【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(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：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(duì)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(duì)直流有導(dǎo)通作用，能通過(guò)交變電流，定性了解電感對(duì)交流有阻礙作用，知道影響感抗大小的因素．重點(diǎn)難點(diǎn)：電容、電感對(duì)交流電的影響．

核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)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(duì)直流和交流的影響1．實(shí)驗(yàn)電路圖3－3－12．實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象3．實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)電阻器對(duì)直流和交流電路的影響是_________(2)電容器______讓直流電通過(guò)卻能讓交流電通過(guò)，但對(duì)交流電有一定的_________(3)電感器既能讓直流電通過(guò)也能讓交流電通過(guò)，但對(duì)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(guò)電容器了嗎？提示：沒(méi)有，電容器在交變電壓作用下反復(fù)進(jìn)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(guò)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(duì)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(diǎn)突破一、電感、電容對(duì)交變電流作用的成因分析1．電感對(duì)交變電流的阻礙作用交變電流通過(guò)線圈時(shí)，由于電流時(shí)刻在變化，線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的變化，就形成了對(duì)交變電流的阻礙作用，因此，感抗的實(shí)質(zhì)是由線圈的自感現(xiàn)象引起的．直流電通過(guò)線圈時(shí)，電流的大小、方向都不變，線圈中不產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，也就沒(méi)有感抗．2．交變電流能能夠“通過(guò)””電容器當(dāng)電容器接到到交流電源上上時(shí)，由于兩兩極板間的電電壓變化，電電壓升高時(shí)，，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(shí)時(shí)，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(jìn)行，電電路中就好像像交變電流““通過(guò)”了電電容器，實(shí)際際上，自由電電荷并沒(méi)有通通過(guò)兩極板間間的絕緣介質(zhì)質(zhì)．3．電容對(duì)交變變電流的阻礙礙作用當(dāng)交變電流““通過(guò)”電容容器時(shí)，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(guò)過(guò)程中，對(duì)自自由電荷來(lái)說(shuō)說(shuō)，當(dāng)電源的的電壓推動(dòng)它它們向某一方方向做定向移移動(dòng)的時(shí)候，，電容器兩極極板上積累的的電荷卻反抗抗它們向這個(gè)個(gè)方向做定向向移動(dòng)，也就就是說(shuō)在給電電容器充電或或放電過(guò)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(duì)電流產(chǎn)產(chǎn)生了阻礙作作用．即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)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(jì)，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(duì)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(dòng)的自由電荷與不動(dòng)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(duì)這個(gè)方向定向移動(dòng)的電荷的反抗作用在電路中的特點(diǎn)對(duì)直流、交流均有阻礙作用只對(duì)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(zhǎng)短、粗細(xì)、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(guò)電阻做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能和磁場(chǎng)能往復(fù)轉(zhuǎn)化電能與電場(chǎng)能往復(fù)轉(zhuǎn)化即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)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(shí)，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(shí)，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(duì)電電阻無(wú)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(shí)，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(dòng)講練類型一電容器對(duì)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(shuō)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(guò)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(cè)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(guò)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(guò)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?duì)交變電流的影響例2交變電電流通通過(guò)一一段長(zhǎng)長(zhǎng)直導(dǎo)導(dǎo)線時(shí)時(shí)，電電流為為I，如果果把這這根長(zhǎng)長(zhǎng)直導(dǎo)導(dǎo)線繞繞成線線圈，，再接接入原原電路路，通通過(guò)線線圈的的電流流為I′，則()A．I′＞IB．I′＜IC．I′＝ID．無(wú)法法比較較【精講精精析】長(zhǎng)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(jì)計(jì)，其其對(duì)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(duì)對(duì)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(duì)對(duì)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(duì)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(gè)個(gè)25mH的高頻頻扼流流圈，，C是一個(gè)個(gè)100pF的電容容器，，R是負(fù)載載電阻阻．下下列說(shuō)說(shuō)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(guò)過(guò)R的電流流中，，低頻頻交流流所占占的百百分比比遠(yuǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于于高頻頻交流流所占占的百百分比比【思路點(diǎn)點(diǎn)撥】根據(jù)電電容器器，電電感器器對(duì)交交變電電流影影響的的特點(diǎn)點(diǎn)分析析．【自主解解答】L是一個(gè)個(gè)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(xiàng)A正確．．C是一個(gè)個(gè)電容容很小小的電電容器器，在在題圖圖電路路中，，對(duì)高高頻交交流的的容抗抗遠(yuǎn)小小于對(duì)對(duì)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(xiàng)項(xiàng)C正確；；因電電路中中無(wú)直直流電電流，，選項(xiàng)項(xiàng)B錯(cuò)誤．．由于L對(duì)高頻頻交流流的阻阻礙作作用和和C對(duì)高頻頻交流流的旁旁路作作用，，使得得通過(guò)過(guò)R的電流流中，，低頻頻交流流所占占的百百分比比遠(yuǎn)大大于高高頻交交流所所占的的百分分比，，選項(xiàng)項(xiàng)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(shí)，，無(wú)論論電源源的正正極與與哪一一個(gè)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(shí)，，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