魯科版本物理選修(3-2)第三節(jié)（交變電流中的電容和電感）教案

1、沂水四中 2011 - 2012 學(xué)年度第二學(xué)期高二、物理 * 選修3-2* 講案編寫： 審核： 周次上課時間2012-3-7課型新授課課題第三節(jié)、電感和電容對交變電流的影響學(xué)習(xí)目標(biāo)1. 理解電感、電容器對交變電流有阻礙作用的原因.2. 知道影響感抗、容抗的因素3. 會根據(jù)電感、電容對交變電流的作用解決有關(guān)問題.學(xué)習(xí)重點(diǎn)電感、電容器對交變電流 有阻：作用的原因?qū)W習(xí)難點(diǎn)根據(jù)電感、電容對交變電流的作用解決有關(guān)問題.· 教學(xué)過程課前預(yù)習(xí)1實(shí)驗表明，電感對交變電流有阻礙作用電感對交變電流阻礙作用的大小用感抗表示線圈的_越大，交變電流的_越高，阻礙作用越大，感抗也越大低頻扼流圈的自感系數(shù)很大，

2、它有“_”的作用；高頻扼流圈的自感系數(shù)較小，它有“_”的作用2電容對交變電流的阻礙作用(1)通過實(shí)驗可以看到交變電流能夠通過電容器，其實(shí)自由電荷并未通過極板間的絕緣介質(zhì)，只是在交變電壓的作用下，電容器交替進(jìn)行_，電路中就有了電流(2)容抗：表示電容對交流的阻礙作用的大小_越大，交流的_越高，電容器對交流的阻礙作用越小，容抗也越小(3)電容在電路中的作用是：“_”問題探究一、電感器對交變電流的阻礙作用 1、電感在交變電流中的作用 通直流、阻交流、通低頻、阻高頻. 2、電感線圈對交變電流的阻礙作用的本質(zhì) (1)交變電流通過線圈時，由于電流時刻都在變化，所以自感現(xiàn)象就不斷地發(fā)生，而自感電動勢總是要阻

3、礙電流變化的，這就是線圈的電感對交變電流的阻礙作用. (2)電感對交變電流阻礙作用的大小用感抗來表示，線圈的自感系數(shù)越大，交變電流的頻率越高，產(chǎn)生的自感電動勢就越大，對交變電流的阻礙作用越大，感抗就越大. 3、電感在直流電路中的作用 直流電通過線圈時，由于電流沒有發(fā)生變化，因此沒有自感電動勢的產(chǎn)生，因此線圈在直流電路中的作用只有線圈電阻對電流的阻礙作用. 4、電感對交變電流的阻礙作用的實(shí)例 (1)低頻扼流圈 構(gòu)造：線圈繞在鐵芯上，匝數(shù)多，電阻小. 作用：通直流、阻交流(小阻低頻，大阻高頻). (2)高頻扼流圈 構(gòu)造：線圈繞在鐵氧體上，匝數(shù)少，電阻更小。作用：通低頻、阻高頻.【典例1】一個燈泡通

4、過一個粗導(dǎo)線的線圈與一交流電源相連接，如圖所示，一塊鐵插進(jìn)線圈之后，該燈將 ()A變亮B變暗C對燈沒影響 D無法判斷【變式1】問題探究二、電容器對交變電流的阻礙作用 1、電容器在交變電流中的作用 通交流，隔直流，通高頻，阻低頻. 2、交變電流“通過”電容器的本質(zhì) (1)把交流電源接到電容器兩個極板上后，當(dāng)電源電壓升高時，電源給電容器充電，電荷向電容器極板上聚集，在電路中，形成充電電流；當(dāng)電源電壓降低時，電容器放電，原來極板上聚集的電荷又放出，在電路中形成放電電流. 電容器交替進(jìn)行充電和放電，電路中就有電流，好像是交流“通過”了電容器，但實(shí)際上自由電荷并沒有通過電容器兩極板間的絕緣介質(zhì). (2)

5、電容對交變電流阻礙作用的大小用容抗表示，電容越大，交變電流頻率越高，容抗越小. 3、電容在直流電路中的作用 隔直流：直流電流無法通過電容器，分析電路時把它看成斷路. 4、電容器對交變電流作用的應(yīng)用 (1)隔直電容器，如圖 5 - 49 甲所示作用是“通交流、隔直流”，因為直流電不能通過電容器，交流電能“通過”電容器. 起這樣作用的電容器的電容要大些. (2)高頻旁路電容器，如圖 5 - 49 乙所示作用是“通高頻，阻低頻”，因為對不同頻率的交流電，頻率越高，容抗越小，頻率越低，容抗越大，即電容對低頻交變電流阻礙作用大，對高頻交變電流阻礙作用小. 起這樣作用的電容器電容要小些.【典例2】如圖所示

6、，平行板電容器與燈泡串聯(lián)，接在交流電源上，燈泡正常發(fā)光，則 ()A把電介質(zhì)插入電容器，燈泡將變亮B把電容器兩極板距離增大，燈泡將變亮C使電容器兩極板正對面積減小，燈泡將變暗D使交流電頻率增加，燈泡變暗 問題探究拓展一、直流電路和交流電路的區(qū)別 在直流電路中，電流的大小由電壓和電阻決定，而在交流電路中，決定電流大小的除了電壓和電阻外，還與電感和電容對交變電路的阻礙作用有關(guān)，電路中電感線圈和電容器的兩端均有電壓，在交變電流的頻率不變時，純電感電路中和純電容電路中，電流大小跟電壓成正比.二、電阻、感抗、容抗的比較電阻感抗容抗產(chǎn)生的原因定向移動的自由電荷與不動的離子間的碰撞電感線圈的自感現(xiàn)象阻礙電流的

7、變化電容器兩極板上積累的電荷對向這個方向定向移動的電荷的反抗作用在電路中的特點(diǎn)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，只能通交變電流.對直流的阻礙作用無限大，對交流的阻礙作用隨頻率的降低而增大決定因素由導(dǎo)體本身(長短、粗細(xì)、材料)決定，與溫度有關(guān)由線圈本身的自感系數(shù)和交流的頻率決定(成正比)由電容的大小和交流頻率決定(成正比)能量轉(zhuǎn)化電流通過電阻做功，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)化說明：電感、電容接到交流電源上時，電能與磁場能或電場能往復(fù)轉(zhuǎn)化，所以電感、電容上不會消耗電能，而電流通過電阻時，必然會產(chǎn)生焦耳熱，從而造成電能的損耗. 三、電容器、

8、電感器的應(yīng)用1、電容器的應(yīng)用 (1)隔直電容器：如圖 5 - 51 甲所示，作用是“通交流直流”，即直流不能通過電容器，交變電流能“通過”電容器這樣作用的電容器的電容要大些. (2)高頻旁路電容器：如圖 5 - 51 乙所示，作用是“通高頻，阻低頻”，即對不同頻率的交變電流，頻率越高，容抗越小，頻率越低，容抗越大，即電容對低頻交變電流阻礙作用大. 對高頻交變電·流阻礙作用小，越這樣作用的電容器的電容要小些. 2、電感器的應(yīng)用 (1)低頻扼流圈：可起到“通直流、阻交流”的作用. (2)高頻扼流圈：可起到“通直流、通低頻，阻高頻”的作用. 3、電感和電容的組合應(yīng)用 根據(jù)電感、電容對交變電

9、流電阻礙作用的特點(diǎn)，可以將二.者結(jié)合到一起來完成一定的任務(wù). (1)如果將電容與負(fù)載并聯(lián)，然后與電感串聯(lián)，就能更好地起到濾掉電流中交流成分或高頻成分的作用. 如圖5 - 52所示. (2)如果將電感與負(fù)載并聯(lián)，然后與電容串聯(lián)，就能更好的起到濾掉電流中直流成分或低頻成分的作用. 如圖5 - 53所示.疑難、不懂記錄處:課后作業(yè)：1、進(jìn)一步鞏固本節(jié)知識 2、預(yù)習(xí)下一節(jié)學(xué)案第三節(jié)、電感和電容對交變電流的影響1電感對交變電流的影響的以下說法中，正確的是()A電感對交變電流有阻礙作用B電感對交變電流阻礙作用的大小叫感抗C電感對某一頻率的交變電流的阻礙作用跟線圈的自感系數(shù)有關(guān)D線圈的自感系數(shù)越大，交變電流

10、的頻率越高，電感對交變電流的阻礙作用就越大2電容對交變電流的影響的以下說法中，正確的是()A交變電流能通過電容器B電容器具有通直流、阻交流的作用C電容器電容較小時，它具有通高頻、阻低頻的功能D電容器的電容越大，交變電流的頻率越高，電容器對交變電流的阻礙作用就越小3下列說法中，正確的是()A電感對交流的阻礙作用是因為電感存在電阻B電容對交流的阻礙作用是因為電容器有電阻C感抗、容抗和電阻一樣，電流通過它們做功時都是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D在交變電流中，電阻、感抗、容抗可以同時存在4如圖所示的電路中，a、b兩端連接的交流電源既含高頻交流，又含低頻交流，L是一個25mH的高頻扼流圈，C是一個100pF的電容器，R是負(fù)載電阻，下列說法正確的是()AL的作用是“通低頻，阻高頻”BC的作用是“通交流，隔直流”CC的作用是“通高頻，阻低頻”D通過R的電流中，低頻交流所占的百分比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高頻交流所占的百分比5如圖所示，甲、乙是規(guī)格相同的燈泡，接線柱a、b接電壓為U的直流電源時，無論電源的正極與哪一個接線柱相連，甲燈均能正常發(fā)光，乙燈完全不亮當(dāng)a、b接電壓的有效值為U的交流電源時，甲燈發(fā)出微弱的光，乙燈能正常發(fā)光，則下列判斷正確的是()A與甲燈串聯(lián)的元件x是電容器，與乙燈串聯(lián)的元件y是電感線圈B與甲燈串聯(lián)的元件x是電感線圈，與乙燈串聯(lián)的元件y是電容器C與甲燈串聯(lián)的元件x是