高中物理 第五章第三節(jié) 電感和電容對交變電流的影響課件 新人教版選修32

第三節(jié)電感和電容對交變電流的影響第三節(jié)電感和電容對交變電流的影響第五章交變電流第五章交變電流學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過實(shí)驗(yàn)了解電感器對交變電流的阻礙作用，能夠運(yùn)用所通過實(shí)驗(yàn)了解電感器對交變電流的阻礙作用，能夠運(yùn)用所學(xué)知識分析含有電感的簡單交變電路學(xué)知識分析含有電感的簡單交變電路2通過實(shí)驗(yàn)了解電容器對交變電流的阻礙作用，能夠分析通過實(shí)驗(yàn)了解電容器對交變電流的阻礙作用，能夠分析簡單交變電路中電容器的作用簡單交變電路中電容器的作用3簡單了解電感器和電容器在電工和電子技術(shù)中的應(yīng)用簡單了解電感器和電容器在電工和電子技術(shù)中的應(yīng)用新 知 初 探 自 主 學(xué) 習(xí)新 知 初 探 自 主 學(xué) 習(xí)一、電感器對交變電流的阻礙作用一、電感器對交變電流的阻礙作用自主探究自主探究(1)如圖所示，把線圈如圖所示，把線圈L與燈泡串聯(lián)起來，先把它們接到直流與燈泡串聯(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的電壓與交電源上，再把它們接到交流電源上取直流電源的電壓與交流電壓的有效值相等，接通直流電源時，燈泡亮些；接通交流電壓的有效值相等，接通直流電源時，燈泡亮些；接通交流電源時，燈泡暗些這說明了什么？流電源時，燈泡暗些這說明了什么？(2)在圖乙中，改變自感系數(shù)的大小以及交流電的頻率，燈在圖乙中，改變自感系數(shù)的大小以及交流電的頻率，燈泡亮度也發(fā)生變化，這又說明了什么？泡亮度也發(fā)生變化，這又說明了什么？阻礙阻礙自感系數(shù)自感系數(shù)頻率頻率直流直流交流交流直流直流低頻低頻高頻高頻二、電容器對交變電流的阻礙作用二、電容器對交變電流的阻礙作用自主探究自主探究(1)如圖甲、乙所示把電容器如圖甲、乙所示把電容器C與燈泡串聯(lián)起來，先把它們與燈泡串聯(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，取直流電源的接到直流電源上，再把它們接到交流電源上，取直流電源的電壓與交流電壓的有效值相等接通直流電源時，燈泡不亮；電壓與交流電壓的有效值相等接通直流電源時，燈泡不亮；接通交流電源時，燈泡亮，這說明了什么？接通交流電源時，燈泡亮，這說明了什么？(2)把乙圖中的電容器取下來，變成丙圖所示電路，燈泡把乙圖中的電容器取下來，變成丙圖所示電路，燈泡比乙圖中更亮，這說明了什么？比乙圖中更亮，這說明了什么？(3)在乙圖中，改變電容器的電容和電源頻率，燈泡亮度在乙圖中，改變電容器的電容和電源頻率，燈泡亮度也發(fā)生變化，這又說明了什么？也發(fā)生變化，這又說明了什么？成功發(fā)現(xiàn)成功發(fā)現(xiàn)1電容器的作用：電容器的作用：“隔隔_ ，通，通_”2容抗：容抗：電容器對交變電流電容器對交變電流_作用的大小作用的大小3影響容抗大小的因素：影響容抗大小的因素：電容器的電容器的_越大，交流的越大，交流的_越高，容抗越小越高，容抗越小直流直流交流交流阻礙阻礙電容電容頻率頻率要 點(diǎn) 探 究 講 練 互 動要 點(diǎn) 探 究 講 練 互 動要點(diǎn)一要點(diǎn)一電感對交變電流的阻礙作用電感對交變電流的阻礙作用1電感對交變電流的阻礙作用的成因電感對交變電流的阻礙作用的成因通過線圈的電流大小和方向變化，都會引起通過線圈的磁通通過線圈的電流大小和方向變化，都會引起通過線圈的磁通量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象就是自感現(xiàn)量發(fā)生變化，從而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，這種現(xiàn)象就是自感現(xiàn)象根據(jù)楞次定律，自感電動勢所引起的感應(yīng)電流總是要使象根據(jù)楞次定律，自感電動勢所引起的感應(yīng)電流總是要使它產(chǎn)生的磁場阻礙線圈內(nèi)原有磁場的變化，所以自感電動勢它產(chǎn)生的磁場阻礙線圈內(nèi)原有磁場的變化，所以自感電動勢對線圈中電流的變化有阻礙作用，這樣就形成了對交變電流對線圈中電流的變化有阻礙作用，這樣就形成了對交變電流的阻礙作用，電感對交變電流阻礙作用的大小就稱為感抗的阻礙作用，電感對交變電流阻礙作用的大小就稱為感抗2感抗的兩個決定因素感抗的兩個決定因素決定感抗大小的因素有兩個：一是交變電流的頻率，二是自決定感抗大小的因素有兩個：一是交變電流的頻率，二是自感系數(shù)感系數(shù)L.L決定于線圈本身的性質(zhì)，即線圈匝數(shù)、橫截面積、決定于線圈本身的性質(zhì)，即線圈匝數(shù)、橫截面積、有無鐵芯等因素有無鐵芯等因素特別提醒：特別提醒：電感器的感抗，是由于變化的電流在線圈中產(chǎn)生電感器的感抗，是由于變化的電流在線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢引起的，與制成線圈導(dǎo)體的電阻無關(guān)的感應(yīng)電動勢引起的，與制成線圈導(dǎo)體的電阻無關(guān)【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】根據(jù)頻率的變化，判斷感抗的變化，然后分根據(jù)頻率的變化，判斷感抗的變化，然后分析電路電流、電壓及電燈功率的變化析電路電流、電壓及電燈功率的變化【答案答案】BC【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】電感與電阻對電流阻礙作用的區(qū)別：電阻對電感與電阻對電流阻礙作用的區(qū)別：電阻對直流、交流的阻礙作用大小一樣，而電感對恒定電流沒有阻直流、交流的阻礙作用大小一樣，而電感對恒定電流沒有阻礙作用，對交流的阻礙作用大小與頻率有關(guān)礙作用，對交流的阻礙作用大小與頻率有關(guān)跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練1一個燈泡通過一個粗導(dǎo)線繞成的線圈與一交流電一個燈泡通過一個粗導(dǎo)線繞成的線圈與一交流電源相連接，如圖所示一鐵芯插進(jìn)線圈之后，該燈將源相連接，如圖所示一鐵芯插進(jìn)線圈之后，該燈將()A變亮變亮 B變暗變暗C對燈沒影響對燈沒影響 D以上說法都不正確以上說法都不正確解析：選解析：選B.加入鐵芯改變了電感的自感系數(shù)，自感系數(shù)增大，加入鐵芯改變了電感的自感系數(shù)，自感系數(shù)增大，感抗增大，降落的電壓增大，降落在燈上的電壓減小，所以感抗增大，降落的電壓增大，降落在燈上的電壓減小，所以燈變暗故選燈變暗故選B.要點(diǎn)二要點(diǎn)二電容對交變電流的阻礙作用電容對交變電流的阻礙作用1電容器對交變電流有阻礙作用的原因電容器對交變電流有阻礙作用的原因電容器是由兩塊彼此絕緣的導(dǎo)體構(gòu)成的，因此直流電不能通電容器是由兩塊彼此絕緣的導(dǎo)體構(gòu)成的，因此直流電不能通過電容器，而交變電流卻能通過電容器，原因是什么呢？原過電容器，而交變電流卻能通過電容器，原因是什么呢？原來自由電荷實(shí)際上并沒有通過電容器的電介質(zhì)，只不過在交來自由電荷實(shí)際上并沒有通過電容器的電介質(zhì)，只不過在交變電壓的作用下，當(dāng)電源電壓升高時，電容器充電，電荷在變電壓的作用下，當(dāng)電源電壓升高時，電容器充電，電荷在電容器的極板上集聚，形成充電電流；當(dāng)電源電壓降低時，電容器的極板上集聚，形成充電電流；當(dāng)電源電壓降低時，電容器放電，電荷從電容器的極板上放出，形成放電電電容器放電，電荷從電容器的極板上放出，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)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)為交變電流為交變電流“通過通過”了電容器了電容器2決定容抗的兩個因素決定容抗的兩個因素交流電的頻率和電容器的電容交流電的頻率和電容器的電容3電容在電路中的作用電容在電路中的作用交變電流的頻率越高，電容器充電時集聚的電荷相對較少，交變電流的頻率越高，電容器充電時集聚的電荷相對較少，對電荷運(yùn)動的阻礙作用越小，容抗也越小同理，電容器的對電荷運(yùn)動的阻礙作用越小，容抗也越小同理，電容器的電容越大，容納電荷的本領(lǐng)越大，充放電時所受的阻礙越小，電容越大，容納電荷的本領(lǐng)越大，充放電時所受的阻礙越小，容抗也就越小，所以電容有容抗也就越小，所以電容有“通交流，隔直流，通高頻、阻通交流，隔直流，通高頻、阻低頻低頻”的作用的作用 如圖所示，白熾燈和電容器串聯(lián)后接在交變電源的如圖所示，白熾燈和電容器串聯(lián)后接在交變電源的兩端，當(dāng)交流電源的頻率增加時兩端，當(dāng)交流電源的頻率增加時()A電流表示數(shù)增大電流表示數(shù)增大B電壓表示數(shù)增大電壓表示數(shù)增大C燈泡變暗燈泡變暗D燈泡變亮燈泡變亮【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】根據(jù)頻率的變化，判斷容抗的變化，然后分根據(jù)頻率的變化，判斷容抗的變化，然后分析電流、電壓及燈泡功率的變化析電流、電壓及燈泡功率的變化【解析解析】由頻率增大可知，容抗減小，電流增大，電燈兩由頻率增大可知，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，故選端電壓增大，電壓表示數(shù)變小，燈泡功率增大而變亮，故選AD.【答案答案】AD【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】電容器對交流電的阻礙作用大小電容器對交流電的阻礙作用大小(容抗容抗)與電與電容大小和交流電頻率都有關(guān)電容越大，容抗越小，頻率越容大小和交流電頻率都有關(guān)電容越大，容抗越小，頻率越高，容抗越小高，容抗越小跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練2如圖所示，接在交流電源上的電燈泡正常發(fā)光，如圖所示，接在交流電源上的電燈泡正常發(fā)光，以下說法正確的是以下說法正確的是()A把電介質(zhì)插入電容器，燈泡變亮把電介質(zhì)插入電容器，燈泡變亮B增大電容器兩板間的距離，燈泡變亮增大電容器兩板間的距離，燈泡變亮C減少電容器兩板間的正對面積，燈泡變暗減少電容器兩板間的正對面積，燈泡變暗D使交變電流頻率減小，燈泡變暗使交變電流頻率減小，燈泡變暗尋 規(guī) 探 法 思 維 啟 迪尋 規(guī) 探 法 思 維 啟 迪電感和電容在電子電路中的應(yīng)用電感和電容在電子電路中的應(yīng)用【范例范例】“二分頻二分頻”音箱內(nèi)有兩個不同口徑的揚(yáng)聲器，它們音箱內(nèi)有兩個不同口徑的揚(yáng)聲器，它們的固有頻率分別處于高音、低音頻段，分別稱為高音揚(yáng)聲器的固有頻率分別處于高音、低音頻段，分別稱為高音揚(yáng)聲器和低音揚(yáng)聲器，音箱要將擴(kuò)音機(jī)送來的含有不同頻率的混合和低音揚(yáng)聲器，音箱要將擴(kuò)音機(jī)送來的含有不同頻率的混合音頻電流按高、低頻段分離出來，送往相應(yīng)的揚(yáng)聲器，以便音頻電流按高、低頻段分離出來，送往相應(yīng)的揚(yáng)聲器，以便使電流所攜帶的音頻信息按原比例還原成高、低頻和機(jī)械振使電流所攜帶的音頻信息按原比例還原成高、低頻和機(jī)械振動，如圖為音箱的電路圖，高、低頻混合電流由動，如圖為音箱的電路圖，高、低頻混合電流由a、b輸入，輸入，L1和和L2是線圈，是線圈，C1和和C2是電容器，則是電容器，則()A甲揚(yáng)聲器是高音揚(yáng)聲器甲揚(yáng)聲器是高音揚(yáng)聲器BC2的作用是阻礙高頻電流通過乙揚(yáng)聲器的作用是阻礙高頻電流通過乙揚(yáng)聲器CL1的作用是阻礙低頻電流通過甲揚(yáng)聲器的作用是阻礙低頻電流通過甲揚(yáng)聲器DL2的作用是減弱乙揚(yáng)聲器的低頻電流的作用是減弱乙揚(yáng)聲器的低頻電流【答案答案】D【名師歸納名師歸納】電感和電容組合應(yīng)用的分析電感和電容組合應(yīng)用的分析(1)如果將電容器與負(fù)載并聯(lián)，然后與電感線圈在串聯(lián)，就如果將電容器與負(fù)載并聯(lián)，然后與電感線圈在串聯(lián)，就能更好的起到濾掉電流中交流成分或高頻成分的作用，如圖能更好的起到濾掉電流中交流成分或高頻成分的作用，如圖甲所示甲所示甲甲乙乙(2)如果將電感線圈與負(fù)載并聯(lián)，然后與電容器串聯(lián)，就能如果將電感線圈與負(fù)載并聯(lián)，然后與電容器串聯(lián)，就能更好的起到濾掉電流中直流成分和低頻成分的作用，如圖乙更好的起到濾掉電流中直流成分和低頻成分的作用，如圖乙所示所示