物理　交流电路中的电容和电感鲁科选修学习教案

1、物理物理(wl)交流电路中的电容和电感鲁交流电路中的电容和电感鲁科选修科选修第一页，共28页。课标定位课标定位(dngwi)学习目标学习目标(mbio)：1.了解电容器在电路中起隔断直了解电容器在电路中起隔断直流、导通交变电流的作用，定性了解电容器对交变电流、导通交变电流的作用，定性了解电容器对交变电流有阻碍作用，知道影响容抗大小的因素流有阻碍作用，知道影响容抗大小的因素2了解电感器在电路中对直流有导通作用，能通过了解电感器在电路中对直流有导通作用，能通过交变电流，定性了解电感对交流有阻碍作用，知道影交变电流，定性了解电感对交流有阻碍作用，知道影响感抗大小的因素响感抗大小的因素重点难点：电容、

2、电感对交流电的影响重点难点：电容、电感对交流电的影响第第1页页/共共29页页第二页，共28页。核心要点核心要点(yodin)(yodin)突破突破课堂课堂(ktng)(ktng)互动讲练互动讲练知能优化训练知能优化训练(xnlin)(xnlin)第第3 3节节课前自主学案课前自主学案第第2页页/共共29页页第三页，共28页。课前自主课前自主(zzh)(zzh)学案学案一、电容、电感一、电容、电感(din n)对直流和交流的影响对直流和交流的影响1实验电路实验电路图图331第第3页页/共共29页页第四页，共28页。2实验实验(shyn)现象现象第第4页页/共共29页页第五页，共28页。3实验结论

3、实验结论(1)电阻器对直流和交流电路的影响是电阻器对直流和交流电路的影响是_(2)电容器电容器_让直流电通过让直流电通过(tnggu)却能让却能让交流电通过交流电通过(tnggu)，但对交流电有一定的，但对交流电有一定的_(3)电感器既能让直流电通过电感器既能让直流电通过(tnggu)也能让交也能让交流电通过流电通过(tnggu)，但对交流电有一定的，但对交流电有一定的_相同相同( x i n tn)的的不能不能阻碍阻碍(z i)作作用用阻碍作用阻碍作用第第5页页/共共29页页第六页，共28页。思考感悟思考感悟电容器电容器“通交流通交流”的演示中，电流真的的演示中，电流真的(zhn de)流过

4、电容器了吗？流过电容器了吗？提示：没有，电容器在交变电压作用下反复进行提示：没有，电容器在交变电压作用下反复进行充电、放电、反向充电、反向放电，电路中有持充电、放电、反向充电、反向放电，电路中有持续的交变电流，好像电流通过了电容器续的交变电流，好像电流通过了电容器第第6页页/共共29页页第七页，共28页。二、电容器的容抗、感抗及其应用二、电容器的容抗、感抗及其应用(yngyng)1容抗、感抗的比较容抗、感抗的比较第第7页页/共共29页页第八页，共28页。2.电容器、电感器的分类电容器、电感器的分类按对交变电流的作用按对交变电流的作用(zuyng)电容器分为隔电容器分为隔直电容器、直电容器、_；

5、扼流圈分为低；扼流圈分为低频扼流圈、频扼流圈、_高频高频(o pn)旁旁路电容器路电容器高频高频(o pn)扼扼流圈流圈第第8页页/共共29页页第九页，共28页。核心核心(hxn)(hxn)要点突破要点突破一、电感、电容对交变电流作用的成因分析一、电感、电容对交变电流作用的成因分析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交变电流通过线圈时，由于电流时刻在变化，线交变电流通过线圈时，由于电流时刻在变化，线圈中产生自感电动势，自感电动势阻碍电流的变圈中产生自感电动势，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，感化，就形成了对交变电流的阻碍作用，因此，感抗的实质是由线圈

6、的自感现象引起的直流电通抗的实质是由线圈的自感现象引起的直流电通过线圈时，电流的大小过线圈时，电流的大小(dxio)、方向都不变，、方向都不变，线圈中不产生自感电动势，也就没有感抗线圈中不产生自感电动势，也就没有感抗第第9页页/共共29页页第十页，共28页。2交变交变(jio bin)电流能够电流能够“通过通过”电容器电容器当电容器接到交流电源上时，由于两极板间的电压当电容器接到交流电源上时，由于两极板间的电压变化，电压升高时，电容器极板上的电荷量增加，变化，电压升高时，电容器极板上的电荷量增加，形成充电电流，电压降低时，电容器极板上的电荷形成充电电流，电压降低时，电容器极板上的电荷量减少，形

7、成放电电流，充放电交替进行，电路中量减少，形成放电电流，充放电交替进行，电路中就好像交变就好像交变(jio bin)电流电流“通过通过”了电容器，实际上，了电容器，实际上，自由电荷并没有通过两极板间的绝缘介质自由电荷并没有通过两极板间的绝缘介质第第10页页/共共29页页第十一页，共28页。3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，给电容器充电或放电，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，对自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向由电荷来说，当电源的电压推动它们向某一

8、方向(fngxing)做定向移动的时候，电容器两极板上积做定向移动的时候，电容器两极板上积累的电荷却反抗它们向这个方向累的电荷却反抗它们向这个方向(fngxing)做定向做定向移动，也就是说在给电容器充电或放电过程中，在移动，也就是说在给电容器充电或放电过程中，在电容器两极形成跟原电压相反的电压，这就对电流电容器两极形成跟原电压相反的电压，这就对电流产生了阻碍作用产生了阻碍作用第第11页页/共共29页页第十二页，共28页。即时应用即时应用(即时突破即时突破(tp)，小试牛刀，小试牛刀)1直流电源的电压与交流电源电压的有效值相同，直流电源的电压与交流电源电压的有效值相同，自感线圈的直流电阻不计，

9、则灯泡发光最亮的图是自感线圈的直流电阻不计，则灯泡发光最亮的图是()图图332第第12页页/共共29页页第十三页，共28页。解析：选解析：选D.电容电容C、电感、电感L都对交流电有阻碍都对交流电有阻碍(z i)作用，故作用，故A、B两图中灯不是最亮的；两图中灯不是最亮的；C图中灯图中灯被短路，不亮；被短路，不亮；D图中电容图中电容C有隔直流作用所以有隔直流作用所以D中灯泡最亮中灯泡最亮第第13页页/共共29页页第十四页，共28页。二、电阻、感抗、容抗二、电阻、感抗、容抗(rn kn)的区别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动的自由定向移动的自由电荷与不动的离电荷与不动的离

10、子间的碰撞子间的碰撞由于电感线圈的自由于电感线圈的自感现象阻碍电流的感现象阻碍电流的变化变化电容器两极板上积电容器两极板上积累的电荷对这个方累的电荷对这个方向定向移动的电荷向定向移动的电荷的反抗作用的反抗作用在电路在电路中的特中的特点点对直流、交流均对直流、交流均有阻碍作用有阻碍作用只对变化的电流只对变化的电流(如交流如交流)有阻碍作有阻碍作用用不能通直流，只能不能通直流，只能通变化的电流通变化的电流决定因决定因素素由导体本身由导体本身(长短、长短、粗细、材料粗细、材料)决定，决定，与温度有关与温度有关由线圈的自感系数由线圈的自感系数和交流电的频率决和交流电的频率决定定(成正比成正比)由电容的

11、大小和交由电容的大小和交流电的频率决定流电的频率决定(成成反比反比)电能的电能的转化与转化与做功做功电流通过电阻做电流通过电阻做功，电能转化为功，电能转化为内能内能电能和磁场能往复电能和磁场能往复转化转化电能与电场能往复电能与电场能往复转化转化第第14页页/共共29页页第十五页，共28页。即时应用即时应用(yngyng)(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2如图如图333所示，当交流电源的电压有效值所示，当交流电源的电压有效值是是220 V，频率为，频率为50 Hz时，三盏电灯的亮度相同，时，三盏电灯的亮度相同，当电源电压不变，只将交流电源的频率改变为当电源电压不变，只将交流电源的频率改变

12、为100 Hz时，则各灯亮度变化情况为：时，则各灯亮度变化情况为：a灯灯_，b灯灯_，c灯灯_(填填“变亮变亮”、“变暗变暗”或或“不变不变”)图图333第第15页页/共共29页页第十六页，共28页。解析：频率变大，电容器容抗减小，又因电源电解析：频率变大，电容器容抗减小，又因电源电压不变，故压不变，故a灯变亮；频率变大，电感线圈的感灯变亮；频率变大，电感线圈的感抗变大，又电源电压不变，故抗变大，又电源电压不变，故b灯变暗；频率的灯变暗；频率的变化变化(binhu)对电阻无影响，故对电阻无影响，故c灯亮度不灯亮度不变电源电压不变指电压有效值不变，当频率变变电源电压不变指电压有效值不变，当频率变

13、大时，容抗变小，感抗变大，电阻阻值不变大时，容抗变小，感抗变大，电阻阻值不变答案：变亮变暗不变答案：变亮变暗不变第第16页页/共共29页页第十七页，共28页。课堂课堂(ktng)(ktng)互动讲练互动讲练电容器对交流电的影响电容器对交流电的影响 如图如图334所示的电路中，正弦交流电源电所示的电路中，正弦交流电源电压的有效值为压的有效值为220 V，则关于交流电压表的示数，以，则关于交流电压表的示数，以下下(yxi)说法中正确的是说法中正确的是()A等于等于220 VB大于大于220 VC小于小于220 VD等于零等于零图图334第第17页页/共共29页页第十八页，共28页。【精讲精析】虽然

14、【精讲精析】虽然(surn)交变电流通过电容器，交变电流通过电容器，但也受到阻碍作用，电容器与电阻串联，根据分压但也受到阻碍作用，电容器与电阻串联，根据分压原理可知电阻两端的电压小于电源电压，电压表测原理可知电阻两端的电压小于电源电压，电压表测的是电阻两端的电压，的是电阻两端的电压，C正确正确【答案】【答案】C【方法总结】充、放电频率越高，电流越容易通【方法总结】充、放电频率越高，电流越容易通过电容器，即交变电流的频率越高，越容易通过电过电容器，即交变电流的频率越高，越容易通过电容器电容越大，交流电频率越高，容抗越小容器电容越大，交流电频率越高，容抗越小第第18页页/共共29页页第十九页，共2

15、8页。电感对交变电流的影响电感对交变电流的影响 交变交变(jio bin)电流通过一段长直导线时，电流通过一段长直导线时，电流为电流为I，如果把这根长直导线绕成线圈，再，如果把这根长直导线绕成线圈，再接入原电路，通过线圈的电流为接入原电路，通过线圈的电流为I，则，则()AIIBIICII D无法比较无法比较第第19页页/共共29页页第二十页，共28页。【精讲精析】长直导线的自感系数很小，感【精讲精析】长直导线的自感系数很小，感抗可忽略不计，其对交变电流抗可忽略不计，其对交变电流(dinli)的阻碍的阻碍作用可以看做是纯电阻，流经它的交变电流作用可以看做是纯电阻，流经它的交变电流(dinli)只

16、受到导线电阻的阻碍作用当导线只受到导线电阻的阻碍作用当导线绕成线圈后，电阻值未变，但自感系数增大，绕成线圈后，电阻值未变，但自感系数增大，对交变电流对交变电流(dinli)的阻碍作用不但有电阻，的阻碍作用不但有电阻，而且有感抗，阻碍作用增大，电流而且有感抗，阻碍作用增大，电流(dinli)减减小故应选小故应选B.【答案】【答案】B【方法总结】本题主要考查电感对交变电流【方法总结】本题主要考查电感对交变电流(dinli)的阻碍作用，自感系数越大、交变电的阻碍作用，自感系数越大、交变电流流(dinli)的频率越高，感抗就越大，电感器的频率越高，感抗就越大，电感器对交流的阻碍作用也就越大对交流的阻碍

17、作用也就越大第第20页页/共共29页页第二十一页，共28页。电容电感在交流电路中的应用电容电感在交流电路中的应用 在图在图335所示电路中，所示电路中，a、b两端连接的交流两端连接的交流电源既含有高频交流，又含低频电源既含有高频交流，又含低频(dpn)交流；交流；L是一是一个个25 mH的高频扼流圈，的高频扼流圈，C是一个是一个100 pF的电容器，的电容器，R是负载电阻下列说法中不正确的是是负载电阻下列说法中不正确的是()图图335第第21页页/共共29页页第二十二页，共28页。AL的作用是的作用是“通低频，阻高频通低频，阻高频(o pn)”BC的作用是的作用是“通交流，隔直流通交流，隔直流

18、”CC的作用是的作用是“通高频通高频(o pn)，阻低频，阻低频”D通过通过R的电流中，低频交流所占的百分比的电流中，低频交流所占的百分比远远大于高频远远大于高频(o pn)交流所占的百分比交流所占的百分比【思路点拨】根据电容器，电感器对交变【思路点拨】根据电容器，电感器对交变电流影响的特点分析电流影响的特点分析第第22页页/共共29页页第二十三页，共28页。【自主解答】【自主解答】L是一个自感系数是一个自感系数(z n x sh)很小的高频扼流圈，其作用是很小的高频扼流圈，其作用是“通低频，阻高通低频，阻高频频”，选项，选项A正确正确C是一个电容很小的电容器，在题图电路中，对是一个电容很小的

19、电容器，在题图电路中，对高频交流的容抗远小于对低频交流的容抗，其高频交流的容抗远小于对低频交流的容抗，其作用是作用是“通高频，阻低频通高频，阻低频”，选项，选项C正确；因电路正确；因电路中无直流电流，选项中无直流电流，选项B错误错误由于由于L对高频交流的阻碍作用和对高频交流的阻碍作用和C对高频交流的对高频交流的旁路作用，使得通过旁路作用，使得通过R的电流中，低频交流所占的电流中，低频交流所占的百分比远大于高频交流所占的百分比，选项的百分比远大于高频交流所占的百分比，选项D正确正确【答案】【答案】B第第23页页/共共29页页第二十四页，共28页。变式训练如图变式训练如图336所示，甲、乙是规格相所示，甲、乙是规格相同的灯泡，接线柱同的灯泡，接线柱a、b接电压为接电压为U的直流电源时，的直流电源时，无论电源的正极与哪一个接线柱相连无论电源的正极与哪一个接线柱相连(xin lin)，甲灯均能正常发光，乙灯完全不亮当甲灯均能正常发光，乙灯完全不亮当a、b接接电压的有效值为电压的有效值为U的交流电源时，甲灯发出微弱的交流电源时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光，则下列判断正