1、沂水四中 2011 - 2012 学年度第二学期 高二、物理 * 选修 3-2* 讲案 编写： 审核： 周次 上课时间 2012-3-7 课型 新授课 课题 第三节、电感和电容对交变电流的影响 学习目标 1. 理解电感、电容器对交变电流有阻碍作用的原因. 2. 知道影响感抗、容抗的因素 3. 会根据电感、电容对交变电流的作用解决有关问题. 学习重点 电感、电容器对交变电流 有阻：作用的原因 学习难点 根据电感、电容对交变电流的作用解决有关问题. 教学过程 课前预习 1实验表明，电感对交变电流有阻碍作用 电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗表示线圈的_越大，交变电 流的_越高，阻碍作用越大，感抗也
2、越大 低频扼流圈的自感系数很大，它有“_”的作用；高频扼流圈的自感 系数较小，它有“_”的作用 2电容对交变电流的阻碍作用 (1)通过实验可以看到交变电流能够通过电容器，其实自由电荷并未通过极板间 的绝缘介质，只是在交变电压的作用下，电容器交替进行_，电路中就 有了电流 (2)容抗：表示电容对交流的阻碍作用的大小_越大，交流的_越 高，电容器对交流的阻碍作用越小，容抗也越小 (3)电容在电路中的作用是：“_” 问题探究一、电感器对交变电流的阻碍作用 1、电感在交变电流中的作用 通直流、阻交流、通低频、阻高频. 2、电感线圈对交变电流的阻碍作用的本质 (1)交变电流通过线圈时，由于电流时刻都在变
3、化，所以自感现象就不断地 发生，而自感电动势总是要阻碍电流变化的，这就是线圈的电感对交变电流的 阻碍作用. (2)电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗来表示，线圈的自感系数越大， 交变电流的频率越高，产生的自感电动势就越大，对交变电流的阻碍作用越大， 感抗就越大. 3、电感在直流电路中的作用 直流电通过线圈时，由于电流没有发生变化，因此没有自感电动势的产生， 因此线圈在直流电路中的作用只有线圈电阻对电流的阻碍作用. 4、电感对交变电流的阻碍作用的实例 (1)低频扼流圈 构造：线圈绕在铁芯上，匝数多，电阻小. 作用：通直流、阻交流 (小阻低 频，大阻高频). (2)高频扼流圈 构造：线圈绕在铁氧体
4、上，匝数少，电阻更小。作用：通低频、阻高频. 【典例 1】一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图 所示，一块铁插进线圈之后，该灯将 ( ) A变亮 B变暗 C对灯没影响 D无法判断 【变式 1】 问题探究二、电容器对交变电流的阻碍作用 1、电容器在交变电流中的作用 通交流，隔直流，通高频，阻低频. 2、交变电流“通过”电容器的本质 (1)把交流电源接到电容器两个极板上后，当电源电压升高时，电源给电容 器充电，电荷向电容器极板上聚集，在电路中，形成充电电流；当电源电压降 低时，电容器放电，原来极板上聚集的电荷又放出，在电路中形成放电电流. 电容器交替进行充电和放电，电路中就有电流，
5、好像是交流“通过”了电容器， 但实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质. (2)电容对交变电流阻碍作用的大小用容抗表示，电容越大，交变电流频率 越高，容抗越小. 3、电容在直流电路中的作用 隔直流：直流电流无法通过电容器，分析电路时把它看成断路. 4、电容器对交变电流作用的应用 (1)隔直电容器，如图 5 - 49 甲所示作用是“通交流、隔直流” ，因为直流 电不能通过电容器，交流电能“通过”电容器. 起这样作用的电容器的电容要 大些. (2)高频旁路电容器，如图 5 - 49 乙所示作用是“通高频，阻低频” ，因为 对不同频率的交流电，频率越高，容抗越小，频率越低，容抗越大，即电容
6、对 低频交变电流阻碍作用大，对高频交变电流阻碍作用小. 起这样作用的电容器 电容要小些. 【典例 2】 如图所示，平行板电容器与灯泡串联，接在交流电源上，灯泡正常发光，则 ( ) A把电介质插入电容器，灯泡将变亮 B把电容器两极板距离增大，灯泡将变亮 C使电容器两极板正对面积减小，灯泡将变暗 D使交流电频率增加，灯泡变暗 问题探究拓展 一、直流电路和交流电路的区别 在直流电路中，电流的大小由电压和电阻决定，而在交流 电路中，决定电流大小的除了电压和电阻外，还与电感和电容 对交变电路的阻碍作用有关，电路中电感线圈和电容器的两 端均有电压，在交变电流的频率不变时，纯电感电路中和纯电 容电路中，电流
7、大小跟电压成正比. 二、电阻、感抗、容抗的比较 电阻 感抗 容抗 产生的原 因 定向移动的自由 电荷与不动的离 子间的碰撞 电感线圈的自感 现象阻碍电流的 变化 电容器两极板上积 累的电荷对向这个 方向定向移动的电 荷的反抗作用 在电路中 的特点 对直流、交流均 有阻碍作用 只对变化的电流， 如交流有阻碍作 用 不能通直流，只能 通交变电流.对直流 的阻碍作用无限大， 对 交流的阻碍作用随 频率的降低而增大 决定 因素 由导体本身(长短、 粗细、材料)决定， 与温度有关 由线圈本身的自 感系数和交流的 频率决定(成正比) 由电容的大小和交 流频率决定(成正比) 能量 转化 电流通过电阻做 功，
8、电能转化为 内能 电能和磁场能往 复转化 电能与电场能往复 转化 说明：电感、电容接到交流电源上时，电能与磁场能或电场能 往复转化，所以电感、电容上不会消耗电能，而电流通过电阻 时，必然会产生焦耳热，从而造成电能的损耗. 三、电容器、电感器的应用 1、电容器的应用 (1)隔直电容器：如图 5 - 51 甲所示，作用是“通交流直流” ，即直流不能 通过电容器，交变电流能“通过”电容器这样作用的电容器的电容要大些. (2)高频旁路电容器：如图 5 - 51 乙所示，作用是“通高频，阻低频” ，即 对不同频率的交变电流，频率越高，容抗越小，频率越低，容抗越大，即电容 对低频交变电流阻碍作用大. 对高
9、频交变电流阻碍作用小，越这样作用的电 容器的电容要小些. 2、电感器的应用 (1)低频扼流圈：可起到“通直流、阻交流”的作用. (2)高频扼流圈：可起到“通直流、通低频，阻高频”的作用. 3、电感和电容的组合应用 根据电感、电容对交变电流电阻碍作用的特点，可以将二.者结合到一起来 完成一定的任务. (1)如果将电容与负载并联，然后与电感串联，就能更好地起到滤掉电流中 交流成分或高频成分的作用. 如图 5 - 52 所示. (2)如果将电感与负载并联，然后与电容串联，就能更好 的起到滤掉电流中直流成分或低频成分的作用. 如图 5 - 53 所示. 疑难、不懂记录处: 课后作业： 1、进一步巩固本
10、节知识 2、预习下一节学案 第三节、电感和电容对交变电流的影响 1电感对交变电流的影响的以下说法中，正确的是( ) A电感对交变电流有阻碍作用 B电感对交变电流阻碍作用的大小叫感抗 C电感对某一频率的交变电流的阻碍作用跟线圈的自感系数有关 D线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用就越大 2电容对交变电流的影响的以下说法中，正确的是( ) A交变电流能通过电容器 B电容器具有通直流、阻交流的作用 C电容器电容较小时，它具有通高频、阻低频的功能 D电容器的电容越大，交变电流的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用就越小 3下列说法中，正确的是( ) A电感对交流的阻碍作用是
11、因为电感存在电阻 B电容对交流的阻碍作用是因为电容器有电阻 C感抗、容抗和电阻一样，电流通过它们做功时都是电能转化为内能 D在交变电流中，电阻、感抗、容抗可以同时存在 4如图所示的电路中，a、b 两端连接的交流电源既含高频交流， 又含低频交流，L 是一个 25mH 的高频扼流圈，C 是一个 100pF 的电容 器，R 是负载电阻，下列说法正确的是( ) AL 的作用是“通低频，阻高频 ” BC 的作用是“通交流，隔直流” CC 的作用是“通高频，阻低频” D通过 R 的电流中，低频交流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比 5如图所示，甲、乙是规格相同的灯泡，接线柱 a、b 接电压为 U 的
12、直流电源时，无论电源的正极与哪一个接线柱相连，甲灯均能正 常发光，乙灯完全不亮当 a、b 接电压的有效值为 U 的交流电源时， 甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光，则下列判断正确的是( ) A与甲灯串联的元件 x 是电容器，与乙灯串联的元件 y 是电感线圈 B与甲灯串联的元件 x 是电感线圈，与乙灯串联的元件 y 是电容器 C与甲灯串联的元件 x 是二极管，与乙灯串联的元件 y 是电容器 D与甲灯串联的元件 x 是电感线圈，与乙灯串联的元件 y 是二极管 6如图所示，从 AO 输入的信号中，有直流电流和交变电流问： (1)现要求信号到达 BO 两端没有直流电压，需要在 AB 间接一个什 么元件？该元件的作用是什么？ (2)若要求信号到达 BO 端只有直流电压，而没有交变电压，则应在 AB 间接入一个什么元件？该元件的作用是什么？
