電感和電容對(duì)交變電流的影響

1、1電感和電容對(duì)交變電流的影響電感和電容對(duì)交變電流的影響2課標(biāo)定位課標(biāo)定位學(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(duì)交變電流的通過實(shí)驗(yàn)了解電感器對(duì)交變電流的阻礙作用，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析含有電感的簡阻礙作用，能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析含有電感的簡單交變電路單交變電路2通過實(shí)驗(yàn)了解電容器對(duì)交變電流的阻礙作用，通過實(shí)驗(yàn)了解電容器對(duì)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能夠分析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)簡單了解電感器和電容器在電工和電子技術(shù)中的應(yīng)用中的應(yīng)用重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)難點(diǎn)：1.交變電流交變電流“通過通過”電容器的原理電容器的原理2影響容抗、感抗大小

2、的因素影響容抗、感抗大小的因素3核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案第三節(jié)電感和電容對(duì)交變第三節(jié)電感和電容對(duì)交變電流的影響電流的影響4課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、電感器對(duì)交變電流的阻礙作用一、電感器對(duì)交變電流的阻礙作用1電感對(duì)交變電流的阻礙作用的大小用電感對(duì)交變電流的阻礙作用的大小用_來來表示，線圈的表示，線圈的_越大，交變電流的越大，交變電流的_越高，阻礙作用就越大，越高，阻礙作用就越大，_也就越大也就越大感抗感抗自感系數(shù)自感系數(shù)頻率頻率感抗感抗52扼流圈是電子技術(shù)中常用的電子元件，分扼流圈是電子技術(shù)中常用的電子元件，分為兩種：一種

3、是線圈繞在鐵芯上，它的自感系為兩種：一種是線圈繞在鐵芯上，它的自感系數(shù)較數(shù)較_，感抗較大，叫做，感抗較大，叫做_扼流圈，它扼流圈，它的作用是的作用是_；另一種是線圈繞在；另一種是線圈繞在鐵氧體芯上或空心，它的自感系數(shù)較鐵氧體芯上或空心，它的自感系數(shù)較_,感抗感抗較 小 ， 叫 做較 小 ， 叫 做 _ _ _ _ _ 扼 流 圈扼 流 圈 , 它 的 作 用 是它 的 作 用 是_大大低頻低頻通直流，阻交流通直流，阻交流小小高頻高頻通低頻，阻高頻通低頻，阻高頻6二、交變電流能夠通過電容器二、交變電流能夠通過電容器通過實(shí)驗(yàn)可以看到交變電流能夠通過電容器，其通過實(shí)驗(yàn)可以看到交變電流能夠通過電容器，

4、其實(shí)自由電荷并未通過兩極板間的絕緣介質(zhì)，只是實(shí)自由電荷并未通過兩極板間的絕緣介質(zhì)，只是在交流電壓的作用下，電容器交替進(jìn)行在交流電壓的作用下，電容器交替進(jìn)行_和和_，電路中就有了電流，電路中就有了電流充電充電放電放電7三、電容器對(duì)交變電流的阻礙作用三、電容器對(duì)交變電流的阻礙作用電容對(duì)交變電流的阻礙作用的大小用電容對(duì)交變電流的阻礙作用的大小用_來來表示，電容器的表示，電容器的_越大，交變電流的頻率越大，交變電流的頻率越高，電容器對(duì)交變電流的阻礙作用就越小，越高，電容器對(duì)交變電流的阻礙作用就越小， _也就越小電容對(duì)交變電流的作用是也就越小電容對(duì)交變電流的作用是_容抗容抗電容電容容抗容抗通交流，隔直流

5、，通高頻，阻低通交流，隔直流，通高頻，阻低頻頻8核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破一、電感器、電容器對(duì)交變電流的阻礙機(jī)理一、電感器、電容器對(duì)交變電流的阻礙機(jī)理1電感器對(duì)交變電流的阻礙作用電感器對(duì)交變電流的阻礙作用交變電流通過線圈時(shí)，由于電流時(shí)刻在變化，線交變電流通過線圈時(shí)，由于電流時(shí)刻在變化，線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，自感電動(dòng)勢阻礙電流的變?nèi)χ挟a(chǎn)生自感電動(dòng)勢，自感電動(dòng)勢阻礙電流的變化，就形成了對(duì)交變電流的阻礙作用化，就形成了對(duì)交變電流的阻礙作用92交變電流能夠交變電流能夠“通過通過”電容器電容器當(dāng)電容器接到交流電源上時(shí)，由于兩極板間的電當(dāng)電容器接到交流電源上時(shí)，由于兩極板間的電壓變化，電壓升高時(shí)，形成充電電

6、流，電壓降低壓變化，電壓升高時(shí)，形成充電電流，電壓降低時(shí)，形成放電電流，充放電交替進(jìn)行，電路中就時(shí)，形成放電電流，充放電交替進(jìn)行，電路中就好像交變電流好像交變電流“通過通過”了電容器，實(shí)際上，自由了電容器，實(shí)際上，自由電荷并沒有通過兩極板間的絕緣介質(zhì)電荷并沒有通過兩極板間的絕緣介質(zhì)3電容器對(duì)交變電流的阻礙作用電容器對(duì)交變電流的阻礙作用電源電壓推動(dòng)自由電荷定向運(yùn)動(dòng)，而電容器兩極電源電壓推動(dòng)自由電荷定向運(yùn)動(dòng)，而電容器兩極板上積累的電荷反抗自由電荷的定向運(yùn)動(dòng)，從而板上積累的電荷反抗自由電荷的定向運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生了電容器對(duì)交變電流的阻礙作用產(chǎn)生了電容器對(duì)交變電流的阻礙作用10特別提醒：特別提醒：當(dāng)電容器

7、與直流電源的兩極相連接當(dāng)電容器與直流電源的兩極相連接時(shí)，接通的瞬間因電容器充電產(chǎn)生瞬時(shí)電時(shí)，接通的瞬間因電容器充電產(chǎn)生瞬時(shí)電流充電完畢后，電容器兩極板間電壓與電源流充電完畢后，電容器兩極板間電壓與電源兩極間電壓相等，電路中沒有電流兩極間電壓相等，電路中沒有電流11即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)1下列說法中正確的是下列說法中正確的是()A感抗是由于電流變化時(shí)在線圈中產(chǎn)生了自感感抗是由于電流變化時(shí)在線圈中產(chǎn)生了自感電動(dòng)勢，阻礙電流的變化電動(dòng)勢，阻礙電流的變化B感抗大小不僅與自感系數(shù)有關(guān)，還與電流的感抗大小不僅與自感系數(shù)有關(guān)，還與電流的頻率有關(guān)頻率有關(guān)C當(dāng)電容器接到交流電

8、源上時(shí)，因?yàn)橛凶杂呻姰?dāng)電容器接到交流電源上時(shí)，因?yàn)橛凶杂呻姾赏ㄟ^電容器，電路中才有交變電流荷通過電容器，電路中才有交變電流D容抗的大小不僅與電容有關(guān)，還與電流的頻容抗的大小不僅與電容有關(guān)，還與電流的頻率有關(guān)率有關(guān)12解析：解析：選選ABD.交流電通過線圈時(shí)，由于電流時(shí)交流電通過線圈時(shí)，由于電流時(shí)刻變化，在線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，自感電動(dòng)勢刻變化，在線圈中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢，自感電動(dòng)勢總是阻礙電流變化，這就是產(chǎn)生感抗的原因，總是阻礙電流變化，這就是產(chǎn)生感抗的原因，A正確頻率越高，電流變化越快，自感電動(dòng)勢越正確頻率越高，電流變化越快，自感電動(dòng)勢越大；線圈自感系數(shù)越大，自感電動(dòng)勢越大，對(duì)電大；線圈自感系數(shù)

9、越大，自感電動(dòng)勢越大，對(duì)電流的變化阻礙作用越大，感抗越大，流的變化阻礙作用越大，感抗越大，B正確電正確電容器能通交變電流的實(shí)質(zhì)是通過反復(fù)充、放電來容器能通交變電流的實(shí)質(zhì)是通過反復(fù)充、放電來實(shí)現(xiàn)的，實(shí)現(xiàn)的， 并無電荷通過電容器，所以并無電荷通過電容器，所以C錯(cuò)頻率錯(cuò)頻率越高，充、放電越快，容抗越小，故越高，充、放電越快，容抗越小，故D對(duì)對(duì)13二、電阻、感抗、容抗的比較二、電阻、感抗、容抗的比較電阻電阻感抗感抗容抗容抗產(chǎn)生的產(chǎn)生的原因原因定向移動(dòng)的定向移動(dòng)的自由電荷與自由電荷與不動(dòng)的離子不動(dòng)的離子間的碰撞間的碰撞由于電感線由于電感線圈的自感現(xiàn)圈的自感現(xiàn)象阻礙電流象阻礙電流的變化的變化電容器兩極電容

10、器兩極板上積累的板上積累的電荷對(duì)這個(gè)電荷對(duì)這個(gè)方向定向移方向定向移動(dòng)的電荷的動(dòng)的電荷的反抗作用反抗作用在電路在電路中的特中的特點(diǎn)點(diǎn)對(duì)直流、交對(duì)直流、交流均有阻礙流均有阻礙作用作用只對(duì)變化的只對(duì)變化的電流電流(如交流如交流)有阻礙作用有阻礙作用不能通直流，不能通直流，只能通變化只能通變化的電流的電流14電阻電阻感抗感抗容抗容抗決定因素決定因素由導(dǎo)體本身由導(dǎo)體本身(長短、粗細(xì)、長短、粗細(xì)、材料材料)決定，決定，與溫度有關(guān)與溫度有關(guān)由線圈的自由線圈的自感系數(shù)和交感系數(shù)和交流電的頻率流電的頻率決定決定(成正成正比比)由電容的大由電容的大小和交流電小和交流電的頻率決定的頻率決定(成反比成反比)電能的轉(zhuǎn)電

11、能的轉(zhuǎn)化與做功化與做功電流通過電電流通過電阻做功，電阻做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能能電能和磁場電能和磁場能往復(fù)轉(zhuǎn)化能往復(fù)轉(zhuǎn)化電能與電場電能與電場能往復(fù)轉(zhuǎn)化能往復(fù)轉(zhuǎn)化1516即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)2下列說法正確的是下列說法正確的是()A電阻對(duì)直流、交流的阻礙作用相同，電流電阻對(duì)直流、交流的阻礙作用相同，電流通過電阻時(shí)，消耗電能通過電阻時(shí)，消耗電能B電容器接在直流電路中，因?yàn)闆]有電流，所電容器接在直流電路中，因?yàn)闆]有電流，所以不消耗電能，接在交流電路中，有交變電流，以不消耗電能，接在交流電路中，有交變電流，所以消耗電能所以消耗電能C感抗雖然對(duì)交變電流有阻礙作用

12、，但不消感抗雖然對(duì)交變電流有阻礙作用，但不消耗能量耗能量D感抗是線圈的電阻產(chǎn)生的感抗是線圈的電阻產(chǎn)生的答案：答案：AC17課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練電感器對(duì)電流的阻礙作用電感器對(duì)電流的阻礙作用圖圖53118A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，判斷感抗的根據(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，然后分析電路電流、電壓及電燈功率的變化變化19【答案答案】BC20【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】感抗與線圈的自感系數(shù)和交變電感抗與線圈的自感系數(shù)和交變電流的頻率成正比，交變電流頻率越高，感抗越

13、流的頻率成正比，交變電流頻率越高，感抗越大大21變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練1一個(gè)燈泡通過一個(gè)粗導(dǎo)線的線圈與一個(gè)燈泡通過一個(gè)粗導(dǎo)線的線圈與一交流電源相連接，如圖一交流電源相連接，如圖532所示一鐵塊所示一鐵塊插進(jìn)線圈之后，該燈將插進(jìn)線圈之后，該燈將()圖圖53222A變亮變亮B變暗變暗C對(duì)燈沒影響對(duì)燈沒影響D無法判斷無法判斷解析：解析：選選B.加入鐵芯改變了電感自感系數(shù)，自加入鐵芯改變了電感自感系數(shù)，自感系數(shù)增大，感抗增大，降落的電壓增大，降感系數(shù)增大，感抗增大，降落的電壓增大，降落在燈上的電壓減小，所以燈變暗落在燈上的電壓減小，所以燈變暗23 如圖如圖533所示，白熾燈所示，白熾燈和電容器串聯(lián)后接在交變

14、電源的和電容器串聯(lián)后接在交變電源的兩端兩端,當(dāng)交流電源的頻率增加時(shí)當(dāng)交流電源的頻率增加時(shí)()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燈泡變亮燈泡變亮電容器對(duì)電流的阻礙作電容器對(duì)電流的阻礙作用用圖圖53324【思路點(diǎn)撥思路點(diǎn)撥】根據(jù)頻率的變化，判斷容抗的變根據(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化，然后分析電流、電壓及燈泡功率的變化【精講精析精講精析】頻率增大可知，容抗減小，電流頻率增大可知，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，故泡功率增大而變亮，故A

15、、D項(xiàng)正確項(xiàng)正確【答案答案】AD【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】電容器對(duì)交流電的阻礙作用大小電容器對(duì)交流電的阻礙作用大小(容抗容抗)與電容大小和交流電頻率都有關(guān)電容越與電容大小和交流電頻率都有關(guān)電容越大大,容抗越小，頻率越高，容抗越小容抗越小，頻率越高，容抗越小25變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練2如圖如圖534所示，接在交流電源所示，接在交流電源上的電燈泡正常發(fā)光，以下說法正確的是上的電燈泡正常發(fā)光，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減小電容器兩板間的正對(duì)面積，燈泡變暗減小電容器兩板間的正對(duì)面積，燈泡變暗D使

16、交變電流頻率減小，燈泡變暗使交變電流頻率減小，燈泡變暗圖圖53426解析：解析：選選ACD.電容器的電容與介電常數(shù)成正比，電容器的電容與介電常數(shù)成正比，與正對(duì)面積成正比，與兩板間距離成反比而與正對(duì)面積成正比，與兩板間距離成反比而容抗與電容成反比，與頻率成反比把介質(zhì)插容抗與電容成反比，與頻率成反比把介質(zhì)插入電容器，電容變大，容抗減小，燈泡變亮，入電容器，電容變大，容抗減小，燈泡變亮，A正確電容器兩板間距離增大，電容減小，容正確電容器兩板間距離增大，電容減小，容抗增大，燈泡變暗，抗增大，燈泡變暗，B錯(cuò)減小電容器兩極正對(duì)錯(cuò)減小電容器兩極正對(duì)面積，電容減小，容抗增大，燈泡變暗，面積，電容減小，容抗增大

17、，燈泡變暗，C正正確交流電的頻率減小，容抗增大，燈泡變暗，確交流電的頻率減小，容抗增大，燈泡變暗，D正確正確27電感和電容電路的綜合分電感和電容電路的綜合分析析 如圖如圖535所示是電視機(jī)電源部分的濾所示是電視機(jī)電源部分的濾波裝置，當(dāng)輸入端輸入含有直流成分、交流低波裝置，當(dāng)輸入端輸入含有直流成分、交流低頻成分的電流后，能在輸出端得到較穩(wěn)定的直頻成分的電流后，能在輸出端得到較穩(wěn)定的直流電，試分析其工作原理及各電容和電感的作流電，試分析其工作原理及各電容和電感的作用用圖圖5352829【自主解答自主解答】當(dāng)含有多種成分的電流輸入到當(dāng)含有多種成分的電流輸入到C1兩端時(shí)，由于兩端時(shí)，由于C1具有具有“

18、通交流、隔直流通交流、隔直流”的功能的功能,電流中的交流成分被衰減；而線圈電流中的交流成分被衰減；而線圈L有有“通直流、通直流、阻交流阻交流”的功能，直流成分電流順利通過的功能，直流成分電流順利通過L，一，一小部分交流通過小部分交流通過L；到達(dá)；到達(dá)C2兩端時(shí)，由于兩端時(shí)，由于C2具有具有“通交流、隔直流通交流、隔直流”的功能，的功能，C2進(jìn)一步濾除電流進(jìn)一步濾除電流中殘余的交流成分，這樣在輸出端得到較穩(wěn)定的中殘余的交流成分，這樣在輸出端得到較穩(wěn)定的直流電直流電30【答案答案】見自主解答見自主解答【規(guī)律總結(jié)規(guī)律總結(jié)】交流電路的分析跟直流電路的交流電路的分析跟直流電路的分析有很多相似的地方，但是由于電感、電容分析有很多相似的地方，但是由于電感、電容等電路元件自身的特點(diǎn)，而造成在分析電路時(shí)等電路元件自身的特點(diǎn)，而造成在分析電路時(shí)的不同的不同,要特別注意這些元件的特性要特別注意這些元件的特性31變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練3(2011年潮州高二檢測年潮州高二檢測)如圖如圖536所示的電路中，所示的電路