鲁科版本物理选修(3-2)第三节（交变电流中的电容和电感）教案

1、沂水四中 2011 - 2012 学年度第二学期高二、物理 * 选修3-2* 讲案编写： 审核： 周次上课时间2012-3-7课型新授课课题第三节、电感和电容对交变电流的影响学习目标1. 理解电感、电容器对交变电流有阻碍作用的原因.2. 知道影响感抗、容抗的因素3. 会根据电感、电容对交变电流的作用解决有关问题.学习重点电感、电容器对交变电流 有阻：作用的原因学习难点根据电感、电容对交变电流的作用解决有关问题.· 教学过程课前预习1实验表明，电感对交变电流有阻碍作用电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗表示线圈的_越大，交变电流的_越高，阻碍作用越大，感抗也越大低频扼流圈的自感系数很大，

2、它有“_”的作用；高频扼流圈的自感系数较小，它有“_”的作用2电容对交变电流的阻碍作用(1)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极板间的绝缘介质，只是在交变电压的作用下，电容器交替进行_，电路中就有了电流(2)容抗：表示电容对交流的阻碍作用的大小_越大，交流的_越高，电容器对交流的阻碍作用越小，容抗也越小(3)电容在电路中的作用是：“_”问题探究一、电感器对交变电流的阻碍作用 1、电感在交变电流中的作用 通直流、阻交流、通低频、阻高频. 2、电感线圈对交变电流的阻碍作用的本质 (1)交变电流通过线圈时，由于电流时刻都在变化，所以自感现象就不断地发生，而自感电动势总是要阻

3、碍电流变化的，这就是线圈的电感对交变电流的阻碍作用. (2)电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗来表示，线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，产生的自感电动势就越大，对交变电流的阻碍作用越大，感抗就越大. 3、电感在直流电路中的作用 直流电通过线圈时，由于电流没有发生变化，因此没有自感电动势的产生，因此线圈在直流电路中的作用只有线圈电阻对电流的阻碍作用. 4、电感对交变电流的阻碍作用的实例 (1)低频扼流圈 构造：线圈绕在铁芯上，匝数多，电阻小. 作用：通直流、阻交流(小阻低频，大阻高频). (2)高频扼流圈 构造：线圈绕在铁氧体上，匝数少，电阻更小。作用：通低频、阻高频.【典例1】一个灯泡通

4、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【变式1】问题探究二、电容器对交变电流的阻碍作用 1、电容器在交变电流中的作用 通交流，隔直流，通高频，阻低频. 2、交变电流“通过”电容器的本质 (1)把交流电源接到电容器两个极板上后，当电源电压升高时，电源给电容器充电，电荷向电容器极板上聚集，在电路中，形成充电电流；当电源电压降低时，电容器放电，原来极板上聚集的电荷又放出，在电路中形成放电电流. 电容器交替进行充电和放电，电路中就有电流，好像是交流“通过”了电容器，但实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质. (2)

5、电容对交变电流阻碍作用的大小用容抗表示，电容越大，交变电流频率越高，容抗越小. 3、电容在直流电路中的作用 隔直流：直流电流无法通过电容器，分析电路时把它看成断路. 4、电容器对交变电流作用的应用 (1)隔直电容器，如图 5 - 49 甲所示作用是“通交流、隔直流”，因为直流电不能通过电容器，交流电能“通过”电容器. 起这样作用的电容器的电容要大些. (2)高频旁路电容器，如图 5 - 49 乙所示作用是“通高频，阻低频”，因为对不同频率的交流电，频率越高，容抗越小，频率越低，容抗越大，即电容对低频交变电流阻碍作用大，对高频交变电流阻碍作用小. 起这样作用的电容器电容要小些.【典例2】如图所示

6、，平行板电容器与灯泡串联，接在交流电源上，灯泡正常发光，则 ()A把电介质插入电容器，灯泡将变亮B把电容器两极板距离增大，灯泡将变亮C使电容器两极板正对面积减小，灯泡将变暗D使交流电频率增加，灯泡变暗 问题探究拓展一、直流电路和交流电路的区别 在直流电路中，电流的大小由电压和电阻决定，而在交流电路中，决定电流大小的除了电压和电阻外，还与电感和电容对交变电路的阻碍作用有关，电路中电感线圈和电容器的两端均有电压，在交变电流的频率不变时，纯电感电路中和纯电容电路中，电流大小跟电压成正比.二、电阻、感抗、容抗的比较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电感线圈的自感现象阻碍电流的

7、变化电容器两极板上积累的电荷对向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，只能通交变电流.对直流的阻碍作用无限大，对交流的阻碍作用随频率的降低而增大决定因素由导体本身(长短、粗细、材料)决定，与温度有关由线圈本身的自感系数和交流的频率决定(成正比)由电容的大小和交流频率决定(成正比)能量转化电流通过电阻做功，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说明：电感、电容接到交流电源上时，电能与磁场能或电场能往复转化，所以电感、电容上不会消耗电能，而电流通过电阻时，必然会产生焦耳热，从而造成电能的损耗. 三、电容器、

8、电感器的应用1、电容器的应用 (1)隔直电容器：如图 5 - 51 甲所示，作用是“通交流直流”，即直流不能通过电容器，交变电流能“通过”电容器这样作用的电容器的电容要大些. (2)高频旁路电容器：如图 5 - 51 乙所示，作用是“通高频，阻低频”，即对不同频率的交变电流，频率越高，容抗越小，频率越低，容抗越大，即电容对低频交变电流阻碍作用大. 对高频交变电·流阻碍作用小，越这样作用的电容器的电容要小些. 2、电感器的应用 (1)低频扼流圈：可起到“通直流、阻交流”的作用. (2)高频扼流圈：可起到“通直流、通低频，阻高频”的作用. 3、电感和电容的组合应用 根据电感、电容对交变电

9、流电阻碍作用的特点，可以将二.者结合到一起来完成一定的任务. (1)如果将电容与负载并联，然后与电感串联，就能更好地起到滤掉电流中交流成分或高频成分的作用. 如图5 - 52所示. (2)如果将电感与负载并联，然后与电容串联，就能更好的起到滤掉电流中直流成分或低频成分的作用. 如图5 - 53所示.疑难、不懂记录处:课后作业：1、进一步巩固本节知识 2、预习下一节学案第三节、电感和电容对交变电流的影响1电感对交变电流的影响的以下说法中，正确的是()A电感对交变电流有阻碍作用B电感对交变电流阻碍作用的大小叫感抗C电感对某一频率的交变电流的阻碍作用跟线圈的自感系数有关D线圈的自感系数越大，交变电流

10、的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用就越大2电容对交变电流的影响的以下说法中，正确的是()A交变电流能通过电容器B电容器具有通直流、阻交流的作用C电容器电容较小时，它具有通高频、阻低频的功能D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3下列说法中，正确的是()A电感对交流的阻碍作用是因为电感存在电阻B电容对交流的阻碍作用是因为电容器有电阻C感抗、容抗和电阻一样，电流通过它们做功时都是电能转化为内能D在交变电流中，电阻、感抗、容抗可以同时存在4如图所示的电路中，a、b两端连接的交流电源既含高频交流，又含低频交流，L是一个25mH的高频扼流圈，C是一个100pF的电容器，R是负载电阻，下列说法正确的是()AL的作用是“通低频，阻高频”BC的作用是“通交流，隔直流”CC的作用是“通高频，阻低频”D通过R的电流中，低频交流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比5如图所示，甲、乙是规格相同的灯泡，接线柱a、b接电压为U的直流电源时，无论电源的正极与哪一个接线柱相连，甲灯均能正常发光，乙灯完全不亮当a、b接电压的有效值为U的交流电源时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光，则下列判断正确的是()A与甲灯串联的元件x是电容器，与乙灯串联的元件y是电感线圈B与甲灯串联的元件x是电感线圈，与乙灯串联的元件y是电容器C与甲灯串联的元件x是