高中物理人教版电感和电容对交变电流的影响公开课一等奖优质课大赛微课获奖课件

1、第3节第五章了解教材新知把握热点考向应用创新演练知识点一知识点三考向一考向二随堂基础巩固课时跟踪训练知识点二考向三第1页第2页第3页 1.电感器对交变电流妨碍作用大小用 感抗表示，感抗大小与线圈自感系 数和交流频率相关。 2.低频扼流圈能够“通直流，阻交流”， 而高频扼流圈能够“通低频、通直流，阻高频”。3交变电流能够经过电容器，电容器对交流妨碍作用能够 用容抗表示，容抗大小与电容和交流频率相关。4电容含有“隔直流、通交流”、“阻低频、通高频”作 用。第4页第5页自学教材 1试验探究 如图531所表示，取直流电源电压与交流电源电压有效值相等。图531第6页 (1)试验目标：了解并验证电感线圈对

2、交变电流妨碍作用。 (2)试验现象：接通直流电源时，灯泡亮些；接通交流电源时，灯泡暗些。 (3)试验结论：电感线圈对交变电流有妨碍作用。 2感抗 (1)物理意义：表示电感 大小。 (2)影响感抗大小原因：线圈自感系数 ，交流频率 ，感抗越大。 对电流妨碍作用越大越高第7页3感抗应用类型区分低频扼流圈高频扼流圈自感系数较大较小感抗大小较大较小作用通 、阻 通 、通 ，阻 直流交流低频直流高频第8页重点诠释 1电感器对交变电流妨碍作用成因 经过线圈电流大小和方向改变，都会引发经过线圈磁通量发生改变，从而产生感应电动势，这种现象就是自感现象。依据楞次定律，自感电动势所引发感应电流总是要使它产生磁场妨

3、碍线圈内原有磁场改变，所以自感电动势对线圈中电流改变有妨碍作用，这么就形成了对交变电流妨碍作用，电感对交变电流妨碍作用大小就称为感抗。第9页第10页1关于电感器对交变电流影响说法，正确是 () A电感器对交变电流无妨碍作用 B电感器对交变电流妨碍作用大小叫感抗 C电感器对某一频率交变电流妨碍作用跟线圈 自感系数无关 D线圈自感系数越大，交变电流频率越高，电感 对交变电流妨碍作用就越大第11页解析：电感对交流电有影响，其妨碍作用大小和线圈自感系数L、交流电频率f相关，L越大，f越高，妨碍作用越大，故选项A、C错，B、D正确。答案：BD第12页自学教材1交变电流能够经过电容器(1)试验电路(如图5

4、32所表示)图532第13页 (2)试验现象： 电路中串有电容器时，接通 电源，灯泡不亮，接通 电源，灯泡亮。 (3)试验结论： 能够经过电容器， 不能经过电容器。 2电容器对交变电流妨碍作用 (1)容抗：表示电容对 妨碍作用大小。 (2)影响容抗大小原因：电容器电容 ，交变电流频率 ，容抗越小。 (3)应用：电容器含有“隔直流，通交流”作用。直流交变电流直流交变电流越大越高交流第14页重点诠释 1电容器对交变电流妨碍作用成因分析 (1)交变电流“经过”电容器： 电容器是由两块彼此绝缘导体组成，所以直流电不能经过电容器，而交变电流却能“经过”电容器，原因是什么呢？原来自由电荷实际上并没有经过电

5、容器电介质，只不过在交变电压作用下，当电源电压升高时，电容器充电，电荷在电容器极板上集聚，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，电路中就有了电流，表现为交变电流“经过”了电容器。第15页 (2)电容器对交变电流妨碍作用： 电源电压推进自由电荷定向移动时，电容器极板上积累电荷会妨碍自由电荷向此方向做定向运动，这就产生了电容器对交变电流妨碍作用。 (3)决定容抗两个原因： 交流电频率和电容器电容。 第16页 (4)电容器在电路中作用： 交变电流频率越高，电容器充电时集聚电荷相对较少，对电荷运动妨碍作用越小，容抗也越小。同理，电容

6、器电容越大，容纳电荷本事越大，充放电时所受妨碍越小，容抗也就越小，所以电容有“通交流，隔直流，通高频，阻低频”作用。第17页2电阻、感抗、容抗比较电阻感抗容抗产生原因定向移动自由电荷与不动离子间碰撞因为电感线圈自感现象妨碍电流改变电容器两极板上积累电荷对向这个方向定向移动电荷反抗作用第18页电阻感抗容抗在电路中特点对直流、交流都有妨碍作用只对改变电流，如交变电流有妨碍作用不能通直流，只能通改变电流。对直流妨碍作用无限大，对交流妨碍作用随频率降低而增大第19页电阻感抗容抗决定原因由导体本身(长短、粗细、材料)决定，与温度相关由线圈本身自感系数和交流频率决定由电容大小和交流频率决定电能转化与做功电

7、流经过电阻做功，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第20页2对交变电流能够经过电容器正确了解是 () A在有电容器交流电路中，没有电荷定向移动 B在有电容器交流电路中，有电荷定向移动 C当电容器接到交变电源上时，电容器交替进行充、放 电，电路中才有交变电流 D当电容器接到交变电源上时，因为有自由电荷经过 电容器，电路中才有交变电流第21页解析：交变电流能够经过电容器，是经过电容器交替充、放电而进行，实际上自由电荷并没有经过电容器两极板间绝缘介质，故C对，D错；既然电容器交替充、放电，电路中就有了电荷定向移动，故B对，A错。答案：BC第22页 1.电容器应用 (1)隔直电容器

8、，如图533所表示。作用是“通交流、隔直流”，因为直流电不能经过电容器，交流电能“经过”电容器。起这么作用电容器电容要大些。图533第23页 (2)高频旁路电容器，如图534所表示，作用是“通高频、阻低频”，因为对不一样频率交流电，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妨碍作用大。对高频交变电流妨碍作用小，起这么作用电容器电容要小些。图534第24页 2电感器应用 (1)低频扼流圈：可起到“通直流、阻交流”作用。 (2)高频扼流圈：可起到“通直流、通低频、阻高频”作用。 3电感和电容组合应用 依据电感、电容对交变电流妨碍作用特点，能够将二者结合到一起来完成一定任务。第25

9、页 (1)假如将电容器与负载并联，然后与电感线圈串联，就能更加好起到滤掉电流中交流成份或高频成份作用，如图535所表示。图535 (2)假如将电感线圈与负载并联，然后与电容器串联，就能更加好起到滤掉电流中直流成份和低频成份作用，如图536所表示。图536第26页3用电压表检验如图537所表示 电路中故障，测量Uad5.0 V， Uab0，Ubc5.0 V，Ucd0。则 电路故障可能是 () A滑动变阻器R1断路 B电容器C被击穿 C电阻R2断路 D电感线圈L断路图537第27页解析：当用电压表去判断电路故障时，假如电压表两接线柱能与电源两极接通，而与电压表两接线柱相并联那部分电路没有完全短路，

10、电压表就会有示数。即当电压表有示数时，电源两极与电压表两接线柱间电路无断点。由题意UadUbc5.0 V可知ab、cd间为通路，A、C错误；若电容器被击穿，则Ubc将为零，B错误。故正确答案为D。答案：D第28页第29页第30页A电流表示数增大B电压表示数增大C灯泡变暗 D灯泡变亮思绪点拨解答本题时应把握以下两点：(1)感抗与交变电流频率关系。(2)闭合电路电压关系。第31页答案BC第32页 借题发挥 直流电阻不计线圈对直流电无妨碍作用相当于短路，对交流电有妨碍作用，因而使电流减小，加在电路其它部分电压也减小，且减小量与线圈两端电压相等。第33页1交变电流经过一段长直导线时，电流为I，假如把这

11、根 长直导线绕成线圈，再接入原电路，经过线圈电流为 I，则 () AIIBII CII D无法比较第34页解析：长直导线自感系数很小，其对交变电流妨碍作用能够看做是纯电阻，流经它交变电流只受到导线电阻妨碍作用。当导线绕成线圈后，电阻值未变，但自感系数增大，对交变电流妨碍作用不但有电阻，而且有线圈妨碍作用(感抗)，妨碍作用增大，电流减小。答案：B第35页 例2 如图539所表示，交流电源电压(有效值)U220 V，频率f50 Hz,3只灯泡L1、L2、L3亮度相同(L无直流电阻)，若将交流电源频率变为f100 Hz，电压不变，则 () AL1灯比原来亮 BL2灯比原来亮 CL3灯和原来一样亮 D

12、L3灯比原来亮图539第36页 思绪点拨依据电容器、电感和电阻对电流作用特点判断灯泡亮、暗改变。 解析当将交流电源频率换为f100 Hz时，交流电源频率变大，依据电容器、电感和电阻对电流作用特点可知电容器容抗减小，对电流妨碍作用减弱，L1中电流增大，L1变亮，A项正确；电感感抗增大，对电流妨碍作用增强，L2中电流减小，L2变暗，B项错误；电阻阻值不变，经过L3电流也不变，亮度和原来一样，C项对D项错。 答案AC第37页借题发挥(1)电阻大小与交变电流频率无关。(2)感抗大小随交变电流频率增大而增大。(3)容抗大小随交变电流频率增大而减小。第38页2如图5310所表示，三个灯泡相同， 而且足够耐

13、压，电源内阻忽略。单 刀双掷开关S接A时，三个灯亮度相 同，那么S接B时 () A三个灯亮度相同 B甲灯最亮，丙灯不亮 C甲灯和乙灯亮度相同，丙灯不亮 D只有丙灯不亮，乙灯最亮 图5310第39页解析：开关S接A时，甲、乙、丙三个支路都有交流电经过。开关S接B时，电路处于直流工作状态，电容器C“隔直流、通交流”；电感线圈L“阻交流、通直流”；R对交流和直流有相同阻抗。可判断此时电路中I丙0，I甲不变，I乙增大；又因为灯泡亮度与电功率(PI2R)成正比，所以只有丙灯不亮，乙灯最亮。答案：D第40页 例3如图5311所表示， 线圈自感系数L和电容器电容C都很小(如L1 mH，C200 pF)，此电路主要作用是 () 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图5311第41页 思绪点拨依据电感和电容对交流中高频成份和低频成份妨碍作用不一样来分析。 解析因线圈自感系数L很小，所以对低频成份妨碍作用很小，这么直流和低频成份能顺利经过线圈，电容器并联在电路中，起旁路作用，因电容C很小，对低频成份妨碍作用很大，而对部分经过线圈高频成份妨碍作用很小，被它旁路，最终输出是低频交流和直流。 答案D第42页 借题发挥 把电感器和电容器连接在同一个电路中，能够得到电流中不一样成份(如直流成份、高频