人教版高中物理 2.4电感器对交变电流的作用、2.5电容器对交变电流的作用课件 粤教选修32.ppt

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1、第四节电感器对交变电流的作用第四节电感器对交变电流的作用第五节电容器对交变电流的作用第五节电容器对交变电流的作用2021/8/9 星期一1课标定位定位学学习目目标：1.通通过过实实验验了了解解电电感感对对交交变变电电流流的的阻阻碍碍作作用用，能能够够运运用所学知用所学知识识分析含有分析含有电电感的感的简单简单交交变电变电路路2通通过过实实验验了了解解电电容容对对交交变变电电流流的的阻阻碍碍作作用用，能能够够分析分析简单简单交交变电变电路中路中电电容器的作用容器的作用3简简单单了了解解电电感感器器和和电电容容器器在在电电工工和和电电子子技技术术中中的的应应用用2021/8/9 星期一2重点重点难

2、点：点：1.电电感和感和电电容容对对交交变电变电流的阻碍作用及原因流的阻碍作用及原因2能能够够利利用用电电感感和和电电容容对对交交变变电电流流的的影影响响分分析析交交变电变电流及相关流及相关现现象象2021/8/9 星期一3 第四第四五节五节核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练课前自主学案课前自主学案课标定位课标定位2021/8/9 星期一4课前自主学案课前自主学案一、一、电感器感器对交交变电流的作用流的作用1认识电感器感器电感感器器由由_一一圈圈紧靠靠一一圈圈地地绕制制而而成成，又又被被称称为_，电感感器器用用字字母母“_”及及电路路符号符号“”表示表示绝

3、缘导线电感感线圈圈L2021/8/9 星期一52电感器感器对交交变电流的作用流的作用(1)实验探究探究图2412021/8/9 星期一6将将两两个个规格格完完全全相相同同的的小小灯灯泡泡，可可拆拆变压器器，滑滑动变阻阻器器，双双刀刀双双掷开开关关，学学生生电源源按按照照如如图241所所示的示的电路路图连接起来接起来从从可可拆拆变压器器中中取取出出线圈圈接接入入电路路，由由于于线圈圈的的电感感很很小小，可可看看做做纯电阻阻电路路，把把开开关关S先先接接到到直直流流电源源，调节滑滑动变阻阻器器使使两两灯灯泡泡亮亮度度相相同同然然后后再再将将开开关关S接到交流接到交流电源上，比源上，比较两个灯泡的亮

4、度两个灯泡的亮度实验现象：象：L1和和L2_一一样亮亮2021/8/9 星期一7将将线圈圈套套入入可可拆拆变压器器的的U臂臂端端，把把开开关关S接接到到直直流流电源源，调节滑滑动变阻阻器器使使两两灯灯泡泡亮亮度度相相同同，然然后后再再将将开开关关S接接到到交交流流电源源，比比较两两个个灯灯泡泡的的亮亮度度实验现象：象：L1灯灯较L2灯灯_将将可可拆拆变压器器的的条条形形铁轭放放上上后后，把把开开关关S接接通通直直流流电源源，调节滑滑动变阻阻器器使使两两灯灯泡泡亮亮度度相相同同，然然后后再再将将开开关关S接接到到交交流流电源源，比比较两两个个灯灯泡泡的的亮亮度度实验现象：象：L1灯灯较L2灯灯_

5、暗一些暗一些很暗很暗2021/8/9 星期一8(2)实验结论电感感器器对恒恒定定电流流是是_的的，对交交变电流流有有_作作用用，电感感线圈圈的的自自感感系系数数_，感感抗抗_，对交交变电流的阻碍作用越明流的阻碍作用越明显(3)感抗感抗定定义：电感感器器对_的的阻阻碍碍作作用用的的大大小小叫做感抗叫做感抗影响因素：影响因素：实验表明，感抗与表明，感抗与线圈的圈的_和交流和交流电的的_有关，有关，L、f越越大，感抗也就越大，感抗也就越_导通通阻碍阻碍越大越大越大越大交交变电流流自感系数自感系数L频率率f大大2021/8/9 星期一93低低频扼流圈和高扼流圈和高频扼流圈扼流圈(1)低低频扼扼流流圈圈

6、：匝匝数数_，自自感感系系数数_，线圈圈电阻阻_，这种种线圈圈对低低频交交变电流流有有很很大大的的阻阻碍作用，碍作用，对直流的阻碍作用直流的阻碍作用较小小作用：作用：“通通_，阻，阻”_(2)高高频扼扼流流圈圈：匝匝数数_，自自感感系系数数_，这种种线圈圈对低低频交交变电流流的的阻阻碍碍作作用用较小小，对高高频交交变电流的阻碍作用流的阻碍作用较大大作用：作用：“通通_，阻，阻_”多多大大直流直流交流交流少少小小低低频高高频小小2021/8/9 星期一10二、二、电容器容器对交交变电流的作用流的作用1电容器容器仅让交交变电流通流通过将两个将两个规格完全相同的小灯泡，格完全相同的小灯泡，电容器，双

7、刀双容器，双刀双掷开关，学生开关，学生电源按照如源按照如图242所示的所示的电路路图连接起来接起来图2422021/8/9 星期一11(1)把把开开关关S接接到到直直流流电源源上上，观察察两两灯灯泡泡的的发光光情情况况实验现象：象：L1灯灯_，L2灯灯_(2)将将开开关关S接接到到交交流流电源源上上，观察察两两灯灯泡泡的的发光光情情况况实验现象：两灯泡亮度象：两灯泡亮度_(3)实验结论：电容器具有容器具有“隔隔_、通、通_”的特性的特性不亮不亮亮亮相同相同直流直流交流交流2021/8/9 星期一12(4)本本质解解释：将将交交变电流流加加到到电容容器器上上后后，当当电源源电压升升高高时，电源源

8、给电容容器器充充电，电荷荷向向电容容器器极极板板上上_，在在电路路中中形形成成_电流流；当当电源源电压降降低低时，电容容器器放放电，电容容器器极极板板上上电荷荷_，电路路中中形形成成_电流流电容容器器交交替替进行行充充电和和放放电，电路路中中就就有有了了电流流，好好像像是是交交流流电“通通过”了了电容器容器聚集聚集充充电减少减少放放电2021/8/9 星期一132电容器容器对交交变电流的作用流的作用(1)电容容器器的的特特性性：“隔隔_、通通_”，实验还证明明，交交流流电的的频率率越越高高，电容容器器对交交变电流流的的阻碍作用就阻碍作用就_(2)容抗容抗定定义：电容容器器对交交变电流流的的阻阻

9、碍碍作作用用的的大大小小叫叫做做容抗容抗影响因素：影响因素：实验表明，容抗与表明，容抗与电容器容器电容的大小容的大小和交流和交流电的的_有关，有关，电容器容器电容容C越越_，交流，交流电的的频率率f越越_，容抗越小，容抗越小直流直流交流交流越小越小频率率大大高高2021/8/9 星期一143隔直隔直电容器和高容器和高频旁路旁路电容器容器(1)隔直隔直电容器：容器：“隔隔_，通，通_”(2)高高频旁路旁路电容器：容器：“通通_，阻，阻_”实际应用用电路如路如图243所示，所示，图中中“”为电路中的直流成分，路中的直流成分，“”为电路中的交流低路中的交流低频成分，成分，“”为电路中的交流高路中的交

10、流高频成分成分直流直流交流交流高高频低低频2021/8/9 星期一15图2432021/8/9 星期一16思考感悟：思考感悟：电容容器器接接到到交交流流电源源两两端端时，自自由由电荷荷是是否否真真正正通通过了两极板了两极板间的的绝缘介介质？提提示示：电容容器器接接到到交交流流电源源的的两两端端时，自自由由电荷荷并并没没有有通通过两两极极板板间的的绝缘介介质，只只是是因因为加加在在两两极极板板上上电压的的大大小小和和正正负不不断断变化化时，电容容器器交交替替地地进行行充充电和和放放电，电路路中中就就有有了了电流流，表表现为交交流流“通通过”了了电容器容器2021/8/9 星期一17核心要点突破核

11、心要点突破一、一、电感、感、电容容对交交变电流作用的成因分析流作用的成因分析1电感感对交交变电流的阻碍作用流的阻碍作用交交变电流流通通过线圈圈时，由由于于电流流时刻刻在在变化化，线圈圈中中产生生自自感感电动势，自自感感电动势阻阻碍碍电流流的的变化化，就就形形成成了了对交交变电流流的的阻阻碍碍作作用用，因因此此，感感抗抗的的实质是是由由线圈的自感圈的自感现象引起的直流象引起的直流电通通过线圈圈时，电流流的的大大小小、方方向向都都不不变，线圈圈中中不不产生生自自感感电动势，也就没有感抗，也就没有感抗2021/8/9 星期一182交交变电流能流能够“通通过”电容器容器当当电容器接到交流容器接到交流电

12、源上源上时，由于两极板，由于两极板间的的电压变化，化，电压升高升高时，电容器极板上的容器极板上的电荷量增加，形成荷量增加，形成充充电电流，流，电压降低降低时，电容器极板上的容器极板上的电荷量减少，荷量减少，形成放形成放电电流，充放流，充放电交替交替进行，行，电路中就好像交路中就好像交变电流流“通通过”了了电容器，容器，实际上，自由上，自由电荷并没有通荷并没有通过两极板两极板间的的绝缘介介质2021/8/9 星期一193电容容对交交变电流的阻碍作用流的阻碍作用当交当交变电流流“通通过”电容器容器时，给电容器充容器充电或放或放电，形成充，形成充电或放或放电电流，在形成流，在形成电流的流的过程中，程

13、中，对自由自由电荷来荷来说，当，当电源的源的电压推推动它它们向某一方向某一方向做定向移向做定向移动的的时候，候，电容器两极板上容器两极板上积累的累的电荷荷却反抗它却反抗它们向向这个方向做定向移个方向做定向移动，也就是，也就是说在在给电容器充容器充电或放或放电过程中，在程中，在电容器两极形成跟原容器两极形成跟原电压相反的相反的电压，这就就对电流流产生了阻碍作用生了阻碍作用2021/8/9 星期一20特特别提醒：提醒：当当电容器与直流容器与直流电源的两极相源的两极相连接接时，接通的瞬接通的瞬间因因电容器充容器充电产生瞬生瞬时电流充流充电完完毕后，后，电容器两极板容器两极板间电压与与电源两极源两极间

14、电压相等，相等，电路中没有路中没有电流流2021/8/9 星期一21即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1(单选)在在交交流流电路路中中，如如果果电源源电动势的的最最大大值不不变，频率率可可以以改改变，在在如如图244所所示示电路路a、b两两点点间逐逐次次将将图中中的的电路路元元件件单独独接接入入，当当使使交交变电流流频率率增增加加时，可可以以观察察到到下下列列所所述述的的哪哪种种情情况况()图2442021/8/9 星期一22AA1读数不数不变，A2增大，增大，A3减小减小BA1读数减小，数减小，A2不不变，A3增大增大CA1读数增大，数增大，A2不不变，A3减小减小DA

15、1、A2、A3的的读数均不数均不变解析：解析：选C.在交流在交流电路中，当路中，当频率增加率增加时，容抗减，容抗减小，感抗增大，而小，感抗增大，而电阻是与阻是与频率无关的，在率无关的，在电路中路中电源的源的电动势最大最大值不不变，即，即a、b间的的电压不不变，所以当所以当频率增加率增加时，A1读数增大，数增大，A2不不变，A3读数数要要变小故正确小故正确选项为C.2021/8/9 星期一23二、二、电阻、感抗、容抗的比阻、感抗、容抗的比较电阻阻感抗感抗容抗容抗产生生的原的原因因定向移定向移动的的自由自由电荷与荷与不不动的离子的离子间的碰撞的碰撞由于由于电感感线圈的自感圈的自感现象阻碍象阻碍电流

16、流的的变化化电容器两极容器两极板上板上积累的累的电荷荷对向向这个方向定向个方向定向移移动的的电荷荷的反抗作用的反抗作用2021/8/9 星期一24在在电路中路中的特的特点点对直流、交流均有直流、交流均有阻碍作用阻碍作用只只对变化的化的电流，如交流，如交流有阻碍作流有阻碍作用用不能通直流，只能通不能通直流，只能通变化的化的电流流对直流直流的阻碍作用无限大，的阻碍作用无限大，对交流的阻碍作用随交流的阻碍作用随频率的降低而增大率的降低而增大决定决定因素因素由由导体本身体本身(长短、短、粗粗细、材料、材料)决定，决定，与温度有关与温度有关由由线圈本身圈本身的自感系数的自感系数和交流的和交流的频率决定率

17、决定由由电容的大小和交流容的大小和交流的的频率决定率决定电能能的的转化与化与做功做功电流通流通过电阻做功，阻做功，电能能转化化为内能内能电能和磁能和磁场能往复能往复转化化电能与能与电场能往复能往复转化化2021/8/9 星期一25特特别提提醒醒：电电感感、电电容容接接到到交交流流电电源源上上时时，电电能能与与磁磁场场能能或或电电场场能能往往复复转转化化，所所以以电电感感、电电容容上上不不会会消消耗耗电电能能，而而电电流流通通过过电电阻阻时时，必必然然会会产产生生焦焦耳耳热热，从而造成从而造成电电能的能的损损耗耗2021/8/9 星期一26即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)

18、2(双双选)(2011年年潮潮州州高高二二检测)如如图245所所示示的的电路路中中，a、b两两端端连接接的的交交流流电源源既既含含高高频交交流流，又又含含低低频交交流流，L是是一一个个25mH的的高高频扼扼流流圈圈，C是是一一个个100pF的的电容容器器，R是是负载电阻阻，下下列列说法法正正确确的是的是()图2452021/8/9 星期一27AL的作用是的作用是“通低通低频，阻高，阻高频”BC的作用是的作用是“通交流，隔直流通交流，隔直流”CC的作用是的作用是“通高通高频，阻低，阻低频”D通通过R的的电流中，低流中，低频交流所占的百分比交流所占的百分比远远小于高小于高频交流所占的百分比交流所占

19、的百分比2021/8/9 星期一28解解析析：选AC.L是是一一个个自自感感系系数数很很小小的的高高频扼扼流流圈圈，其其作作用用是是“通通低低频，阻阻高高频”，A正正确确；C是是一一个个电容容很很小小的的电容容器器，在在题图示示电路路中中，对高高频交交流流的的容容抗抗远小小于于对低低频交交流流的的容容抗抗，其其作作用用是是“通通高高频、阻阻低低频”，C正正确确；因因电路路中中无无直直流流电流流，B错误；由由于于L对高高频交交流流的的阻阻碍碍作作用用和和C对高高频交交流流的的旁旁路路作作用用，使使得得通通过R的的电流流中中，低低频交交流流所所占的百分比占的百分比远大于高大于高频交流的百分比交流的

20、百分比，D错误2021/8/9 星期一29课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一电感感对电流的阻碍作用流的阻碍作用(双双选)在在图246所所示示电路路中中，L为电感感线圈圈，R为灯灯泡泡，电流流表表内内阻阻为零零，电压表表内内阻阻无无限限大大，交交流流电源源的的电压u220sin100tV若若保保持持电压的的有有效效值不不变，只只将将电源源的的频率率改改为100Hz，下下列列说法法正正确的有确的有()A电流表示数增大流表示数增大B电压表示数增大表示数增大C灯泡灯泡变暗暗D灯泡灯泡变亮亮例例例例1 12021/8/9 星期一30图2462021/8/9 星期一31【思思路路点点拨】由由于于题目目中

21、中所所给的的电源源原原来来的的频率率为50Hz，后后来来变为100Hz，实质是是交交变电流流的的频率率增增大大，则电感感器器的的感感抗抗也也增增大大，再再由由闭合合电路路的欧姆定律即可解决的欧姆定律即可解决问题2021/8/9 星期一322021/8/9 星期一33电压表表与与电感感器器并并联，其其示示数数为电感感器器两两端端的的电压UL，设灯灯泡泡两两端端电压为UR，则电源源电压的的有有效效值为UULUR.因因URIR，故故电流流I减减小小时，UR减减小小，而而电源源电压有有效效值保保持持不不变，故故ULUUR增增大大，选项B正确，故正确正确，故正确选项为B、C.【答案答案】BC【方法方法总

22、结】(1)电感感线圈的感抗与圈的感抗与线圈的自感圈的自感系数有关，自感系数越大，感抗越大系数有关，自感系数越大，感抗越大(2)线圈的圈的自感系数与自感系数与线圈的大小、形状、圈数以及有无圈的大小、形状、圈数以及有无铁芯芯有关，有有关，有铁芯芯时自感系数更大自感系数更大2021/8/9 星期一34类型二类型二电容容对电流的阻碍作用流的阻碍作用例例例例2 2(单选)有两个有两个电容器的容器的电容分容分别为C15F，C23F，分分别加加在在峰峰值一一定定的的交交变电源源上上下下列哪种情况列哪种情况“通通过”电容器的容器的电流流强强度最度最大大()A在在C1上所加交上所加交变电流的流的频率率为50Hz

23、B在在C2上所加交上所加交变电流的流的频率率为50HzC在在C1上所加交上所加交变电流的流的频率率为60HzD在在C2上所加交上所加交变电流的流的频率率为60Hz2021/8/9 星期一35【精精讲精精析析】电容容器器容容抗抗与与电容容和和交交流流电频率率均均成成反反比比，在在本本题中中电容容和和频率率越越大大，容容抗抗越越小小，电流流越越大大，也也可可由由容容抗抗公公式式XC可可得得f与与C的的乘乘积越大，越大，电流越大，所以流越大，所以C正确正确【答案答案】C2021/8/9 星期一36类型三类型三电阻、阻、电感器、感器、电容器容器对电流阻碍作用流阻碍作用例例例例3 3图2472021/8

24、/9 星期一37(单选)(2011年年哈哈师大大附附中中高高二二检测)如如图247所所示示，在在电路路两两端端加加上上正正弦弦交交流流电，保保持持电压有有效效值不不变，使使频率率增增大大，发现各各灯灯的的亮亮暗暗情情况况是是：灯灯1变亮亮，灯灯2变暗暗，灯灯3不不变，则M、N、L中中所所接接元元件件可能是可能是()AM为电阻，阻，N为电容器，容器，L为电感感线圈圈BM为电感感线圈，圈，N为电容器，容器，L为电阻阻CM为电容器，容器，N为电感感线圈，圈，L为电阻阻DM为电阻，阻，N为电感感线圈，圈，L为电容器容器2021/8/9 星期一38【思路点思路点拨】解答本解答本题应把握以下两点：把握以下

25、两点：(1)电阻不随交阻不随交变电流流频率的率的变化而改化而改变(2)交交变电流流频率增加，感抗增大而容抗减小率增加，感抗增大而容抗减小【自主解答自主解答】当交当交变电流的流的频率增大率增大时，线圈的圈的感抗感抗变大，大，电容器的容抗容器的容抗变小，由灯小，由灯1变亮，灯亮，灯2变暗可知暗可知M为电容器，容器，N为电感感线圈，而圈，而电阻与交阻与交变电流的流的频率无关，故率无关，故L为电阻，阻，C正确正确2021/8/9 星期一39【答案答案】C【方方法法总结】(1)电感感对交交变电流流的的阻阻碍碍作作用用的的大大小小用用感感抗抗来来表表示示线圈圈的的自自感感系系数数越越大大，交交变电流流的的

26、频率率越越高高，电感感对交交变电流流的的阻阻碍碍作作用用就就越大，感抗也越大越大，感抗也越大(2)电容容对交交变电流的阻碍作用的大小用容抗来表流的阻碍作用的大小用容抗来表示示电容器的容器的电容越大，交容越大，交变电流的流的频率越高率越高，电容容对交交变电流的阻碍作用就越小，容抗也越流的阻碍作用就越小，容抗也越小小2021/8/9 星期一40变式训练变式训练(单选)如如图248所所示示，在在频率率为f的的交交流流电路路中中，当当开开关关S依依次次分分别接接通通R、C、L支支路路，这时通通过各各支支路路的的电流流有有效效值相相等等若若将将交交变电流流的的频率率提提高高到到2f，保保持持其其他他条条

27、件件不不变，则下下列列说法法中中正正确确的的是是()A通通过R的的电流有效流有效值不不变B通通过L的的电流有效流有效值最小最小C通通过C的的电流有效流有效值最大最大D流流过R、C、L的的电流有效流有效值都不都不变2021/8/9 星期一41图2482021/8/9 星期一42解解析析：选A.电阻阻对交交变电流流阻阻碍碍作作用用的的大大小小与与电流流的的频率率无无关关，因因此此，通通过电阻阻的的电流流的的有有效效值不不变电感感器器对交交变电流流阻阻碍碍作作用用的的大大小小用用感感抗抗表表示示，电感感器器的的自自感感系系数数越越大大，电流流的的频率率越越高高，电感感器器的的感感抗抗越越大大，即即电感感器器对电流流的的阻阻碍碍作作用用就就越越大大，因因此，通此，通过电感器的感器的电流的有效流的有效值变小小电容器容器对交交变电流阻碍作用的大小用容抗表示，流阻碍作用的大小用容抗表示，电容器的容器的电容越大，容越大，电流的流的频率越高，率越高，电容器的容抗容器的容抗越小，即越小，即电容器容器对电流的阻碍作用越小，因此，通流的阻碍作用越小，因此，通过电容器的容器的电流的有效流的有效值变大大2021/8/9 星期一43本部分内容讲解结束本部分内容讲解结束按按ESC键退出全屏播放退出全屏播放谢谢使用使用2021/8/9 星期一442021/8/9 星期一45