人教版物理選修3-2全冊-第五章第三節(jié)省名師優(yōu)質(zhì)課賽課獲獎(jiǎng)?wù)n件市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

第三節(jié)電感和電容對(duì)交變電流影響第1頁學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.經(jīng)過試驗(yàn)了解電感器對(duì)交變電流妨礙作用，能夠利用所學(xué)知識(shí)分析含有電感簡單交變電路．2．經(jīng)過試驗(yàn)了解電容器對(duì)交變電流妨礙作用，能夠分析簡單交變電路中電容器作用．3．簡單了解電感器和電容器在電工和電子技術(shù)中應(yīng)用．重點(diǎn)難點(diǎn)：1.交變電流“經(jīng)過”電容器原理．2．影響容抗、感抗大小原因．目標(biāo)導(dǎo)航第2頁新知初探自主學(xué)習(xí)一、電感器對(duì)交變電流妨礙作用[自主探究]試驗(yàn)現(xiàn)象：(1)如圖5－3－1所表示，把線圈L與燈泡串聯(lián)起來，先把它們接到直流電源上，再把它們接到交流電源上．取直流電源電壓與交流電壓有效值相等，接通直流電源時(shí)，燈泡亮些；接通交流電源時(shí)，燈泡暗些．第3頁圖5－3－1(2)在圖乙中，保持交流電源不變，而改用自感系數(shù)大線圈，或保持電感線圈不變，而改用頻率更高交流電源，燈泡比原來更暗．第4頁

成功發(fā)覺1．感抗：(1)物理意義：表示電感線圈對(duì)_________電流__________作用大?。?2)影響感抗大小原因：線圈___________越大，交流________越高，感抗越大．2．感抗應(yīng)用交變妨礙自感系數(shù)頻率第5頁類型區(qū)分低頻扼流圈高頻扼流圈自感系數(shù)較大_________感抗大小較大_________作用通_________、阻________通________、通________、阻_______較小較小直流交流直流低頻高頻第6頁二、交變電流能夠經(jīng)過電容器[自主探究]試驗(yàn)現(xiàn)象：如圖5－3－2所表示，把電容器C與燈泡串聯(lián)起來，先把它們接到直流電源上，再把它們接到交流電源上．取直流電源電壓與交流電壓有效值相等．接通直流電源時(shí)，燈泡不亮；接通交流電源時(shí)，燈泡亮．

圖5－3－2第7頁

成功發(fā)覺_______電流能夠經(jīng)過電容器，____________不能經(jīng)過電容器．三、電容器對(duì)交變電流妨礙作用[自主探究]試驗(yàn)現(xiàn)象：(1)如圖5－3－3所表示，把電容器C與燈泡串聯(lián)起來，先把它們接到交流電源上,再把電容器取下來，使燈泡直接接到交流電源上，燈泡要比有電容器時(shí)更亮．交變恒定直流第8頁圖5－3－3(2)在甲圖中，若保持交流電源不變，而改用電容大電容器，或保持電容器電容不變,而改用頻率更高交流電源，燈泡比原來更亮．第9頁

成功發(fā)覺1．容抗：(1)物理意義：表示電容器對(duì)_________電流________作用大?。?2)影響容抗大小原因：電容器_______越大，交流_________越高，容抗越小．2．應(yīng)用：電容器含有“__________，__________”作用．交變妨礙電容頻率隔直流通交流第10頁關(guān)鍵點(diǎn)探究講練互動(dòng)關(guān)鍵點(diǎn)1電感對(duì)交變電流妨礙作用1.電感對(duì)交變電流妨礙作用成因經(jīng)過線圈電流大小和方向改變，都會(huì)引發(fā)經(jīng)過線圈磁通量發(fā)生改變，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，這種現(xiàn)象就是自感現(xiàn)象．依據(jù)楞次定律，自感電動(dòng)勢所引發(fā)感應(yīng)電流總是要使它產(chǎn)生磁場妨礙線圈內(nèi)原有磁場改變，所以自感電動(dòng)勢對(duì)線第11頁圈中電流改變有妨礙作用，這么就形成了對(duì)交變電流妨礙作用，電感對(duì)交變電流妨礙作用大小就稱為感抗．2.感抗兩個(gè)決定原因決定感抗大小原因有兩個(gè)：一是交變電流頻率，二是自感系數(shù)L.L決定于線圈本身性質(zhì)，即線圈匝數(shù)、橫截面積、有沒有鐵芯等原因．第12頁3.電感線圈在電路中作用由上面第一個(gè)原因可知：電感線圈對(duì)恒定直流(ΔI/Δt＝0)沒有感抗作用，所以電感線圈可以概括為“通直流，阻交流”，同時(shí)對(duì)頻率越高交變電流感抗越大，即所謂“通低頻，阻高頻”．由上面第二個(gè)原因可知：要求低頻扼流圈感抗大，就要用自感系數(shù)較大線圈即匝數(shù)較多并有鐵芯扼流圈來擔(dān)任；第13頁高頻扼流圈自感系數(shù)要小得多，能夠用匝數(shù)少且沒有鐵芯扼流圈來擔(dān)任． (·信陽高級(jí)中學(xué)高二檢測)在如圖5－3－4所表示電路中，L為電感線圈，L′為燈泡，電流表內(nèi)阻為零，電壓表內(nèi)阻無限大，交流電源電壓u＝220sin100πtV．若保持電壓有效值不變，只將電源頻率改為100Hz，以下說法正確有(

)例1圖5－3－4第14頁A．電流表示數(shù)增大B．電壓表示數(shù)增大C．燈泡變暗D．燈泡變亮【思緒點(diǎn)撥】依據(jù)頻率改變，判斷感抗改變，然后分析電路電流、電壓及電燈功率改變．第15頁第16頁【答案】

BC【規(guī)律總結(jié)】電感與電阻對(duì)電流妨礙作用區(qū)分：電阻對(duì)直流、交流妨礙作用大小一樣，而電感對(duì)恒定電流沒有妨礙作用，對(duì)交流妨礙作用大小與頻率相關(guān)．第17頁變式訓(xùn)練1.如圖5－3－5所表示，輸入端AB輸入電壓現(xiàn)有直流成份，又有交流成份，以下說法中正確是(L直流電阻不為0)(

)A．直流成份只能從L經(jīng)過B．交流成份只能從R經(jīng)過C．經(jīng)過R現(xiàn)有直流成份又有交流成份D．經(jīng)過L直流成份比通過R直流成份必定要大圖5－3－5第18頁解析：選C.因?yàn)榫€圈直流電阻不為零，所以有直流成份經(jīng)過R，而線圈對(duì)交流有妨礙作用，所以也有交流成份經(jīng)過R，A錯(cuò)，C正確．因?yàn)镽對(duì)交流也有妨礙作用，所以也有交流成份經(jīng)過L,B錯(cuò)，因?yàn)槠胀▽?dǎo)線直流電阻都很小，但R大小不知，所以經(jīng)過線圈直流比經(jīng)過R不一定大，D錯(cuò)誤．第19頁關(guān)鍵點(diǎn)2電容對(duì)交變電流妨礙作用1.交變電流“經(jīng)過”電容器電容器兩極板間是絕緣材料，當(dāng)電容器接到交流電源上時(shí)，自由電荷不會(huì)經(jīng)過兩極板間絕緣電介質(zhì)，只不過在交變電壓作用下,電容器交替進(jìn)行充電和放電，電路中就有電流了，表現(xiàn)為交變電流“經(jīng)過”了電容器．第20頁2.電容器對(duì)交變電流有妨礙作用原因電容器是由兩塊彼此絕緣導(dǎo)體組成，所以直流電不能經(jīng)過電容器，而交變電流卻能經(jīng)過電容器，原因是什么呢？原來自由電荷實(shí)際上并沒有經(jīng)過電容器電介質(zhì)，只不過在交變電壓作用下，當(dāng)電源電壓升高時(shí)，電容器充電，電荷在電容器極板上集聚，形成充電電流；當(dāng)電源電壓降低時(shí)，電容器放電，電荷從電容器極板上放出，形成放電電流．電容器交替進(jìn)行充電和放電，電路中就有了電流，表現(xiàn)為交變電流“經(jīng)過”了電容器．第21頁3.決定容抗兩個(gè)原因交流電頻率和電容器電容．4.電容在電路中作用交變電流頻率越高，電容器充電時(shí)集聚電荷相對(duì)較少，對(duì)電荷運(yùn)動(dòng)妨礙作用越小,容抗也越?。?，電容器電容越大，容納電荷本事越大，充放電時(shí)所受妨礙越小，容抗也就越小，所以電容有“通交流，隔直流，通高頻、阻低頻”作用．第22頁

如圖5－3－6所表示，白熾燈和電容器串聯(lián)后接在交變電源兩端，當(dāng)交流電源頻率增加時(shí)(

)A．電流表示數(shù)增大B．電壓表示數(shù)增大C．燈泡變暗D．燈泡變亮圖5－3－6例2第23頁【思緒點(diǎn)撥】依據(jù)頻率改變，判斷容抗改變,然后分析電流、電壓及燈泡功率改變．【精講精析】頻率增大可知，容抗減小，電流增大，電燈兩端電壓增大，電壓表示數(shù)變小，燈泡功率增大而變亮，故A、D項(xiàng)正確．【答案】

AD【規(guī)律總結(jié)】電容器對(duì)交流電妨礙作用大小(容抗)與電容大小和交流電頻率都相關(guān)．電容越大,容抗越小，頻率越高，容抗越?。?4頁變式訓(xùn)練2.(·江門二中高二月考)如圖5－3－7所表示,甲、乙兩圖中用交流電源，丙、丁兩圖中用直流電源，各電路圖中燈泡、電容器、電壓表示數(shù)都相同，則以下說法正確是(

)

圖5－3－7第25頁A．燈L1比燈L2亮B．燈L3也能發(fā)光，但亮度最暗C．燈L2和L4亮度相同D．燈L4比燈L1亮解析：選CD.電壓表示數(shù)相同，說明交流電有效值相同．題甲圖中電容器與燈L1串聯(lián)，電容器對(duì)電流有妨礙作用；乙圖中電容器與燈L2并聯(lián)，交變電壓全部加在燈L2上；第26頁丙圖中電容器與燈L3串聯(lián)且是直流電源，電容器隔直通交，所以沒有電流流過燈L3，燈L3不亮；丁圖中電容器與燈L4并聯(lián)，電流全部流過燈L4.綜合以上分析，C、D項(xiàng)正確．第27頁熱點(diǎn)示例創(chuàng)新拓展電感、電容在交變電流電路中應(yīng)用

1.電容器應(yīng)用(1)隔直電容器，如圖5－3－8所表示．作用是“通交流、隔直流”，因?yàn)橹绷麟姴荒芙?jīng)過電容器，交流電能“經(jīng)過”電容器．起這么作用電容器電容要大些．圖5－3－8 圖5－3－8第28頁(2)高頻旁路電容器，如圖5－3－9所表示，作用是“通高頻、阻低頻”，因?yàn)閷?duì)不一樣頻率交流電,頻率越高，容抗越小，頻率越低，容抗越大,即電容對(duì)低頻交變電流妨礙作用大，對(duì)高頻交變電流妨礙作用小，起這么作用電容器電容要小些．2.電感器應(yīng)用(1)低頻扼流圈：可起到“通直流、阻交流”作用．第29頁(2)高頻扼流圈：可起到“通直流、通低頻、阻高頻”作用．3.電感和電容組合應(yīng)用依據(jù)電感、電容對(duì)交變電流妨礙作用特點(diǎn)，能夠?qū)⒍呓Y(jié)合到一起來完成一定任務(wù)．(1)假如將電容器與負(fù)載并聯(lián)，然后與電感線圈串聯(lián)，就能更加好起到濾掉電流中交流成份或高頻成份作用，如圖5－3－10所表示．第30頁圖5－3－10圖5－3－11(2)假如將電感線圈與負(fù)載并聯(lián)，然后與電容器串聯(lián)，就能更加好起到濾掉電流中直流成份和低頻成份作用，如圖5－3－11所表示．第31頁圖5－3－12[經(jīng)典案例]如圖5－3－12所表示是電視機(jī)電源部分濾波裝置，當(dāng)輸入端輸入含有直流成分、交流低頻成份電流后，能在輸出端得到較穩(wěn)定直流電，試分析其工作原理及各電容和電感作用．第32頁第33頁【解題樣板】

當(dāng)含有各種成份電流輸入到C1兩端時(shí)，因?yàn)镃1含有“通交流、隔直流”功效，電流中交流成份被衰減；而線圈L有“通直流、阻交流”功效，直流成份