2013届高考物理一轮复习 第8讲 探究电阻、电感和电容的作用课件 沪科版选修3-2

1、1.了解电阻器对交变电流的作用了解电阻器对交变电流的作用2了解电感对交变电流的作用，知道感抗与哪了解电感对交变电流的作用，知道感抗与哪些因素有关些因素有关3了解电容对交变电流的作用，知道容抗与哪了解电容对交变电流的作用，知道容抗与哪些因素有关些因素有关4知道电阻、电感、电容对直流、交变电流的知道电阻、电感、电容对直流、交变电流的作用有何不同作用有何不同(重点难点重点难点)新知初探新知初探自主学习自主学习一、电阻器对交变电流的作用一、电阻器对交变电流的作用1.电阻：导体内有大量的电阻：导体内有大量的_，这是产，这是产生电流的必要条件，同时导体又对电流有生电流的必要条件，同时导体又对电流有_，这个

2、，这个_就是我们所说的就是我们所说的电阻电阻2.特点：导体对交变电流和对直流电呈现的电特点：导体对交变电流和对直流电呈现的电阻是阻是_的的,电阻定律和欧姆定律都成立电阻定律和欧姆定律都成立自由电子自由电子阻碍作用阻碍作用阻碍作用阻碍作用相同相同二、电感器对交变电流的作用二、电感器对交变电流的作用1.电感器：电感器实际上就是用导线绕制的线电感器：电感器实际上就是用导线绕制的线圈，简称电感圈，简称电感2.特点：电感器能让交变电流通过，但对交变特点：电感器能让交变电流通过，但对交变电流有阻碍作用电感量越大，其阻碍作用电流有阻碍作用电感量越大，其阻碍作用就就_；通过的交变电流的频率越高，阻；通过的交变

3、电流的频率越高，阻碍作用就碍作用就_越大越大越大越大3.感抗：电感器对交变电流所起的阻碍作用的感抗：电感器对交变电流所起的阻碍作用的大小称为大小称为_，单位是欧姆，单位是欧姆()，电感量，电感量用字母用字母L表示表示感抗公式：感抗公式： _ 只有电感器的电路中欧姆定律表达式为：只有电感器的电路中欧姆定律表达式为：_感抗感抗XL2fL想一想想一想1低频交流电和高频交流电哪个更易通过电低频交流电和高频交流电哪个更易通过电感器？感器？提示：提示：低频交流电线圈对交变电流的阻碍作低频交流电线圈对交变电流的阻碍作用随频率的增高而变大用随频率的增高而变大三、电容器对交变电流的作用三、电容器对交变电流的作用

4、1.特点：实验和理论分析都证明特点：实验和理论分析都证明, _不不能通过电容器能通过电容器,电容器可以让电容器可以让_过，过，但它对交变电流有但它对交变电流有_作用，电容越大，对作用，电容越大，对交变电流的阻碍作用就交变电流的阻碍作用就_；通过的交变；通过的交变电流的频率越高，阻碍作用就电流的频率越高，阻碍作用就_直流电直流电交变电流交变电流阻碍阻碍越小越小越小越小2.容抗：电容器对交变电流的阻碍作用的大小容抗：电容器对交变电流的阻碍作用的大小称为称为_，单位是欧姆，单位是欧姆()容抗公式：容抗公式：XC_，式中电容的单位为，式中电容的单位为法法(F)只有电容器的交流电路中欧姆定律表示为：只有

5、电容器的交流电路中欧姆定律表示为：_3.阻抗：电阻器的电阻、电感器的感抗和电容阻抗：电阻器的电阻、电感器的感抗和电容器的容抗统称为阻抗器的容抗统称为阻抗. 容抗容抗想一想想一想2电容器是如何区分直流电源和交流电源的？电容器是如何区分直流电源和交流电源的？提示：提示：将电源和用电器将电源和用电器(电灯电灯)、电容器串联成一、电容器串联成一个闭合电路，能够发光的是交流电源，不能够个闭合电路，能够发光的是交流电源，不能够发光的是直流电源发光的是直流电源学案导引学案导引1.常见的电感器是由什么组成的？在电路中起常见的电感器是由什么组成的？在电路中起什么作用？什么作用？2.电感器对交变电流有电感器对交变

6、电流有“阻碍阻碍”的原因是什么？的原因是什么？和哪些因素有关？和哪些因素有关？要点探究要点探究讲练互动讲练互动电感器对交变电流阻碍作电感器对交变电流阻碍作用的分析用的分析1.电感对交变电流的阻碍作用的原因电感对交变电流的阻碍作用的原因通过线圈的电流大小和方向变化，都会引起通通过线圈的电流大小和方向变化，都会引起通过线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电动过线圈的磁通量发生变化，从而产生感应电动势，这种现象就是自感现象根据楞次定律，势，这种现象就是自感现象根据楞次定律，自感电动势所引起的感应电流总是要使它产生自感电动势所引起的感应电流总是要使它产生的磁场阻碍线圈内原有磁场的变化，所以自感的磁场阻碍

7、线圈内原有磁场的变化，所以自感电动势对线圈中电流的变化有阻碍作用，这样电动势对线圈中电流的变化有阻碍作用，这样就形成了对交变电流的阻碍作用，电感对交变就形成了对交变电流的阻碍作用，电感对交变电流阻碍作用的大小就称为感抗电流阻碍作用的大小就称为感抗2.感抗的两个决定因素感抗的两个决定因素决定感抗大小的因素有两个：一是交变电流决定感抗大小的因素有两个：一是交变电流的频率，二是自感系数的频率，二是自感系数L.L取决于线圈本身的取决于线圈本身的性质，即线圈匝数、横截面积、有无铁心等性质，即线圈匝数、横截面积、有无铁心等因素因素例例1A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灯泡亮度

8、不变灯泡亮度不变D灯泡变亮灯泡变亮【思路点拨思路点拨】当交变电流通过线圈时，线当交变电流通过线圈时，线圈中就要产生自感电动势，而自感电动势总圈中就要产生自感电动势，而自感电动势总是阻碍电流的变化，这种阻碍作用与交变电是阻碍电流的变化，这种阻碍作用与交变电流的频率有关，频率越高，阻碍作用越大流的频率有关，频率越高，阻碍作用越大电压表与电压表与电感线圈并联，其示数为线圈两端电感线圈并联，其示数为线圈两端的电压的电压UL，设灯泡两端电压为，设灯泡两端电压为UA，则电源电压，则电源电压的有效值为的有效值为UULUA，因，因UAIR，故电流，故电流I减减小时，小时，UA减小因电源电压有效值减小因电源电压

9、有效值U不变，所不变，所以，以，UL变大，故变大，故B正确正确【答案答案】B【规律方法规律方法】(1)在交变电流经过电感线圈在交变电流经过电感线圈时产生的自感电动势仍然满足法拉第电磁感时产生的自感电动势仍然满足法拉第电磁感应定律和楞次定律，产生的自感电动势总是应定律和楞次定律，产生的自感电动势总是阻碍原电流的变化，这种作用的具体表现即阻碍原电流的变化，这种作用的具体表现即感抗感抗(2)电感对交变电流的阻碍作用与交变电流的电感对交变电流的阻碍作用与交变电流的频率有关，频率越高，感抗越大，体现为：频率有关，频率越高，感抗越大，体现为：“通直流，阻交流，通低频，阻高频通直流，阻交流，通低频，阻高频”

10、变式训练变式训练两只完全相同的灯泡两只完全相同的灯泡L1和和L2分别与相同的电感分别与相同的电感串联，组成如图所示的甲、乙两个相同的部串联，组成如图所示的甲、乙两个相同的部分电路现在甲电路两端加恒定电压分电路现在甲电路两端加恒定电压U，L1灯灯发光；而在乙电路两端加最大电压为发光；而在乙电路两端加最大电压为U的正弦的正弦交变电压，交变电压，L2灯也发光比较两灯的明暗程度，灯也发光比较两灯的明暗程度，是是L1灯的亮度灯的亮度_L2灯的亮度灯的亮度(填填“大大于于”“等于等于”或或“小于小于”)答案：大于答案：大于学案导引学案导引1.为什么交变电流能通过电容器？为什么交变电流能通过电容器？2.电容

11、器对交变电流的阻碍作用和哪些因素有电容器对交变电流的阻碍作用和哪些因素有关？关？电容器对交变电流阻碍电容器对交变电流阻碍作用分析作用分析1.交变电流如何交变电流如何“通过电容器通过电容器”电容器是由两块彼此绝缘的导体构成的，因电容器是由两块彼此绝缘的导体构成的，因此直流电不能通过电容器，而交变电流却能此直流电不能通过电容器，而交变电流却能通过电容器，原因是什么呢？原来自由电荷通过电容器，原因是什么呢？原来自由电荷实际上并没有通过电容器的电介质，只不过实际上并没有通过电容器的电介质，只不过在交变电压的作用下，当电源电压升高时，在交变电压的作用下，当电源电压升高时，电容器充电，电荷在电容器的极板上

12、集聚，电容器充电，电荷在电容器的极板上集聚，形成充电电流；当电源电压降低时，电容器形成充电电流；当电源电压降低时，电容器放电，电荷从电容器的极板上放出，形成放放电，电荷从电容器的极板上放出，形成放电电流电容器交替进行充电和放电，电路电电流电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交变电流中就有了电流，表现为交变电流“通过通过”了了电容器电容器2.决定容抗的两个因素决定容抗的两个因素交变电流的频率越高，电容器充电时集聚的交变电流的频率越高，电容器充电时集聚的电荷相对较少，对电荷运动的阻碍作用越小电荷相对较少，对电荷运动的阻碍作用越小,容抗也越小同理，电容器的电容越大，容容抗也越小同理，电

13、容器的电容越大，容纳电荷的本领越大，充放电时所受的阻碍越纳电荷的本领越大，充放电时所受的阻碍越小，容抗也就越小，所以电容有小，容抗也就越小，所以电容有“通交流，通交流，隔直流，通高频，阻低频隔直流，通高频，阻低频”的作用的作用 如图所示，白炽灯和电容器串联后接如图所示，白炽灯和电容器串联后接在交流电源的两端，当交流电源的频率增大在交流电源的两端，当交流电源的频率增大时时()A电容器电容增大电容器电容增大B电容器电容减小电容器电容减小C电灯变暗电灯变暗D电灯变亮电灯变亮例例2【精讲精析精讲精析】电容器的电容是由电容器本电容器的电容是由电容器本身的特性决定的，与外加的交流电源的频率身的特性决定的，

14、与外加的交流电源的频率无关，选项无关，选项A和和B是错误的是错误的. 当交流电源的频率当交流电源的频率增加时，电容器充、放电的速度加快，电容增加时，电容器充、放电的速度加快，电容器的容抗减小，电流增大，电灯变亮器的容抗减小，电流增大，电灯变亮【答案答案】D【规律方法规律方法】充、放电频率越高，电流越充、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，容易通过电容器，即交变电流的频率越高，越容易通过电容器越容易通过电容器. 电容越大，交流电频率越电容越大，交流电频率越高，容抗越小高，容抗越小变式训练变式训练2.如图所示电路中，交流电如图所示电路中，交流电源电动势有效值为源电动势有效值为

15、220 V，电源内阻不计，交流电压表电源内阻不计，交流电压表的示数的示数()A等于等于220 VB大于大于220 VC小于小于220 V D等于零等于零解析：选解析：选C.电容器与电阻器串联在电源上，电容器与电阻器串联在电源上，电容器具有一定的容抗，由串联分压原理，电容器具有一定的容抗，由串联分压原理，电阻两端电压小于电源电压，即小于电源电电阻两端电压小于电源电压，即小于电源电动势动势220 V所以交流电压表的示数小于所以交流电压表的示数小于220 V选项选项C正确正确热点示例热点示例创新拓展创新拓展生活中电容和电感电路的应用生活中电容和电感电路的应用经典案例经典案例“二分频二分频”音音箱内有

16、两个不同口径的扬箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分声器，它们的固有频率分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器，音箱要将扩音机送来的含器和低音扬声器，音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频率携带的音频信息按原比例还原成高、低频率的机械振动图为音箱的电路图，高、低频的机械振动图为音箱的电路图，高、低频混合电流由混合电流由a、b端输入，端输入，L1和和L2是线圈，是线圈，C1和和C2是电容器，则下列说法正确的是是电容器，则下列说法正确的是()A甲扬声器是高音扬声器甲扬声器是高音扬声器BC2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器CL1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器DL2的作用是减弱乙扬声器中的低频电流的作用是减弱乙扬声器中的低频电流【解题样板解题样板】甲扬声器中甲扬声器中,L1串联在电路中串联在电路中,对高频电流的阻碍作用很大，对低频电流阻对高频电流的阻碍作用很大，对低频电流阻碍作用较小；碍作用较小；C1并联在电路中，对高频电流的并联在电路中，对高频电流的阻碍作用小，可以给高频电流提供通路，使阻