【優(yōu)化方案】高中物理 第3節(jié) 交流電路中的電容和電感課件

第3節(jié)交流電路中的電容和電感課標定位學(xué)習(xí)目標：1.了解電容器在電路中起隔斷直流、導(dǎo)通交變電流的作用，定性了解電容器對交變電流有阻礙作用，知道影響容抗大小的因素．2．了解電感器在電路中對直流有導(dǎo)通作用，能通過交變電流，定性了解電感對交流有阻礙作用，知道影響感抗大小的因素．重點難點：電容、電感對交流電的影響．

核心要點突破課堂互動講練知能優(yōu)化訓(xùn)練第3節(jié)課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、電容、電感對直流和交流的影響1．實驗電路圖3－3－12．實驗現(xiàn)象3．實驗結(jié)論(1)電阻器對直流和交流電路的影響是_________(2)電容器______讓直流電通過卻能讓交流電通過，但對交流電有一定的_________(3)電感器既能讓直流電通過也能讓交流電通過，但對交流電有一定的__________相同的．不能阻礙作用．阻礙作用．思考感悟電容器“通交流”的演示中，電流真的流過電容器了嗎？提示：沒有，電容器在交變電壓作用下反復(fù)進行充電、放電、反向充電、反向放電，電路中有持續(xù)的交變電流，好像電流通過了電容器．二、電容器的容抗、感抗及其應(yīng)用1．容抗、感抗的比較2.電容器、電感器的分類按對交變電流的作用電容器分為隔直電容器、______________；扼流圈分為低頻扼流圈、____________高頻旁路電容器高頻扼流圈．核心要點突破一、電感、電容對交變電流作用的成因分析1．電感對交變電流的阻礙作用交變電流通過線圈時，由于電流時刻在變化，線圈中產(chǎn)生自感電動勢，自感電動勢阻礙電流的變化，就形成了對交變電流的阻礙作用，因此，感抗的實質(zhì)是由線圈的自感現(xiàn)象引起的．直流電通過線圈時，電流的大小、方向都不變，線圈中不產(chǎn)生自感電動勢，也就沒有感抗．2．交變電流能能夠“通過””電容器當(dāng)電容器接到到交流電源上上時，由于兩兩極板間的電電壓變化，電電壓升高時，，電容器極板板上的電荷量量增加，形成成充電電流，，電壓降低時時，電容器極極板上的電荷荷量減少，形形成放電電流流，充放電交交替進行，電電路中就好像像交變電流““通過”了電電容器，實際際上，自由電電荷并沒有通通過兩極板間間的絕緣介質(zhì)質(zhì)．3．電容對交變變電流的阻礙礙作用當(dāng)交變電流““通過”電容容器時，給電電容器充電或或放電，形成成充電或放電電電流，在形形成電流的過過程中，對自自由電荷來說說，當(dāng)電源的的電壓推動它它們向某一方方向做定向移移動的時候，，電容器兩極極板上積累的的電荷卻反抗抗它們向這個個方向做定向向移動，也就就是說在給電電容器充電或或放電過程中中，在電容器器兩極形成跟跟原電壓相反反的電壓，這這就對電流產(chǎn)產(chǎn)生了阻礙作作用．即時應(yīng)用(即時突破，小小試牛刀)1．直流電源的的電壓與交流流電源電壓的的有效值相同同，自感線圈圈的直流電阻阻不計，則燈燈泡發(fā)光最亮亮的圖是()圖3－3－2解析：選D.電容C、電感L都對交流電有有阻礙作用，，故A、B兩圖中燈不是是最亮的；C圖中燈被短路路，不亮；D圖中電容C有隔直流作用用．所以D中燈泡最亮．．二、電阻、感感抗、容抗的的區(qū)別電阻感抗容抗產(chǎn)生的原因定向移動的自由電荷與不動的離子間的碰撞由于電感線圈的自感現(xiàn)象阻礙電流的變化電容器兩極板上積累的電荷對這個方向定向移動的電荷的反抗作用在電路中的特點對直流、交流均有阻礙作用只對變化的電流(如交流)有阻礙作用不能通直流，只能通變化的電流決定因素由導(dǎo)體本身(長短、粗細、材料)決定，與溫度有關(guān)由線圈的自感系數(shù)和交流電的頻率決定(成正比)由電容的大小和交流電的頻率決定(成反比)電能的轉(zhuǎn)化與做功電流通過電阻做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能和磁場能往復(fù)轉(zhuǎn)化電能與電場能往復(fù)轉(zhuǎn)化即時應(yīng)用(即時突破，小小試牛刀)2．如圖3－3－3所示，當(dāng)交流流電源的電壓壓有效值是220V，頻率為50Hz時，三盞電燈燈的亮度相同同，當(dāng)電源電電壓不變，只只將交流電源源的頻率改變變?yōu)?00Hz時，則各燈亮亮度變化情況況為：a燈________，b燈________，c燈________．(填“變亮”、、“變暗”或或“不變”)圖3－3－3解析：頻率變大，電電容器容抗減減小，又因電電源電壓不變變，故a燈變亮；頻率率變大，電感感線圈的感抗抗變大，又電電源電壓不變變，故b燈變暗；頻率率的變化對電電阻無影響，，故c燈亮度不變．．電源電壓不不變指電壓有有效值不變，，當(dāng)頻率變大大時，容抗變變小，感抗變變大，電阻阻阻值不變．答案：變亮變暗不不變課堂互動講練類型一電容器對交流電的影響如圖3－3－4所示的的電路路中，，正弦弦交流流電源源電壓壓的有有效值值為220V，則關(guān)關(guān)于交交流電電壓表表的示示數(shù)，，以下下說法法中正正確的的是()A．等于于220VB．大于于220VC．小于于220VD．等于于零例1圖3－3－4【精講精精析】雖然交交變電電流通通過電電容器器，但但也受受到阻阻礙作作用，，電容容器與與電阻阻串聯(lián)聯(lián)，根根據(jù)分分壓原原理可可知電電阻兩兩端的的電壓壓小于于電源源電壓壓，電電壓表表測的的是電電阻兩兩端的的電壓壓，C正確．．【答案】C【方法總總結(jié)】充、放放電頻頻率越越高，，電流流越容容易通通過電電容器器，即即交變變電流流的頻頻率越越高，，越容容易通通過電電容器器．電電容越越大，，交流流電頻頻率越越高，，容抗抗越小?。愋投姼袑蛔冸娏鞯挠绊懤?交變電電流通通過一一段長長直導(dǎo)導(dǎo)線時時，電電流為為I，如果果把這這根長長直導(dǎo)導(dǎo)線繞繞成線線圈，，再接接入原原電路路，通通過線線圈的的電流流為I′，則()A．I′＞IB．I′＜IC．I′＝ID．無法法比較較【精講精精析】長直導(dǎo)導(dǎo)線的的自感感系數(shù)數(shù)很小小，感感抗可可忽略略不計計，其其對交交變電電流的的阻礙礙作用用可以以看做做是純純電阻阻，流流經(jīng)它它的交交變電電流只只受到到導(dǎo)線線電阻阻的阻阻礙作作用．．當(dāng)導(dǎo)導(dǎo)線繞繞成線線圈后后，電電阻值值未變變，但但自感感系數(shù)數(shù)增大大，對對交變變電流流的阻阻礙作作用不不但有有電阻阻，而而且有有感抗抗，阻阻礙作作用增增大，，電流流減小?。使蕬?yīng)選選B.【答案】B【方法總總結(jié)】本題主主要考考查電電感對對交變變電流流的阻阻礙作作用，，自感感系數(shù)數(shù)越大大、交交變電電流的的頻率率越高高，感感抗就就越大大，電電感器器對交交流的的阻礙礙作用用也就就越大大．類型三電容電感在交流電路中的應(yīng)用例3在圖3－3－5所示電電路中中，a、b兩端連連接的的交流流電源源既含含有高高頻交交流，，又含含低頻頻交流流；L是一個個25mH的高頻頻扼流流圈，，C是一個個100pF的電容容器，，R是負載載電阻阻．下下列說說法中中不正正確的的是()圖3－3－5A．L的作用用是““通低低頻，，阻高高頻””B．C的作用用是““通交交流，，隔直直流””C．C的作用用是““通高高頻，，阻低低頻””D．通過過R的電流流中，，低頻頻交流流所占占的百百分比比遠遠遠大于于高頻頻交流流所占占的百百分比比【思路點點撥】根據(jù)電電容器器，電電感器器對交交變電電流影影響的的特點點分析析．【自主解解答】L是一個個自感感系數(shù)數(shù)很小小的高高頻扼扼流圈圈，其其作用用是““通低低頻，，阻高高頻””，選選項A正確．．C是一個個電容容很小小的電電容器器，在在題圖圖電路路中，，對高高頻交交流的的容抗抗遠小小于對對低頻頻交流流的容容抗，，其作作用是是“通通高頻頻，阻阻低頻頻”，，選項項C正確；；因電電路中中無直直流電電流，，選項項B錯誤．．由于L對高頻頻交流流的阻阻礙作作用和和C對高頻頻交流流的旁旁路作作用，，使得得通過過R的電流流中，，低頻頻交流流所占占的百百分比比遠大大于高高頻交交流所所占的的百分分比，，選項項D正確．．【答案】B變式訓(xùn)訓(xùn)練如圖3－3－6所示，，甲、、乙是是規(guī)格格相同同的燈燈泡，，接線線柱a、b接電壓壓為U的直流流電源源時，，無論論電源源的正正極與與哪一一個接接線柱柱相連連，甲甲燈均均能正正常發(fā)發(fā)光，，乙燈燈完全全不亮亮．當(dāng)當(dāng)a、b接電壓壓的有有效值值為U的交流流電源源時，，甲燈燈發(fā)出出微弱弱的光光，乙乙燈能能正常常發(fā)光光，則則下列列判斷斷正確確的是是()圖3－3－6A．與甲甲燈串串聯(lián)的的元件件x是電容容器，，與乙乙燈串串聯(lián)的的元件件y是電感感線圈圈B．與甲甲燈串串聯(lián)的的元件件x是電感感線圈圈，與與乙燈燈串聯(lián)聯(lián)的元元件y是電容容器C．與甲甲燈串串聯(lián)的的元件件x是二極極管，，與乙乙燈串串聯(lián)的的元件件y是電容容