电感器对交变电流的作用、电容器对交变电流的作用 课件(粤教版选修3-2)

图2－4－4
2012-12-16
A．A1读数不变，A2增大，A3减小 B．A1读数减小，A2不变，A3增大 C．A1读数增大，A2不变，A3减小 D．A1、A2、A3的读数均不变 解析：选C.在交流电路中，当频率增加时，容抗减 小，感抗增大，而电阻是与频率无关的，在电路中
电源的电动势最大值不变，即a、b间的电压不变，
况．
相同 实验现象：两灯泡亮度_______．
(3)实验结论： 直流 交流 电容器具有“隔________、通_________”的特性．
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(4)本质解释：将交变电流加到电容器上后，当电源 电压升高时，电源给电容器充电，电荷向电容器极 聚集 充电 板上______，在电路中形成______电流；当电源电 压降低时，电容器放电，电容器极板上电荷_______， 放电 减少 电路中形成_______电流．电容器交替进行充电和放 电，电路中就有了电流，好像是交流电“通过”了 电容器．
2012-12-16
②将线圈套入可拆变压器的U臂端，把开关S接到 直流电源，调节滑动变阻器使两灯泡亮度相同， 然后再将开关S接到交流电源，比较两个灯泡的亮 度． 暗一些 实验现象：L1灯较L2灯_________． ③将可拆变压器的条形铁轭放上后，把开关S接通 直流电源，调节滑动变阻器使两灯泡亮度相同， 然后再将开关S接到交流电源，比较两个灯泡的亮 度． 很暗 实验现象：L1灯较L2灯________．
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3．电容对交变电流的阻碍作用 当交变电流“通过”电容器时，给电容器充电或放 电，形成充电或放电电流，在形成电流的过程中， 对自由电荷来说，当电源的电压推动它们向某一方 向做定向移动的时候，电容器两极板上积累的电荷 却反抗它们向这个方向做定向移动，也就是说在给 电容器充电或放电过程中，在电容器两极形成跟原 电压相反的电压，这就对电流产生了阻碍作用．
电能与电场能往复转 化
特别提醒：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．
2012-12-16
即时应用(即时突破，小试牛刀) 2．(双选)(2011年潮州高二检测)如图2－4－5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25 mH的高频扼流圈，C是 一个100 pF的电容器，R是负载电阻，下列说法正确 的是( )
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2．电容器对交变电流的作用 直流 交流 (1)电容器的特性：“隔_______、通______”，实验 还证明，交流电的频率越高，电容器对交变电流的 越小 阻碍作用就_______． (2)容抗 ①定义：电容器对交变电流的阻碍作用的大小叫做 容抗． ②影响因素：实验表明，容抗与电容器电容的大小 大 频率 和交流电的______有关，电容器电容C越____，交流 高 电的频率f越____，容抗越小．
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3．低频扼流圈和高频扼流圈 多 大 (1)低频扼流圈：匝数______，自感系数____，线圈 小 电阻_____，这种线圈对低频交变电流有很大的阻
碍作用，对直流的阻碍作用较小． 直流 交流 作用：“通______，阻”______． 少 小 (2)高频扼流圈：匝数______，自感系数_____，这 种线圈对低频交变电流的阻碍作用较小，对高频交 变电流的阻碍作用较大． 低频 高频 作用：“通________，阻________”．
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重点难点：
1.电感和电容对交变电流的阻碍作用及原因． 2．能够利用电感和电容对交变电流的影响分析 交变电流及相关现象．
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课标定位
课前自主学案
第 四 五 节
核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练
2012-12-16
课前自主学案
一、电感器对交变电流的作用
1．认识电感器
电容很小的电容器，在题图示电路中，对高频交流
的容抗远小于对低频交流的容抗，其作用是“通高 频、阻低频”，C正确；因电路中无直流电流，B 错误；由于L对高频交流的阻碍作用和C对高频交 流的旁路作用，使得通过R的电流中，低频交流所 占的百分比远大于高频交流的百分比 ，D错误．
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课堂互动讲练

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3．隔直电容器和高频旁路电容器 直流 交流 (1)隔直电容器：“隔________，通_______”．
高频 低频 (2)高频旁路电容器：“通_______，阻_______”．
实际应用电路如图2－4－3所示，图中“—”为电路 中的直流成分，“～”为电路中的交流低频成分， “”为电路中的交流高频成分．
2012-12-16
电压表与电感器并联，其示数为电感器两端的电压 UL ，设灯泡两端电压为UR ，则电源电压的有效值 为U＝UL＋UR.因UR＝IR，故电流I减小时，UR减小， 而电源电压有效值保持不变，故UL＝U－UR增大， 选项B正确，故正确选项为B、C. 【答案】 BC 【方法总结】 (1)电感线圈的感抗与线圈的自感系 数有关，自感系数越大，感抗越大．(2)线圈的自感 系数与线圈的大小、形状、圈数以及有无铁芯有关， 有铁芯时自感系数更大．
所以当频率增加时，A1读数增大，A2不变，A3读数
要变小．故正确选项为C.
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二、电阻、感抗、容抗的比较
电阻 定向移动的 产生 自由电荷与 的原 不动的离子 因 间的碰撞 感抗 由于电感线 圈的自感现 象阻碍电流 的变化 容抗 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
第四节 第五节
电感器对交变电流的作用 电容器对交变电流的作用
2012-12-16
课标定位 学习目标： 1.通过实验了解电感对交变电流的阻碍作用，能够 运用所学知识分析含有电感的简单交变电路． 2．通过实验了解电容对交变电流的阻碍作用，能够 分析简单交变电路中电容器的作用． 3．简单了解电感器和电容器在电工和电子技术中的 应用．
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电容对电流的阻碍作用
例2 (单选)有两个电容器的电容分别为C1＝5 μF
，C2＝3 μF，分别加在峰值一定的交变电源上．下 列哪种情况“通过”电容器的电流强度最 大( ) A．在C1上所加交变电流的频率为50 Hz B．在C2上所加交变电流的频率为50 Hz C．在C1上所加交变电流的频率为60 Hz D．在C2上所加交变电流的频率为60 Hz
2012-12-16
特别提醒：当电容器与直流电源的两极相连接时，
接通的瞬间因电容器充电产生瞬时电流．充电完毕
后，电容器两极板间电压与电源两极间电压相等，
电路中没有电流．
2012-12-16
即时应用(即时突破，小试牛刀) 1．(单选)在交流电路中，如果电源电动势的最大值 不变，频率可以改变，在如图2－4－4所示电路a、b 两点间逐次将图中的电路元件单独接入，当使交变 电流频率增加时，可以观察到下列所述的哪种情况 ( )
2012-12-16
(2)实验结论 导通 电 感 器 对 恒 定 电 流 是 _______ 的 ， 对 交 变 电 流 有 阻碍 越大 ________作用，电感线圈的自感系数_______，感 越大 抗________，对交变电流的阻碍作用越明显． (3)感抗 交变电流 ①定义：电感器对____________的阻碍作用的大小 叫做感抗． ②影响因素：实验表明，感抗与线圈的 频率f 自感系数L _____________和交流电的________有关，L、f越 大 大，感抗也就越_____．
2012-12-16
图2－4－3
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思考感悟： 电容器接到交流电源两端时，自由电荷是否真正通 过了两极板间的绝缘介质？
提示：电容器接到交流电源的两端时，自由电荷并
没有通过两极板间的绝缘介质，只是因为加在两极
板上电压的大小和正负不断变化时，电容器交替地
进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流
“通过”了电容器．
2012-12-16
核心要点突破
一、电感、电容对交变电流作用的成因分析 1．电感对交变电流的阻碍作用 交变电流通过线圈时，由于电流时刻在变化，线圈 中产生自感电动势，自感电动势阻碍电流的变化， 就形成了对交变电流的阻碍作用，因此，感抗的实 质是由线圈的自感现象引起的．直流电通过线圈时 ，电流的大小、方向都不变，线圈中不产生自感电 动势，也就没有感抗．
电感对电流的阻碍作用
例1 (双选)在图2－4－6所示电路中，L为电感线圈，
R为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交 流电源的电压u＝220 sin100πt V．若保持电压的有 2 效值不变，只将电源的频率改为100 Hz，下列说法 正确的有( ) A．电流表示数增大 B．电压表示数增大 C．灯泡变暗 D．灯泡变亮
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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 变化的电流．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 由电容的大小和交流 的频率决定
决定 因素
电能 的转 化与 做功
2012-12-16
由线圈本 由导体本身(长短、身的自感 粗细、材料)决定，系数和交 与温度有关 流的频率 决定 电流通过电阻做 功，电能转化为 内能 电能和磁 场能往复 转化
2012-12-16
图2－4－6
2012-12-16
【思路点拨】
由于题目中所给的电源原来的
频率为50 Hz，后来变为100 Hz，实质是交变电流
的频率增大，则电感器的感抗也增大，再由闭合电
路的欧姆定律即可解决问题．
2012-12-16
【精讲精析】 由 u＝220 2sin100πt V， 可得电源 ω 100π 原来的频率为 f＝ ＝ Hz＝50 Hz 2π 2π 当电源频率由原来的 50 Hz 增大为 100 Hz 时，电 感器的感抗增大，在电压有效值不变的情况下， 电路中的电流减小，选项 A 错误． 灯泡的电阻 R 是一定的，电流减小时，实际消耗 的电功率 P＝I2R 减小，灯泡变暗，选项 C 正确， D 错误．