人教版物理选修3-2_第5章第三节电感和电容对交变电流的影响

1、课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.通过实验了解电感器对交变电流的阻通过实验了解电感器对交变电流的阻碍作用，能够运用所学知识分析含有电感的简单碍作用，能够运用所学知识分析含有电感的简单交变电路交变电路2通过实验了解电容器对交变电流的阻碍作用，通过实验了解电容器对交变电流的阻碍作用，能够分析简单交变电路中电容器的作用能够分析简单交变电路中电容器的作用3简单了解电感器和电容器在电工和电子技术中简单了解电感器和电容器在电工和电子技术中的应用的应用重点难点：重点难点：1.交变电流交变电流“通过通过”电容器的原理电容器的原理2影响容抗、感抗大小的因素影响容抗、感抗大小的因素课前自主学案课前自主学案一

2、、电感器对交变电流的阻碍作用一、电感器对交变电流的阻碍作用1电感对交变电流的阻碍作用的大小用电感对交变电流的阻碍作用的大小用_来来表示，线圈的表示，线圈的_越大，交变电流的越大，交变电流的_越高，阻碍作用就越大，越高，阻碍作用就越大，_也就越大也就越大感抗感抗自感系数自感系数频率频率感抗感抗2扼流圈是电子技术中常用的电子元件，分为扼流圈是电子技术中常用的电子元件，分为两种：一种是线圈绕在铁芯上，它的自感系数较两种：一种是线圈绕在铁芯上，它的自感系数较_，感抗较大，叫做，感抗较大，叫做_扼流圈，它的作用扼流圈，它的作用是是_；另一种是线圈绕在铁氧体；另一种是线圈绕在铁氧体芯上或空心，它的自感系数

3、较芯上或空心，它的自感系数较_,感抗较小，叫感抗较小，叫做做_扼流圈扼流圈,它的作用是它的作用是_大大低频低频通直流，阻交流通直流，阻交流小小高频高频通低频，阻高频通低频，阻高频二、交变电流能够通过电容器二、交变电流能够通过电容器通过实验可以看到交变电流能够通过电容器，其实通过实验可以看到交变电流能够通过电容器，其实自由电荷并未通过两极板间的绝缘介质，只是在交自由电荷并未通过两极板间的绝缘介质，只是在交流电压的作用下，电容器交替进行流电压的作用下，电容器交替进行_和和_，电路中就有了电流电路中就有了电流充电充电放电放电三、电容器对交变电流的阻碍作用三、电容器对交变电流的阻碍作用电容对交变电流的

4、阻碍作用的大小用电容对交变电流的阻碍作用的大小用_来表来表示，电容器的示，电容器的_越大，交变电流的频率越高，越大，交变电流的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用就越小，电容器对交变电流的阻碍作用就越小， _也也就 越 小 电 容 对 交 变 电 流 的 作 用 是就 越 小 电 容 对 交 变 电 流 的 作 用 是_容抗容抗电容电容容抗容抗通交流，隔直流，通高频，阻低频通交流，隔直流，通高频，阻低频核心要点突破核心要点突破一、电感器、电容器对交变电流的阻碍机理一、电感器、电容器对交变电流的阻碍机理1电感器对交变电流的阻碍作用电感器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，

5、线圈交变电流通过线圈时，由于电流时刻在变化，线圈中产生自感电动势，自感电动势阻碍电流的变化，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就形成了对交变电流的阻碍作用2交变电流能够交变电流能够“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，形成充电电流，电压降低时，变化，电压升高时，形成充电电流，电压降低时，形成放电电流，充放电交替进行，电路中就好像交形成放电电流，充放电交替进行，电路中就好像交变电流变电流“通过通过”了电容器，实际上，自由电荷并没了电容器，实际上，自由电荷并没有通过两极

6、板间的绝缘介质有通过两极板间的绝缘介质3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电源电压推动自由电荷定向运动，而电容器两极板电源电压推动自由电荷定向运动，而电容器两极板上积累的电荷反抗自由电荷的定向运动，从而产生上积累的电荷反抗自由电荷的定向运动，从而产生了电容器对交变电流的阻碍作用了电容器对交变电流的阻碍作用特别提醒：特别提醒：当电容器与直流电源的两极相连接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瞬时电时，接通的瞬间因电容器充电产生瞬时电流充电完毕后，电容器两极板间电压与电源流充电完毕后，电容器两极板间电压与电源两极间电压相等，电路中没有电流两极间电压相等，电

7、路中没有电流即时应用即时应用 (即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1下列说法中正确的是下列说法中正确的是()A感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电感抗是由于电流变化时在线圈中产生了自感电动势，阻碍电流的变化动势，阻碍电流的变化B感抗大小不仅与自感系数有关，还与电流的频感抗大小不仅与自感系数有关，还与电流的频率有关率有关C当电容器接到交流电源上时，因为有自由电荷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通过电容器，电路中才有交变电流D容抗的大小不仅与电容有关，还与电流的频率容抗的大小不仅与电容有关，还与电流的频率有关有关解析：解析：选选ABD.交流电通过线圈时

8、，由于电流时刻交流电通过线圈时，由于电流时刻变化，在线圈中产生自感电动势，自感电动势总是变化，在线圈中产生自感电动势，自感电动势总是阻碍电流变化，这就是产生感抗的原因，阻碍电流变化，这就是产生感抗的原因，A正正确频率越高，电流变化越快，自感电动势越大；确频率越高，电流变化越快，自感电动势越大；线圈自感系数越大，自感电动势越大，对电流的变线圈自感系数越大，自感电动势越大，对电流的变化阻碍作用越大，感抗越大，化阻碍作用越大，感抗越大，B正确电容器能通正确电容器能通交变电流的实质是通过反复充、放电来实现的，交变电流的实质是通过反复充、放电来实现的， 并无电荷通过电容器，所以并无电荷通过电容器，所以C

9、错频率越高，充、错频率越高，充、放电越快，容抗越小，故放电越快，容抗越小，故D对对二、电阻、感抗、容抗的比较二、电阻、感抗、容抗的比较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定向移动的自由电荷与自由电荷与不动的离子不动的离子间的碰撞间的碰撞由于电感线由于电感线圈的自感现圈的自感现象阻碍电流象阻碍电流的变化的变化电容器两极板电容器两极板上积累的电荷上积累的电荷对这个方向定对这个方向定向移动的电荷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、交对直流、交流均有阻碍流均有阻碍作用作用只对变化的只对变化的电流电流(如交流如交流)有阻碍作用有阻碍作用不能通直流，不能通

10、直流，只能通变化的只能通变化的电流电流电阻电阻感抗感抗容抗容抗决定因素决定因素由导体本身由导体本身(长短、粗细、长短、粗细、材料材料)决定，决定，与温度有关与温度有关由线圈的自由线圈的自感系数和交感系数和交流电的频率流电的频率决定决定(成正成正比比)由电容的大由电容的大小和交流电小和交流电的频率决定的频率决定(成反比成反比)电能的转电能的转化与做功化与做功电流通过电阻电流通过电阻做功，电能转做功，电能转化为内能化为内能电能和磁场电能和磁场能往复转化能往复转化电能与电场电能与电场能往复转化能往复转化即时应用即时应用 (即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2下列说法正确的是下列说法正确的是()A

11、电阻对直流、交流的阻碍作用相同，电流通电阻对直流、交流的阻碍作用相同，电流通过电阻时，消耗电能过电阻时，消耗电能B电容器接在直流电路中，因为没有电流，所电容器接在直流电路中，因为没有电流，所以不消耗电能，接在交流电路中，有交变电流，以不消耗电能，接在交流电路中，有交变电流，所以消耗电能所以消耗电能C感抗虽然对交变电流有阻碍作用，但不消耗感抗虽然对交变电流有阻碍作用，但不消耗能量能量D感抗是线圈的电阻产生的感抗是线圈的电阻产生的答案：答案：AC课堂互动讲练课堂互动讲练电感器对电流的阻碍作用电感器对电流的阻碍作用图图531A电流表示数增大电流表示数增大B电压表示数增大电压表示数增大C灯泡变暗灯泡变

12、暗D灯泡变亮灯泡变亮【思路点拨】【思路点拨】根据频率的变化，判断感抗的变根据频率的变化，判断感抗的变化，然后分析电路电流、电压及电灯功率的变化，然后分析电路电流、电压及电灯功率的变化化【答案】【答案】BC【规律总结】【规律总结】感抗与线圈的自感系数和交变电感抗与线圈的自感系数和交变电流的频率成正比，交变电流频率越高，感抗越流的频率成正比，交变电流频率越高，感抗越大大变式训练变式训练1一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图交流电源相连接，如图532所示一铁块插进所示一铁块插进线圈之后，该灯将线圈之后，该灯将()图图532A变亮变亮B变暗变暗C对灯没影

13、响对灯没影响D无法判断无法判断解析：解析：选选B.加入铁芯改变了电感自感系数，自感加入铁芯改变了电感自感系数，自感系数增大，感抗增大，降落的电压增大，降落在系数增大，感抗增大，降落的电压增大，降落在灯上的电压减小，所以灯变暗灯上的电压减小，所以灯变暗 如图如图533所示，白炽灯和所示，白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端电容器串联后接在交变电源的两端,当交流电源的频率增加时当交流电源的频率增加时()A电流表示数增大电流表示数增大B电压表示数增大电压表示数增大C灯泡变暗灯泡变暗D灯泡变亮灯泡变亮电容器对电流的阻碍作用电容器对电流的阻碍作用图图533【思路点拨】【思路点拨】根据频率的变化，判断容

14、抗的变根据频率的变化，判断容抗的变化，然后分析电流、电压及灯泡功率的变化化，然后分析电流、电压及灯泡功率的变化【精讲精析】【精讲精析】频率增大可知，容抗减小，电流频率增大可知，容抗减小，电流增大，电灯两端电压增大，电压表示数变小，灯增大，电灯两端电压增大，电压表示数变小，灯泡功率增大而变亮，故泡功率增大而变亮，故A、D项正确项正确【答案】【答案】AD【规律总结】【规律总结】电容器对交流电的阻碍作用大小电容器对交流电的阻碍作用大小(容抗容抗)与电容大小和交流电频率都有关电容越大与电容大小和交流电频率都有关电容越大,容抗越小，频率越高，容抗越小容抗越小，频率越高，容抗越小变式训练变式训练2如图如图

15、534所示，接在交流电源上所示，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，灯泡变亮增大电容器两板间的距离，灯泡变亮C减小电容器两板间的正对面积，灯泡变暗减小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，灯泡变暗使交变电流频率减小，灯泡变暗图图534解析：解析：选选ACD.电容器的电容与介电常数成正比，电容器的电容与介电常数成正比，与正对面积成正比，与两板间距离成反比而容与正对面积成正比，与两板间距离成反比而容抗与电容成反比，与频率成反比把介质插入电抗与电容成反

16、比，与频率成反比把介质插入电容器，电容变大，容抗减小，灯泡变亮，容器，电容变大，容抗减小，灯泡变亮，A正正确电容器两板间距离增大，电容减小，容抗增确电容器两板间距离增大，电容减小，容抗增大，灯泡变暗，大，灯泡变暗，B错减小电容器两极正对面积，错减小电容器两极正对面积，电容减小，容抗增大，灯泡变暗，电容减小，容抗增大，灯泡变暗，C正确交流正确交流电的频率减小，容抗增大，灯泡变暗，电的频率减小，容抗增大，灯泡变暗，D正确正确电感和电容电路的综合分析电感和电容电路的综合分析 如图如图535所示是电视机电源部分的滤波所示是电视机电源部分的滤波装置，当输入端输入含有直流成分、交流低频成装置，当输入端输入

17、含有直流成分、交流低频成分的电流后，能在输出端得到较稳定的直流电，分的电流后，能在输出端得到较稳定的直流电，试分析其工作原理及各电容和电感的作用试分析其工作原理及各电容和电感的作用图图535【自主解答】【自主解答】当含有多种成分的电流输入到当含有多种成分的电流输入到C1两端时，由于两端时，由于C1具有具有“通交流、隔直流通交流、隔直流”的功能的功能,电流中的交流成分被衰减；而线圈电流中的交流成分被衰减；而线圈L有有“通直流、通直流、阻交流阻交流”的功能，直流成分电流顺利通过的功能，直流成分电流顺利通过L，一小，一小部分交流通过部分交流通过L；到达；到达C2两端时，由于两端时，由于C2具有具有“

18、通通交流、隔直流交流、隔直流”的功能，的功能，C2进一步滤除电流中残进一步滤除电流中残余的交流成分，这样在输出端得到较稳定的直流余的交流成分，这样在输出端得到较稳定的直流电电【答案】【答案】见自主解答见自主解答【规律总结】【规律总结】交流电路的分析跟直流电路的分交流电路的分析跟直流电路的分析有很多相似的地方，但是由于电感、电容等电析有很多相似的地方，但是由于电感、电容等电路元件自身的特点，而造成在分析电路时的不同路元件自身的特点，而造成在分析电路时的不同,要特别注意这些元件的特性要特别注意这些元件的特性变式训练变式训练3(2011年潮州高二检测年潮州高二检测)如图如图536所示的电路中，所示的电路中，a、b两端连接的交流电源既含高