象引起的直流电通过线圈直流电通过线圈 时，电流的大小、方向都不变，线圈中不产生自感时，电流的大小、方向都不变，线

21、圈中不产生自感 电动势，也就没有感抗电动势，也就没有感抗 特别提醒：特别提醒：当电容器与直流电源的两极相连接时，当电容器与直流电源的两极相连接时， 接通的瞬间因电容器充电产生接通的瞬间因电容器充电产生瞬时电流瞬时电流充电完毕充电完毕 后，电容器两极板间电压与电源两极间电压相等，后，电容器两极板间电压与电源两极间电压相等， 电路中没有电流电路中没有电流 电阻、感抗、容抗的区别电阻、感抗、容抗的区别 电阻电阻电感器电感器电容器电容器 产生阻产生阻 碍的原碍的原 因因 定向移动定向移动 的自由电的自由电 荷与不动荷与不动 的离子间的离子间 的碰撞的碰撞 由于电感由于电感 器的器的自感自感 现象现象阻

22、碍阻碍 电流的变电流的变 化化 电容器两极板上电容器两极板上 聚集的电荷对向聚集的电荷对向 相应方向移动的相应方向移动的 电荷的电荷的反抗反抗作用作用 在电路在电路 中的作中的作 用用 对直流、对直流、 交流均有交流均有 相同的阻相同的阻 碍作用碍作用 只对变化只对变化 的电流有的电流有 阻碍作用，阻碍作用， 即即“通直通直 阻交阻交” 不能通直流，只不能通直流，只 能通变化的电能通变化的电 流对直流电的流对直流电的 阻碍作用为无穷阻碍作用为无穷 大，对交流电的大，对交流电的 阻碍作用随频率阻碍作用随频率 的增大而减小，的增大而减小， 即即“通交阻直通交阻直” 决定决定 因素因素 由导体本由导体本 身的因素身的因素 决定决定(材料、材料、 长短、粗长短、粗 细细)，与温，与温 度有关，度有关， 与电流频与电流频 率无关率无关 由导体本由导体本 身的自感身的自感 系数系数L和交和交 流电的频流电的频 率率f决定，决定， L、f越大，越大， 感抗越大感抗越大