【优化方案】高中物理 第3节 交流电路中的电容和电感课件

第3节交流电路中的电容和电感课标定位学习目标：1.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．重点难点：电容、电感对交流电的影响．

核心要点突破课堂互动讲练知能优化训练第3节课前自主学案课前自主学案一、电容、电感对直流和交流的影响1．实验电路图3－3－12．实验现象3．实验结论(1)电阻器对直流和交流电路的影响是_________(2)电容器______让直流电通过却能让交流电通过，但对交流电有一定的_________(3)电感器既能让直流电通过也能让交流电通过，但对交流电有一定的__________相同的．不能阻碍作用．阻碍作用．思考感悟电容器“通交流”的演示中，电流真的流过电容器了吗？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．二、电容器的容抗、感抗及其应用1．容抗、感抗的比较2.电容器、电感器的分类按对交变电流的作用电容器分为隔直电容器、______________；扼流圈分为低频扼流圈、____________高频旁路电容器高频扼流圈．核心要点突破一、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的自感现象引起的．直流电通过线圈时，电流的大小、方向都不变，线圈中不产生自感电动势，也就没有感抗．2．交变电流能能够“通过””电容器当电容器接到到交流电源上上时，由于两两极板间的电电压变化，电电压升高时，，电容器极板板上的电荷量量增加，形成成充电电流，，电压降低时时，电容器极极板上的电荷荷量减少，形形成放电电流流，充放电交交替进行，电电路中就好像像交变电流““通过”了电电容器，实际际上，自由电电荷并没有通通过两极板间间的绝缘介质质．3．电容对交变变电流的阻碍碍作用当交变电流““通过”电容容器时，给电电容器充电或或放电，形成成充电或放电电电流，在形形成电流的过过程中，对自自由电荷来说说，当电源的的电压推动它它们向某一方方向做定向移移动的时候，，电容器两极极板上积累的的电荷却反抗抗它们向这个个方向做定向向移动，也就就是说在给电电容器充电或或放电过程中中，在电容器器两极形成跟跟原电压相反反的电压，这这就对电流产产生了阻碍作作用．即时应用(即时突破，小小试牛刀)1．直流电源的的电压与交流流电源电压的的有效值相同同，自感线圈圈的直流电阻阻不计，则灯灯泡发光最亮亮的图是()图3－3－2解析：选D.电容C、电感L都对交流电有有阻碍作用，，故A、B两图中灯不是是最亮的；C图中灯被短路路，不亮；D图中电容C有隔直流作用用．所以D中灯泡最亮．．二、电阻、感感抗、容抗的的区别电阻感抗容抗产生的原因定向移动的自由电荷与不动的离子间的碰撞由于电感线圈的自感现象阻碍电流的变化电容器两极板上积累的电荷对这个方向定向移动的电荷的反抗作用在电路中的特点对直流、交流均有阻碍作用只对变化的电流(如交流)有阻碍作用不能通直流，只能通变化的电流决定因素由导体本身(长短、粗细、材料)决定，与温度有关由线圈的自感系数和交流电的频率决定(成正比)由电容的大小和交流电的频率决定(成反比)电能的转化与做功电流通过电阻做功，电能转化为内能电能和磁场能往复转化电能与电场能往复转化即时应用(即时突破，小小试牛刀)2．如图3－3－3所示，当交流流电源的电压压有效值是220V，频率为50Hz时，三盏电灯灯的亮度相同同，当电源电电压不变，只只将交流电源源的频率改变变为100Hz时，则各灯亮亮度变化情况况为：a灯________，b灯________，c灯________．(填“变亮”、、“变暗”或或“不变”)图3－3－3解析：频率变大，电电容器容抗减减小，又因电电源电压不变变，故a灯变亮；频率率变大，电感感线圈的感抗抗变大，又电电源电压不变变，故b灯变暗；频率率的变化对电电阻无影响，，故c灯亮度不变．．电源电压不不变指电压有有效值不变，，当频率变大大时，容抗变变小，感抗变变大，电阻阻阻值不变．答案：变亮变暗不不变课堂互动讲练类型一电容器对交流电的影响如图3－3－4所示的的电路路中，，正弦弦交流流电源源电压压的有有效值值为220V，则关关于交交流电电压表表的示示数，，以下下说法法中正正确的的是()A．等于于220VB．大于于220VC．小于于220VD．等于于零例1图3－3－4【精讲精精析】虽然交交变电电流通通过电电容器器，但但也受受到阻阻碍作作用，，电容容器与与电阻阻串联联，根根据分分压原原理可可知电电阻两两端的的电压压小于于电源源电压压，电电压表表测的的是电电阻两两端的的电压压，C正确．．【答案】C【方法总总结】充、放放电频频率越越高，，电流流越容容易通通过电电容器器，即即交变变电流流的频频率越越高，，越容容易通通过电电容器器．电电容越越大，，交流流电频频率越越高，，容抗抗越小小．类型二电感对交变电流的影响例2交变电电流通通过一一段长长直导导线时时，电电流为为I，如果果把这这根长长直导导线绕绕成线线圈，，再接接入原原电路路，通通过线线圈的的电流流为I′，则()A．I′＞IB．I′＜IC．I′＝ID．无法法比较较【精讲精精析】长直导导线的的自感感系数数很小小，感感抗可可忽略略不计计，其其对交交变电电流的的阻碍碍作用用可以以看做做是纯纯电阻阻，流流经它它的交交变电电流只只受到到导线线电阻阻的阻阻碍作作用．．当导导线绕绕成线线圈后后，电电阻值值未变变，但但自感感系数数增大大，对对交变变电流流的阻阻碍作作用不不但有有电阻阻，而而且有有感抗抗，阻阻碍作作用增增大，，电流流减小小．故故应选选B.【答案】B【方法总总结】本题主主要考考查电电感对对交变变电流流的阻阻碍作作用，，自感感系数数越大大、交交变电电流的的频率率越高高，感感抗就就越大大，电电感器器对交交流的的阻碍碍作用用也就就越大大．类型三电容电感在交流电路中的应用例3在图3－3－5所示电电路中中，a、b两端连连接的的交流流电源源既含含有高高频交交流，，又含含低频频交流流；L是一个个25mH的高频频扼流流圈，，C是一个个100pF的电容容器，，R是负载载电阻阻．下下列说说法中中不正正确的的是()图3－3－5A．L的作用用是““通低低频，，阻高高频””B．C的作用用是““通交交流，，隔直直流””C．C的作用用是““通高高频，，阻低低频””D．通过过R的电流流中，，低频频交流流所占占的百百分比比远远远大于于高频频交流流所占占的百百分比比【思路点点拨】根据电电容器器，电电感器器对交交变电电流影影响的的特点点分析析．【自主解解答】L是一个个自感感系数数很小小的高高频扼扼流圈圈，其其作用用是““通低低频，，阻高高频””，选选项A正确．．C是一个个电容容很小小的电电容器器，在在题图图电路路中，，对高高频交交流的的容抗抗远小小于对对低频频交流流的容容抗，，其作作用是是“通通高频频，阻阻低频频”，，选项项C正确；；因电电路中中无直直流电电流，，选项项B错误．．由于L对高频频交流流的阻阻碍作作用和和C对高频频交流流的旁旁路作作用，，使得得通过过R的电流流中，，低频频交流流所占占的百百分比比远大大于高高频交交流所所占的的百分分比，，选项项D正确．．【答案】B变式训训练如图3－3－6所示，，甲、、乙是是规格格相同同的灯灯泡，，接线线柱a、b接电压压为U的直流流电源源时，，无论论电源源的正正极与与哪一一个接接线柱柱相连连，甲甲灯均均能正正常发发光，，乙灯灯完全全不亮亮．当当a、b接电压压的有有效值值为U的交流流电源源时，，甲灯灯发出出微弱弱的光光，乙乙灯能能正常常发光光，则则下列列判断断正确确的是是()图3－3－6A．与甲甲灯串串联的的元件件x是电容容器，，与乙乙灯串串联的的元件件y是电感感线圈圈B．与甲甲灯串串联的的元件件x是电感感线圈圈，与与乙灯灯串联联的元元件y是电容容器C．与甲甲灯串串联的的元件件x是二极极管，，与乙乙灯串串联的的元件件y是电容容