經(jīng)典課件：電容器電感器(教科版)

1、2-4 電容器在交變電路中的作用2-5 電感器在交變電路中的作用一一 電容器對(duì)交變電流的導(dǎo)通作用電容器對(duì)交變電流的導(dǎo)通作用導(dǎo)通觀察思考觀察思考 1、圖中圖中D 為小燈泡，為小燈泡，C為電容器為電容器S為雙刀雙擲開(kāi)關(guān)。把為雙刀雙擲開(kāi)關(guān)。把開(kāi)關(guān)接在直流電源上，觀察小燈泡的發(fā)光情況。再把開(kāi)關(guān)接開(kāi)關(guān)接在直流電源上，觀察小燈泡的發(fā)光情況。再把開(kāi)關(guān)接在交流電源上，觀察小燈泡的發(fā)光情況。在交流電源上，觀察小燈泡的發(fā)光情況。 D C- +- + 直流電不能通過(guò)電容器，直流電不能通過(guò)電容器，交流電能夠交流電能夠”通過(guò)通過(guò)”電容器。電容器。 以上兩種情況下燈泡發(fā)光情況有何不同？這說(shuō)明了什么？以上兩種情況下燈泡發(fā)光

2、情況有何不同？這說(shuō)明了什么？結(jié)論：電容器有結(jié)論：電容器有“通交流，通交流，隔直流隔直流”的作用。的作用。 通入直流電，燈泡不亮，通入直流電，燈泡不亮， 接入交流電，燈泡亮了。接入交流電，燈泡亮了。3 2 2. .如圖所示連接電路，其中如圖所示連接電路，其中G為零刻度位于表盤(pán)中央的為零刻度位于表盤(pán)中央的電流表，電流表，S是單刀雙擲開(kāi)關(guān)，是單刀雙擲開(kāi)關(guān)，R是滑動(dòng)變阻器，先把開(kāi)關(guān)是滑動(dòng)變阻器，先把開(kāi)關(guān)S扳至扳至1位置，觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間位置，觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間再把開(kāi)關(guān)再把開(kāi)關(guān)S扳至扳至2位置，觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況。位置，觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況。 在開(kāi)關(guān)扳

3、到在開(kāi)關(guān)扳到1 1和扳到和扳到2 2的瞬間指針偏轉(zhuǎn)方向相同的瞬間指針偏轉(zhuǎn)方向相同嗎？為什么在這兩個(gè)瞬間，電路中會(huì)有電流？嗎？為什么在這兩個(gè)瞬間，電路中會(huì)有電流？ 不相同不相同。在開(kāi)關(guān)扳到。在開(kāi)關(guān)扳到1 1瞬間，瞬間，電源給電容器充電，有電源給電容器充電，有順時(shí)順時(shí)針針充電電流流過(guò)電阻充電電流流過(guò)電阻R R；在；在開(kāi)關(guān)扳到開(kāi)關(guān)扳到2 2瞬間，電容器放瞬間，電容器放電，有電，有逆時(shí)針逆時(shí)針?lè)烹婋娏髁鬟^(guò)放電電流流過(guò)電阻電阻R R。4理理論探究論探究 如圖所示，將交變電壓加在電容器兩端（導(dǎo)如圖所示，將交變電壓加在電容器兩端（導(dǎo)線電阻不計(jì)）。線電阻不計(jì)）。 當(dāng)當(dāng)A、B兩端電壓兩端電壓升高升高時(shí)，電容時(shí)，

4、電容器充電。若器充電。若A端電勢(shì)高于端電勢(shì)高于B端電勢(shì)，端電勢(shì)，則則a、b兩極板上的帶電情況如何兩極板上的帶電情況如何變化？電路中的自由電子是如何變化？電路中的自由電子是如何運(yùn)動(dòng)的？充電電流運(yùn)動(dòng)的？充電電流i的方向怎樣？的方向怎樣？ a a板帶正電荷，板帶正電荷，b b板帶負(fù)電荷；兩板帶電量都增加。電板帶負(fù)電荷；兩板帶電量都增加。電路中路中自由電子沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)自由電子沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)；充電電流；充電電流（順時(shí)針）（順時(shí)針）的方向?yàn)榈姆较驗(yàn)锳abBAabB。5 當(dāng)當(dāng)A、B兩端電壓兩端電壓降低降低時(shí)，雖然時(shí)，雖然A端電端電勢(shì)高于勢(shì)高于B端電勢(shì)，但電容器開(kāi)始放電。端電勢(shì)，但電容器開(kāi)始放電。如圖所

5、示，此時(shí)如圖所示，此時(shí)a、b兩極板上的帶電兩極板上的帶電情況如何變化？電路中的自由電子是情況如何變化？電路中的自由電子是如何運(yùn)動(dòng)的？放電電流如何運(yùn)動(dòng)的？放電電流i的方向怎樣？的方向怎樣？ a a板聚集的正電荷，板聚集的正電荷，b b板聚集的負(fù)電荷板聚集的負(fù)電荷都不斷減少都不斷減少；電；電路中路中自由電子沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)自由電子沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)；放電電流；放電電流（逆時(shí)針）（逆時(shí)針）的方向?yàn)榈姆较驗(yàn)?aABbaABb 。 當(dāng)當(dāng)A、B兩端電壓反向升高、降低兩端電壓反向升高、降低如此反復(fù)，情況會(huì)怎樣？如此反復(fù)，情況會(huì)怎樣？ 電壓反向升高時(shí)，電壓反向升高時(shí)，b b板帶正電荷，板帶正電荷，a a板帶負(fù)板

6、帶負(fù)電荷，電荷，兩板帶電量都增加兩板帶電量都增加；電路中；電路中自由電子沿自由電子沿順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)順時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)；充電電流的方向；充電電流的方向（逆時(shí)針）（逆時(shí)針）為為BbaABbaA。 反向電壓降低時(shí)，反向電壓降低時(shí)，b b板聚集的正電荷，板聚集的正電荷，a a板板聚集的負(fù)電荷聚集的負(fù)電荷都不斷減少都不斷減少；電路中；電路中自由電子沿自由電子沿逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)逆時(shí)針?lè)较蜻\(yùn)動(dòng)；放電電流的方向；放電電流的方向（順時(shí)針）（順時(shí)針）為為bBAabBAa 。電容器能夠?qū)ń涣麟姷膶?shí)質(zhì)電容器能夠?qū)ń涣麟姷膶?shí)質(zhì)（1 1）交變電流周期性地對(duì)電容器的）交變電流周期性地對(duì)電容器的充電、放電充電、放電。（2 2）

7、電容器兩極板間沒(méi)有電流通過(guò)，但在）電容器兩極板間沒(méi)有電流通過(guò)，但在連接電容器連接電容器和電源的電路中和電源的電路中卻形成了交變電流。卻形成了交變電流。 當(dāng)導(dǎo)線電阻不能忽略，或電路中串聯(lián)有當(dāng)導(dǎo)線電阻不能忽略，或電路中串聯(lián)有其他電阻其他電阻時(shí)時(shí)，電容器兩極板間的交變電壓電容器兩極板間的交變電壓不等于不等于電路兩端的電路兩端的交變電壓交變電壓。二 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實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究 1 1、如圖所示，把電容器、如圖所示，把電容器C和小燈泡和小燈泡D串聯(lián)，再與串聯(lián)，再與另一只完全相同的小燈泡另一只完全相同的小燈泡D并聯(lián)，用交流信號(hào)發(fā)生并聯(lián)，用交流信號(hào)發(fā)生器作電源。交流

8、信號(hào)發(fā)生器可以輸出不同頻率、不器作電源。交流信號(hào)發(fā)生器可以輸出不同頻率、不同電源的正弦交流信號(hào)。閉合開(kāi)關(guān)同電源的正弦交流信號(hào)。閉合開(kāi)關(guān)S和和S，可以觀察，可以觀察到小燈泡到小燈泡D和和D的發(fā)光有何不同？為什么？的發(fā)光有何不同？為什么？2 2、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)、斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸出的電壓，使，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸出的電壓，使小燈泡小燈泡D發(fā)出不太強(qiáng)烈的光，然后保持輸出發(fā)出不太強(qiáng)烈的光，然后保持輸出電壓不電壓不變變而而改變改變信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)發(fā)生器的頻率頻率，觀察頻率升高或降，觀察頻率升高或降低時(shí)燈泡亮度的變化。低時(shí)燈泡亮度的變化。3 3、在頻率、電壓不變的條件下，用、在頻率、電壓不變的條件下，用不

9、同的電容不同的電容器器與小燈泡與小燈泡D串聯(lián)，觀察電容值時(shí)小燈泡亮度的串聯(lián)，觀察電容值時(shí)小燈泡亮度的變化情況。變化情況?，F(xiàn)象：現(xiàn)象： 在電容器和電源輸出電壓不變的情況下，在電容器和電源輸出電壓不變的情況下，信號(hào)頻率越大，小燈泡亮度越亮信號(hào)頻率越大，小燈泡亮度越亮；在信號(hào)頻率；在信號(hào)頻率電源輸出電壓不變的情況下，電源輸出電壓不變的情況下，電容越大，小燈電容越大，小燈泡亮度越亮泡亮度越亮。電容越大燈泡越亮，電容越小燈泡越暗。電容越大燈泡越亮，電容越小燈泡越暗。頻率越高燈泡越亮，頻率越低燈泡越暗。頻率越高燈泡越亮，頻率越低燈泡越暗。3 3、電容器在電路中的作用：、電容器在電路中的作用： 電容器的作用

10、：電容器的作用：“通交流，隔直流，通交流，隔直流，頻率越高，阻礙作用越小頻率越高，阻礙作用越小” 。 1 1、容抗：電容器對(duì)交流電的作用。、容抗：電容器對(duì)交流電的作用。2 2、影響容抗大小的因素：、影響容抗大小的因素：（1 1）電容。電容越大，容抗越小。）電容。電容越大，容抗越小。（2 2）頻率。頻率越高，容抗越小。）頻率。頻率越高，容抗越小。 電容器的作用：電容器的作用：“通交流，隔直流，通交流，隔直流，通高頻，阻低頻通高頻，阻低頻” 。 三三 電容器在電子技術(shù)中的應(yīng)用電容器在電子技術(shù)中的應(yīng)用 在電子技術(shù)中，從某一裝置輸出的電流常常既有交流成分，在電子技術(shù)中，從某一裝置輸出的電流常常既有交流

11、成分，又有直流成分。如果只需要把交流成分輸送到下一級(jí)裝置，又要求又有直流成分。如果只需要把交流成分輸送到下一級(jí)裝置，又要求各級(jí)之間直流互不干擾，只要在兩級(jí)電路之間串聯(lián)一個(gè)電容器（各級(jí)之間直流互不干擾，只要在兩級(jí)電路之間串聯(lián)一個(gè)電容器（稱(chēng)稱(chēng)為為隔直電容器隔直電容器）就可以了。如圖所示，電流通過(guò)電容器，只能是交）就可以了。如圖所示，電流通過(guò)電容器，只能是交流部分通過(guò)電容器到達(dá)后一級(jí)裝置，直流電隔在前一級(jí)裝置。流部分通過(guò)電容器到達(dá)后一級(jí)裝置，直流電隔在前一級(jí)裝置。在兩級(jí)電路間串聯(lián)一個(gè)電在兩級(jí)電路間串聯(lián)一個(gè)電容器來(lái)阻止容器來(lái)阻止直流直流成分通過(guò)，成分通過(guò)，這種電容器就叫這種電容器就叫隔直電容隔直電容器

12、器。1 1、隔直電容器：、隔直電容器：隔直電容：直流不能通過(guò)電容隔直電容：直流不能通過(guò)電容器器C，只能經(jīng)電阻，只能經(jīng)電阻R形成回路形成回路隔直電容作用：隔直電容作用：隔直流，通交流隔直流，通交流12 傳輸?shù)慕涣餍盘?hào)除了有用的信號(hào)外，還常常含有傳輸?shù)慕涣餍盘?hào)除了有用的信號(hào)外，還常常含有高頻干擾高頻干擾信號(hào)信號(hào)，這時(shí)可利用電容器對(duì)高頻電流阻礙小的特性，在下級(jí)電，這時(shí)可利用電容器對(duì)高頻電流阻礙小的特性，在下級(jí)電路的輸入端路的輸入端并聯(lián)并聯(lián)一個(gè)電容器，通過(guò)電容器可以濾除干擾信號(hào)。一個(gè)電容器，通過(guò)電容器可以濾除干擾信號(hào)。 可將混有高頻電流和低頻電流的交流信號(hào)中的可將混有高頻電流和低頻電流的交流信號(hào)中的高

13、頻成分旁高頻成分旁路濾掉的電容，稱(chēng)做路濾掉的電容，稱(chēng)做“旁路電容旁路電容”。 旁路電容的主要功能是產(chǎn)生一個(gè)旁路電容的主要功能是產(chǎn)生一個(gè)交流分路交流分路，從而消，從而消去進(jìn)入易感區(qū)的那些不需要的能量。去進(jìn)入易感區(qū)的那些不需要的能量。2 2、旁路電容器：、旁路電容器：可將混有高頻電流和低頻可將混有高頻電流和低頻電流的交流信號(hào)中的高頻電流的交流信號(hào)中的高頻成分旁路濾掉的電容，稱(chēng)成分旁路濾掉的電容，稱(chēng)做做旁路電容旁路電容。旁路電容：旁路電容：C的電容較小的電容較小，低頻信號(hào)不能通過(guò)，但高頻低頻信號(hào)不能通過(guò)，但高頻干擾信號(hào)可以通過(guò)干擾信號(hào)可以通過(guò)高頻旁路電容作用：高頻旁路電容作用：通高頻，阻低頻。通高頻

14、，阻低頻。2-5 電感器在交變電路中的作用一一 電感對(duì)交變電流的電感對(duì)交變電流的阻礙阻礙作用作用觀察思考觀察思考 1 1、如圖所示，將帶鐵芯的電感器、如圖所示，將帶鐵芯的電感器L L和小燈泡和小燈泡D D串聯(lián)，再與另一只完全相同的小燈泡串聯(lián)，再與另一只完全相同的小燈泡DD并聯(lián)，用并聯(lián)，用交流信號(hào)發(fā)生器作電源。閉合開(kāi)關(guān)交流信號(hào)發(fā)生器作電源。閉合開(kāi)關(guān)S S和和SS，可以觀，可以觀察到小燈泡察到小燈泡D D和和DD的發(fā)光有何不同？為什么？的發(fā)光有何不同？為什么？交流信號(hào)交流信號(hào)發(fā)生器發(fā)生器S D L D SD亮度大于亮度大于D亮度亮度。原因：原因：電感器對(duì)交變電流有阻電感器對(duì)交變電流有阻礙作用礙作用

15、。2 2、只閉合開(kāi)關(guān)、只閉合開(kāi)關(guān)S S，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸出的電壓，使小，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸出的電壓，使小燈泡燈泡D D發(fā)出不太強(qiáng)烈的光，然后保持輸出電壓不變而改發(fā)出不太強(qiáng)烈的光，然后保持輸出電壓不變而改變信號(hào)發(fā)生器的頻率，觀察頻率升高或降低時(shí)燈泡亮變信號(hào)發(fā)生器的頻率，觀察頻率升高或降低時(shí)燈泡亮度的變化。度的變化。 3 3、把電感器的鐵芯抽出，在閉合開(kāi)關(guān)、把電感器的鐵芯抽出，在閉合開(kāi)關(guān)S S，觀察，觀察電感值時(shí)小燈泡亮度的變化情況。電感值時(shí)小燈泡亮度的變化情況。 4 4、保持其他條件不變，換用匝數(shù)不同的電感器、保持其他條件不變，換用匝數(shù)不同的電感器的鐵芯抽出，觀察小燈泡亮度的變化情況。的鐵芯抽出，

16、觀察小燈泡亮度的變化情況。頻率越高，燈泡越暗。頻率越低，燈泡越亮。頻率越高，燈泡越暗。頻率越低，燈泡越亮。鐵芯抽出，自感系數(shù)變小，燈泡變亮鐵芯抽出，自感系數(shù)變小，燈泡變亮匝數(shù)越多，自感系數(shù)變大，燈泡變暗。匝數(shù)越多，自感系數(shù)變大，燈泡變暗。匝數(shù)越少，匝數(shù)越少，自感系數(shù)變小，燈泡變亮。自感系數(shù)變小，燈泡變亮。現(xiàn)象現(xiàn)象在電感和電源輸出電壓不變的情況下，在電感和電源輸出電壓不變的情況下，信號(hào)頻信號(hào)頻率越大，小燈泡亮度越率越大，小燈泡亮度越暗暗； 在信號(hào)頻率電源輸出電壓不變的情況下，在信號(hào)頻率電源輸出電壓不變的情況下，電感越大，小燈泡亮度越電感越大，小燈泡亮度越暗暗。1 1、感抗：電感器對(duì)交流電的作用。

17、、感抗：電感器對(duì)交流電的作用。2 2、影響感抗大小的因素：、影響感抗大小的因素：（1 1）電感（自感系數(shù)）。電感越大，感抗越大。）電感（自感系數(shù)）。電感越大，感抗越大。（2 2）頻率。頻率越高，容抗越大。）頻率。頻率越高，容抗越大。3 3、電容器在電路中的作用：、電容器在電路中的作用：電感器的作用：電感器的作用：“通直流，阻交流，頻率越通直流，阻交流，頻率越高，阻礙作用越大高，阻礙作用越大” 。 電感器的作用：電感器的作用：“通直流，阻交流，通低頻，通直流，阻交流，通低頻，阻高頻阻高頻”。 (1)低頻扼流圈：低頻扼流圈：(2)高頻扼流圈：高頻扼流圈：兩種扼流圈兩種扼流圈構(gòu)造構(gòu)造：線圈繞在鐵芯上

18、，匝數(shù)多：線圈繞在鐵芯上，匝數(shù)多 自感系數(shù)大，自感系數(shù)大，感抗大感抗大作用作用：“通直流、阻交流通直流、阻交流” 構(gòu)造構(gòu)造：線圈繞在鐵氧體磁棒上，匝數(shù)少：線圈繞在鐵氧體磁棒上，匝數(shù)少 自感系數(shù)小，自感系數(shù)小，感抗小感抗小 作用：作用：“通低頻，阻高頻通低頻，阻高頻”核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破一、電容、電感對(duì)交變電流作用的成因分析一、電容、電感對(duì)交變電流作用的成因分析1電容對(duì)交變電流的阻礙作用電容對(duì)交變電流的阻礙作用 當(dāng)交變電流當(dāng)交變電流“通過(guò)通過(guò)”電容器時(shí)，給電容器充電或電容器時(shí)，給電容器充電或放電，形成充電或放電電流，在形成電流的過(guò)程中，放電，形成充電或放電電流，在形成電流的過(guò)程中，對(duì)自由電荷

19、來(lái)說(shuō)，當(dāng)電源的電壓推動(dòng)它們向某一方對(duì)自由電荷來(lái)說(shuō)，當(dāng)電源的電壓推動(dòng)它們向某一方向做定向移動(dòng)的時(shí)候，電容器兩極板上積累的電荷向做定向移動(dòng)的時(shí)候，電容器兩極板上積累的電荷卻卻反抗反抗它們向這個(gè)方向做定向移動(dòng)，也就是說(shuō)在給它們向這個(gè)方向做定向移動(dòng)，也就是說(shuō)在給電容器充電或放電過(guò)程中，電容器充電或放電過(guò)程中，在電容器兩極形成跟原在電容器兩極形成跟原電壓相反的電壓，這就對(duì)電流產(chǎn)生了電壓相反的電壓，這就對(duì)電流產(chǎn)生了阻礙阻礙作用作用2電感對(duì)交變電流的阻礙作用電感對(duì)交變電流的阻礙作用交變電流通過(guò)線圈時(shí)，由于電流時(shí)刻在變化，線圈交變電流通過(guò)線圈時(shí)，由于電流時(shí)刻在變化，線圈中產(chǎn)生中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)自感電動(dòng)勢(shì)，自感電

20、動(dòng)勢(shì)阻礙電流的變化，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的變化，就形成了對(duì)交變電流的阻礙作用，因此，就形成了對(duì)交變電流的阻礙作用，因此，感抗的感抗的實(shí)質(zhì)是由線圈的自感現(xiàn)象引起的實(shí)質(zhì)是由線圈的自感現(xiàn)象引起的直流電通過(guò)線圈直流電通過(guò)線圈時(shí)，電流的大小、方向都不變，線圈中不產(chǎn)生自感時(shí)，電流的大小、方向都不變，線圈中不產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，也就沒(méi)有感抗電動(dòng)勢(shì)，也就沒(méi)有感抗特別提醒：特別提醒：當(dāng)電容器與直流電源的兩極相連接時(shí)，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)生接通的瞬間因電容器充電產(chǎn)生瞬時(shí)電流瞬時(shí)電流充電完畢充電完畢后，電容器兩極板間電壓與電源兩極間電壓相等，后，電容器兩極板間電壓與電源兩極間電壓相等

21、，電路中沒(méi)有電流電路中沒(méi)有電流電阻、感抗、容抗的區(qū)別電阻、感抗、容抗的區(qū)別電阻電阻電感器電感器電容器電容器產(chǎn)生阻產(chǎn)生阻礙的原礙的原因因定向移動(dòng)定向移動(dòng)的自由電的自由電荷與不動(dòng)荷與不動(dòng)的離子間的離子間的碰撞的碰撞由于電感由于電感器的器的自感自感現(xiàn)象現(xiàn)象阻礙阻礙電流的變電流的變化化電容器兩極板上電容器兩極板上聚集的電荷對(duì)向聚集的電荷對(duì)向相應(yīng)方向移動(dòng)的相應(yīng)方向移動(dòng)的電荷的電荷的反抗反抗作用作用在電路在電路中的作中的作用用對(duì)直流、對(duì)直流、交流均有交流均有相同的阻相同的阻礙作用礙作用只對(duì)變化只對(duì)變化的電流有的電流有阻礙作用，阻礙作用，即即“通直通直阻交阻交”不能通直流，只不能通直流，只能通變化的電能通變化的電流對(duì)直流電的流對(duì)直流電的阻礙作用為無(wú)窮阻礙作用為無(wú)窮大，對(duì)交流電的大，對(duì)交流電的阻礙作用隨頻率阻礙作用隨頻率的增大而減小，的增大而減小，即即“通交阻直通交阻直”決定決定因素因素由導(dǎo)體本身由導(dǎo)體本身的因素決定的因素決定(材料、長(zhǎng)短、材料、長(zhǎng)短、粗細(xì)粗細(xì))，與溫，與溫度有關(guān)，與度有關(guān)，與電流頻率無(wú)電流頻率無(wú)關(guān)關(guān)由導(dǎo)體本身由導(dǎo)體本身的自感系數(shù)的自感系數(shù)L和交流電的和交流電的頻率頻率f決定，決定，L、f越大，越大，