高中物理 第五章 3电感和电容对交变电流的影响教案 新人教版选修32.doc

电感和电容对交变电流的影响 一、内容及其解析： 本节课要学的内容电感和电容对交变电流的影响。指的电感和电容如何影响交变电流及影响程度与那些因素有关？二、目标及其解析1、理解为什么电感对交变电流有阻碍作用2、知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小，知道感抗与哪些因素有关3、知道交变电流能通过电容器知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用4、知道用容抗来表示电容对交变电流阻碍作用的大小，知道容抗与哪些因素有关三、问题诊断分析 本节教学突出交变电流与恒定电流的区别，这有利于加深学生对交变电流特点的认识，而关于感抗和容抗的问题，这里不必要进行深入的讨论。四、教学支持条件分析 在本节课的教学中要注意适当复习或回忆已学过的有关知识，尽可能让学生通过独立思考、同伴交流的学习方式进行学习。五、教学过程设计电感和电容对交变电流的影响 班级： 姓名： 课时：2一、 教学目标1、理解为什么电感对交变电流有阻碍作用2、知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小，知道感抗与哪些因素有关3、知道交变电流能通过电容器知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用4、知道用容抗来表示电容对交变电流阻碍作用的大小，知道容抗与哪些因素有关二、 学习的重、难点 重点：电感和电容对交变电流的作用特点难点：电感和电容对交变电流的作用特点三、要点导学1、电感和电容对交变电流的影响（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的大小用感抗表示。线圈的自感系数越大、交变电流的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用就越大，感抗也越大。（2）电容器对交变电流的阻碍作用：电容对交变电流的阻碍作用的大小用容抗表示。电容器的电容越大、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，容抗也越小。这些都表明交变电流能通过电容器。2、在交变电流电路中，如果把电感的作用概括为“通直流，阻交流；通低频，阻高频。”则对电容的作用可概括为：通交流，隔直流；通高频，阻低频。四、问题与例题问题一、电感对交变电流的作用：实验：把一线圈与小灯泡串联后先后接到直流电源和交流电源上，观察现象：现象：接直流的亮些，接交流的暗些得出结论：接交流的电路中电流小，间接表明电感对交流有阻碍作用为什么电感对交流有阻碍作用？交流通过线圈时，电流时刻在改变由于线圈的自感作用，必然要产生感应电动势，阻碍电流的变化，这样就形成了对电流的阻碍作用电感器在电路中的作用：通直流，阻交流；通低频，阻高频。“通直流，阻交流”这是对两种不同类型的电流而言的，因为（恒定）直流电的电流不变化，不能引起自感现象，交流电的电流时刻改变，必有自感电动势产生来阻碍电流的变化。“通低频，阻高频”这是对不同频率的交流而言的，因为交变电流的频率越高，电流变化越快，自感作用越强，感抗也就越大。影响电感器对交变电流阻碍作用大小的因素：感抗的大小与线圈的自感系数和交流电的频率。（线圈的自感系数越大、交流的频率越高，线圈对交流的阻碍作用就越大即感抗大）应用：扼流圈扼流圈是利用电感阻碍交变电流的作用制成的电感线圈。分低频扼流圈和高频扼流圈两类：低频扼流圈构造：线圈绕在铁芯上，匝数多，自感系数大，电阻较小作用：通直流，阻交流高频扼流圈构造：线圈绕在铁氧体上，匝数少，自感系数小（铁芯易磁化使自感系数增大，铁氧体不易磁化，自感系数很小）作用：通低频，阻高频例：日光灯镇流器是绕在铁芯上的线圈，自感系数很大日光灯起动后灯管两端所需的电压低于220v，灯管和镇流器串联起来接到电源上，得用镇流器对交流的阻碍作用，就能保护灯管不致因电压过高而损坏变式训练：一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图所示一块铁插进线圈之后，该灯将：（ ） a变亮 b变暗 c对灯没影响 d无法判断问题二、交变电流能够通过电容器实验：把白炽灯和电容器串联起来分别接在交流和直流电路里现象：接通直流电源，灯泡不亮，接通交流电源，灯泡能够发光结论：直流不能通过电容器交流能通过交流电 为什么直流不能通过电容器交流能通过交流电直流不能通过电容器是容易理解的，因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开了电容器接到交流电源时，实际上自由电荷也没有通过两极间的绝缘介质，只是由于两极板间的电压在变化，当电压升高时，电荷向电容器的极板上聚集，形成充电电流；当电压降低时，电荷离开极板，形成放电电流电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流“通过”了电容器电容器对交变电流的阻碍作用原理：当电源电压推动电路中形成电流的自由电荷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要反抗自由电荷向这个方向做定向移动，因此交流电路的电容对交变电流有阻碍作用。影响电容器对交变电流阻碍作用大小的因素：电容器的电容和交流的频率。频率一定，则电容器充（放）电时间一定，又因电压一定，根据q=cu可知，c大的电容充入（或放出）的电量多，因此充电（或放电）的的速率就大，所以电流也就越大，容抗越小；而c一定时，电容器充入（或放出）的电量一定，频率越高，电容器充（放）电的时间越短，充电（或放电）的速率越大，容抗也越小。电容器在电路中的作用：通交流，隔直流；通高频，阻低频。有直信号和交流信号，如图1所示，该电路就起到“隔直流，通交流”的作用；在电子技术中，从某一装置输出的电流常常既有高频成分，又有低频成分，若在下一级电路的输入端并联一个电容器，就可只把低频成分的交流信号输送到下一级装置，如图2所示，具有这种“通高频，阻低频”用途的电容器叫高频旁路电容器。例：如图4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a把电介质插入电容器，灯泡变亮 b增大电容器两极板间的距离，灯泡变亮c减小电容器两极板间的正对面积，灯泡变暗d使交变电流频率减小，灯泡变暗【解析】把电介质插入电容器，电容增大，电容器对交变电流阻碍作用变小，所以灯泡变亮，故a正确。增大电容器两极板间的距离，电容变小，电容器对交变电流阻碍作用变大，所以灯泡变暗故b错。减小电容器两极板间的正对面积，电容变小灯泡变暗正确，故c正确。交变电流频率减小，电容器对交变电流阻碍作用增大，灯泡变暗，故d正确。目标检测1、 试比较电阻、电感和电容在交流电路中的作用有何不同？2、如图531所示，线圈的自感系数l和电容器的电容c都很小（如：l1mh，c200pf），此电路的作用是：（ ）a阻直流通交流，输出交流b阻交流通直流，输出直流c阻低频通高频，输出高频交流d阻高频通低频，输出低频交流和直流 3、如图5-3-2所示电源交流电频率增大，则a.电容器电容增大 b.电容器容抗增大c.电路中电流增大 d.电路中电流减小 配餐作业 a组1.a关于电感对交变电流的影响，下列说法中正确的是a.电感不能通直流电流，只能通交变电流b.电感对各种不同频率的交变电流的阻碍作用相同c.同一只电感线圈对频率低的交变电流的阻碍较小d.同一只电感线圈对频率高的交变电流的阻碍较小.2.如图所示，白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端，当交变电源的频率增加时a.电容器电容增大b.电容器电容减小c.电灯变暗d.电灯变亮b组3.如图所示，开关s与直流恒定电源接通时，l1、l2两灯泡的亮度相同，若将s与交变电源接通a.l1和l2两灯泡亮度仍相同b.l1比l2更亮些c.l1比l2更暗些d.若交变电源电压的有效值与直流电压相同，两灯与原来一样亮4.如图所示，l1、l2为两个相同的灯泡，开关s接通恒定直流电源时，灯泡l1发光，l2不亮，后将s与有效值和直流电压相同的交变电源接通，这时a，l2比l1更亮些b.l2比l1更暗些c.l2仍然不亮dl2可能和l1一样亮 c组如图所示的电路，电源电压u=20sin314t(v)，设二极管正向电阻为零，反向电阻为无限大，负载r=20omega，若其中一个二极管断路，求r中消耗的功率。六、本课小结 1、电感器对交变电流的阻碍作用（1）原理：将交变电流通入电感线圈，由于线圈中的电流大小和方向都时刻变化，根据电磁感应原理，电感线圈中必产生自感电动势，以阻碍电流的变化，因此交流电路的电感线圈对交变电流有阻碍作用。影响电感器对交变电流阻碍作用大小的因素：感抗的大小与线圈的自感系数和交流电的频率。3