【优化方案】高中物理 第3节 交流电路中的电容和电感课件

1、第第3节交流电路中的电容和电感节交流电路中的电容和电感课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.了解电容器在电路中起隔断直流、导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影响感抗大小的因素重点难点：电容、电感对交流电的影响重点难点：电容、电感对交流电的影响核心要点突破

2、核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第3 3节节课前自主学案课前自主学案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一、电容、电感对直流和交流的影响1实验电路实验电路图图3312实验现象实验现象3实验结论实验结论(1)电阻器对直流和交流电路的影响是电阻器对直流和交流电路的影响是_(2)电容器电容器_让直流电通过却能让交流电让直流电通过却能让交流电通过，但对交流电有一定的通过，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过，但对交流电有一定的_相同的相同的不能不能阻碍作用阻碍作用阻碍

3、作用阻碍作用思考感悟思考感悟电容器电容器“通交流通交流”的演示中，电流真的流的演示中，电流真的流过电容器了吗？过电容器了吗？提示：提示：没有，电容器在交变电压作用下反没有，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，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，好像电流通过电路中有持续的交变电流，好像电流通过了电容器了电容器二、电容器的容抗、感抗及其应用二、电容器的容抗、感抗及其应用1容抗、感抗的比较容抗、感抗的比较2.电容器、电感器的分类电容器、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、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

4、圈、；扼流圈分为低频扼流圈、_高频旁路电容器高频旁路电容器高频扼流圈高频扼流圈核心要点突破核心要点突破一、电感、电容对交变电流作用的成因分析一、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，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、方向都的直流电通过线圈时，电

5、流的大小、方向都不变，线圈中不产生自感电动势，也就没有感不变，线圈中不产生自感电动势，也就没有感抗抗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，电容器极板上的电荷量增压变化，电压升高时，电容器极板上的电荷量增加，形成充电电流，电压降低时，电容器极板上加，形成充电电流，电压降低时，电容器极板上的电荷量减少，形成放电电流，充放电交替进行，的电荷量减少，形成放电电流，充放电交替进行，电路中就好像交变电流电路中就好像交变电流“通过通过”了电容器，实际了电容器，实际上，自由电荷并没有通过两极板间

6、的绝缘介质上，自由电荷并没有通过两极板间的绝缘介质3电容对交变电流的阻碍作用电容对交变电流的阻碍作用当交变电流当交变电流“通过通过”电容器时，给电容器充电容器时，给电容器充电或放电，形成充电或放电电流，在形成电电或放电，形成充电或放电电流，在形成电流的过程中，对自由电荷来说，当电源的电流的过程中，对自由电荷来说，当电源的电压推动它们向某一方向做定向移动的时候，压推动它们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却反抗它们向这电容器两极板上积累的电荷却反抗它们向这个方向做定向移动，也就是说在给电容器充个方向做定向移动，也就是说在给电容器充电或放电过程中，在电容器两极形成跟原电电或放电过

7、程中，在电容器两极形成跟原电压相反的电压，这就对电流产生了阻碍作压相反的电压，这就对电流产生了阻碍作用用即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1直流电源的电压与交流电源电压的有效值直流电源的电压与交流电源电压的有效值相同，自感线圈的直流电阻不计，则灯泡发光相同，自感线圈的直流电阻不计，则灯泡发光最亮的图是最亮的图是()图图332解析：解析：选选D.电容电容C、电感、电感L都对交流电有阻碍都对交流电有阻碍作用，故作用，故A、B两图中灯不是最亮的；两图中灯不是最亮的；C图中图中灯被短路，不亮；灯被短路，不亮；D图中电容图中电容C有隔直流作有隔直流作用所以用所以D中灯泡最亮中灯泡最

8、亮二、电阻、感抗、容抗的区别二、电阻、感抗、容抗的区别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自由定向移动的自由电荷与不动的离电荷与不动的离子间的碰撞子间的碰撞由于电感线圈的自由于电感线圈的自感现象阻碍电流的感现象阻碍电流的变化变化电容器两极板上积累电容器两极板上积累的电荷对这个方向定的电荷对这个方向定向移动的电荷的反抗向移动的电荷的反抗作用作用在电路在电路中的特中的特点点对直流、交流均对直流、交流均有阻碍作用有阻碍作用只对变化的电流只对变化的电流(如交流如交流)有阻碍作有阻碍作用用不能通直流，只能通不能通直流，只能通变化的电流变化的电流决定因决定因素素由导体本身由导体本身(长短

9、、长短、粗细、材料粗细、材料)决定，决定，与温度有关与温度有关由线圈的自感系数由线圈的自感系数和交流电的频率决和交流电的频率决定定(成正比成正比)由电容的大小和交流由电容的大小和交流电的频率决定电的频率决定(成反成反比比)电能的电能的转化与转化与做功做功电流通过电阻做电流通过电阻做功，电能转化为功，电能转化为内能内能电能和磁场能往复电能和磁场能往复转化转化电能与电场能往复转电能与电场能往复转化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如图如图333所示，当交流电源的电压有效所示，当交流电源的电压有效值是值是220 V，频率为，频率为50 Hz时，三盏电灯的亮度时，三盏电灯的亮

10、度相同，当电源电压不变，只将交流电源的频率相同，当电源电压不变，只将交流电源的频率改变为改变为100 Hz时，则各灯亮度变化情况为：时，则各灯亮度变化情况为：a灯灯_，b灯灯_，c灯灯_(填填“变亮变亮”、“变暗变暗”或或“不变不变”)图图333解析：解析：频率变大，电容器容抗减小，又因频率变大，电容器容抗减小，又因电源电压不变，故电源电压不变，故a灯变亮；频率变大，电灯变亮；频率变大，电感线圈的感抗变大，又电源电压不变，故感线圈的感抗变大，又电源电压不变，故b灯变暗；频率的变化对电阻无影响，故灯变暗；频率的变化对电阻无影响，故c灯灯亮度不变电源电压不变指电压有效值不亮度不变电源电压不变指电压

11、有效值不变，当频率变大时，容抗变小，感抗变大，变，当频率变大时，容抗变小，感抗变大，电阻阻值不变电阻阻值不变答案：答案：变亮变暗不变变亮变暗不变课堂互动讲练课堂互动讲练电容器对交流电的影响电容器对交流电的影响 如图如图334所示的电路中，正弦交流电源电所示的电路中，正弦交流电源电压的有效值为压的有效值为220 V，则关于交流电压表的示数，以，则关于交流电压表的示数，以下说法中正确的是下说法中正确的是()A等于等于220 VB大于大于220 VC小于小于220 VD等于零等于零图图334【精讲精析精讲精析】虽然交变电流通过电容器，但虽然交变电流通过电容器，但也受到阻碍作用，电容器与电阻串联，根据

12、分也受到阻碍作用，电容器与电阻串联，根据分压原理可知电阻两端的电压小于电源电压，电压原理可知电阻两端的电压小于电源电压，电压表测的是电阻两端的电压，压表测的是电阻两端的电压，C正确正确【答案答案】C【方法总结方法总结】充、放电频率越高，电流越容充、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，越容易通过电容器，即交变电流的频率越高，越容易通过电容器电容越大，交流电频率越高，易通过电容器电容越大，交流电频率越高，容抗越小容抗越小电感对交变电流的影响电感对交变电流的影响 交变电流通过一段长直导线时，电流为交变电流通过一段长直导线时，电流为I，如果把这根长直导线绕成线圈，再接入原电如果把

13、这根长直导线绕成线圈，再接入原电路，通过线圈的电流为路，通过线圈的电流为I，则，则()AIIBIICII D无法比较无法比较【精讲精析精讲精析】长直导线的自感系数很小，感长直导线的自感系数很小，感抗可忽略不计，其对交变电流的阻碍作用可以抗可忽略不计，其对交变电流的阻碍作用可以看做是纯电阻，流经它的交变电流只受到导线看做是纯电阻，流经它的交变电流只受到导线电阻的阻碍作用当导线绕成线圈后，电阻值电阻的阻碍作用当导线绕成线圈后，电阻值未变，但自感系数增大，对交变电流的阻碍作未变，但自感系数增大，对交变电流的阻碍作用不但有电阻，而且有感抗，阻碍作用增大，用不但有电阻，而且有感抗，阻碍作用增大，电流减小

14、故应选电流减小故应选B.【答案答案】B【方法总结方法总结】本题主要考查电感对交变电流本题主要考查电感对交变电流的阻碍作用，自感系数越大、交变电流的频率的阻碍作用，自感系数越大、交变电流的频率越高，感抗就越大，电感器对交流的阻碍作用越高，感抗就越大，电感器对交流的阻碍作用也就越大也就越大电容电感在交流电路中的应用电容电感在交流电路中的应用 在图在图335所示电路中，所示电路中，a、b两端连接的交两端连接的交流电源既含有高频交流，又含低频交流；流电源既含有高频交流，又含低频交流；L是一个是一个25 mH的高频扼流圈，的高频扼流圈，C是一个是一个100 pF的电容器，的电容器，R是负载电阻下列说法中

15、不正确的是是负载电阻下列说法中不正确的是()图图335AL的作用是的作用是“通低频，阻高频通低频，阻高频”BC的作用是的作用是“通交流，隔直流通交流，隔直流”CC的作用是的作用是“通高频，阻低频通高频，阻低频”D通过通过R的电流中，低频交流所占的百的电流中，低频交流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比分比远远大于高频交流所占的百分比【思路点拨思路点拨】根据电容器，电感器对交根据电容器，电感器对交变电流影响的特点分析变电流影响的特点分析【自主解答自主解答】L是一个自感系数很小的高频扼是一个自感系数很小的高频扼流圈，其作用是流圈，其作用是“通低频，阻高频通低频，阻高频”，选项，选项A正正确确C

16、是一个电容很小的电容器，在题图电路中，对是一个电容很小的电容器，在题图电路中，对高频交流的容抗远小于对低频交流的容抗，其作高频交流的容抗远小于对低频交流的容抗，其作用是用是“通高频，阻低频通高频，阻低频”，选项，选项C正确；因电路正确；因电路中无直流电流，选项中无直流电流，选项B错误错误由于由于L对高频交流的阻碍作用和对高频交流的阻碍作用和C对高频交流的对高频交流的旁路作用，使得通过旁路作用，使得通过R的电流中，低频交流所占的电流中，低频交流所占的百分比远大于高频交流所占的百分比，选项的百分比远大于高频交流所占的百分比，选项D正确正确【答案答案】B变式训练变式训练如图如图336所示，甲、乙是规

17、格所示，甲、乙是规格相同的灯泡，接线柱相同的灯泡，接线柱a、b接电压为接电压为U的直流电的直流电源时，无论电源的正极与哪一个接线柱相连，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，乙灯完全不亮当甲灯均能正常发光，乙灯完全不亮当a、b接接电压的有效值为电压的有效值为U的交流电源时，甲灯发出微的交流电源时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光，则下列判断正确的弱的光，乙灯能正常发光，则下列判断正确的是是()图图336A与甲灯串联的元件与甲灯串联的元件x是电容器，与乙灯串是电容器，与乙灯串联的元件联的元件y是电感线圈是电感线圈B与甲灯串联的元件与甲灯串联的元件x是电感线圈，与乙灯是电感线圈，与乙灯串联的元件串联的元件y是电容器是电容器C与甲灯串联的元件与甲灯串联的元件x是二极管，与乙灯串是