《2018年辽宁省大连市高中物理第5章交变电流5.3电感和电容对交变电流的影响课件新人教版选修》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018年辽宁省大连市高中物理第5章交变电流5.3电感和电容对交变电流的影响课件新人教版选修（52页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、复习,1.描述交变电流的物理量有那些？ 瞬时值、有效值、最大值、周期、频率2.交变电流:大小和方向都随时间做周期性的变化。简称交流（AC）,如图所示三种电压有何不同?若加在同一纯电阻两端,产生的电功率是否相同？ 若将上述三种电压加在自感线圈和电容器两端会有何不同？,第三节 电感和电容对交变电流的影响,（1）知识与技能 知道电感线圈有“通直流阻交流”和电容器有“隔直流通交流”的作用 知道感抗、容抗的大小由哪些因素决定 能解释电感和电容对交变电流产生影响的原因 了解电感和电容器在电子技术等方面的应用,（2）过程与方法 观察演示实验，理解实验过程中控制变量的方法 通过研究感抗（容抗）与自感系数（电容
2、）的定性关系，获得实验探究过程的体验 通过对电感和电容对交变电流影响的理论分析，体会理论解释实验的成功感受,（3）情感态度与价值观 通过实验的互动过程，诱发对探究物理规律的兴趣 简介电感和电容的应用，欣赏物理器件的美妙的应用 通过具实记录观察到的现象和数据，体验实事求是的科学态度,教学重点 知道电感线圈和电容器的作用 探究感抗、容抗的大小由哪些因素决定 教学难点 电感线圈和电容器的作用,本 节 导 航,1.电感对交变电流的阻碍作用2.交变电流能够通过电容器3.电容器对交变电流的阻碍作用,1.电感对交变电流的阻碍作用,如图所示装置：低压交直流电源，小灯泡，3个经过包装的电学元件（根据外面不能判断
3、是何元件）。,（1）将小灯泡直接接到交变电流源上，调节电压使灯泡正常发光（2）如果将1号电学元件串联入电路中，观察现象（灯泡变暗）（3）再将2号电学元件串联入电路中，观察现象（灯泡变得更暗）（4）然后将3号电学元件串联入电路中，观察现象（灯泡仍较暗）,演示1：,（1）将1号元件接相同电压的直流上，观察现象与演示1（1）情况相同亮度（2）将2号元件接相同电压的直流上，观察现象（比原来变亮）（3）将3号元件接相同电压的直流上，观察现象（亮了一下不亮）,演示2：,小结：1号元件对交直流的影响几乎相同，2号元件对交变电流的影响较大，3号元件对直流电影响很大，且直流电不能通过3号元件。 将这三个元件从暗
4、盒中拿出，分别得出1号元件为电阻、2号元件为电感线圈、3号元件为电容器。 说明：除电阻外，电感、电容对直流和交变电流的影响程度是不同的 。,实验：观察纯电阻电路中，电阻对电流的阻碍作用现象：电阻对直流电和交变电流的阻碍作用相同。,思考：在直流电路中，影响电流与电压关系的只有电阻，交变电流中影响电流与电压关系的是否只有电阻呢？,实验：观察电感对交变电流的阻碍作用。现象：接通直流源时，电灯泡亮一些，接通交流源时电灯泡暗一些。,分析：接交流电源时，由于变化的电流通过电感线圈时发生自感现象，产生阻碍电流变化的自感电动势，使得电路中的电流变得小而平缓，因此灯泡变暗。,实验结论： （1）电感对交变电流有阻
5、碍作用。（2）感抗：表示电感对交流电阻碍作用的大小。 线圈的自感系数越大、交变电流的频率越高，阻碍作用越明显，感抗越大。（3）实际应用：低频扼流圈和高频扼流圈。,低频扼流圈 构造：线圈绕在铁心上，匝数多，电阻小。 作用：“通直流、阻交流” 。 高频扼流圈 构造：线圈绕在铁氧体上，匝数少。 作用：通过低频，阻高频。,电感对交变电流的阻碍作用的大小用感抗的大小来表示。那么，感抗的大小可能与哪些因素有关呢？,研究感抗与自感系数的关系,将灯泡与线圈串联接入交变电流，线圈的连接分两次，一次是线圈匝数较少，另一次线圈的匝数较多。,现象：灯泡出现由亮变暗的现象。 说明：线圈的自感系数大时，线圈对交变电流的阻
6、碍作用大，感抗大。提示：线圈的自感系数在其他条件不变的情况下，匝数越多自感系数越大。,研究感抗与频率的关系,如果要研究感抗与交变电流频率的关系应该如何办？在电压不变的情况下选用变频的交变电流源，为了研究方便，我们可选信号发生器来替代。,保持电压不变的条件下，使输出交变电流的频率升高。,实验现象： 观察到灯泡变暗的现象 说明： 线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，阻碍作用越明显，感抗越大XL=2L,实验器材：低频信号发生器、电感、电流表 实验方法：控制变量法,与交变电流电压的关系（将灯泡换成交变电流表）,过程：在交变电流频率、线圈的自感系数不变的条件下，交流的电压加倍，电流加倍。可得出感抗与
7、交变电流电压U无关。结论：L越大感抗越大、越高感抗越大、感抗与U无关。,电感的种类,功率电感,叠层电感,电感镇流器,电感箱,线圈的阻碍作用越大，感抗也越大。即：通直流，阻交流；通低频，阻高频。,2.交变电流能够通过电容器,演示实验,观察电容对交变电流的作用,实验现象：通入直流电，灯泡不亮，说明直流电不能通过电容器，接入交流电时，灯泡亮了，说明交流能够通过电容器。 交流又表现出与直流不同的特性！ 实验结论：电容器有“通交流，隔直流”的作用。,实验现象分析：接交流电源时，电流并末通过极板间的绝缘介质，只是在交变电压作用下，电容器交替进行充、放电，电路中就有了电流。,交变电流能通过电容器,电容器两极
8、板被绝缘电介质隔开了，为什么有电流通过灯泡？ 交变电流可以“通过”电容器，电容器对交变电流有什么样的作用呢？,3.电容器对交变电流的阻碍作用,电容的种类,涤纶电容,标准电容,大容量电解电容,陶瓷微调电容,演示实验,观察电容器对交变电流的阻碍作用,实验： （1）改变电容值 ，观察灯泡亮暗 （2）改变交流频率，观察灯泡亮暗。 现象： （1）电容越大，灯泡越亮， （2）交流频率越高，灯泡越亮。,（1）电容器对交变电流有阻碍作用。（2）容抗：表示电容对交流的阻碍作用的大小。（3）电容越大，交流的频率越高，电容器的阻碍作用越小，容抗越小。 （4）实际应用：通交流、阻直流，通高频、阻低频。,实验结论：,容
9、抗的大小不仅与电容器构造有关，而且与通过的交流电（频率）有关。这表现了交流与直流不同的特性。 电容大一次充电量大；频率高单位时间内充电次数多，所以电流大，容抗小,注意,电容对交变电流的阻碍作用用容抗来表示,容抗：与交变电流的频率和电容器的电容有关，交变电流的频率越高电容器的电容越大，容抗越小。 公式：,动画：电感和电容对交变电流的影响,课 堂 小 结,（1） 交变电流的电流与电压的关系不仅与电阻有关，还与电感和电容有关。（2）电感与电容 电感：“通直流,阻交流；通低频,阻高频”。 电容：“通交流,隔直流；通高频,阻低频”。 （3）在电子技术中，电容、电感被广泛运用。,高 考 链 接,1.（19
10、97年全国，12）如图所示的电路中，电源的电动势恒定，要想使灯泡变暗，可以 （ ）A 增大R1 B 减小R1 C 增大R2 D 减小R2,AD,2.（08年江苏省统招）如图所示的电路中，三个相同的灯泡a、b、c和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计电键K从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有（ ） A a先变亮，然后逐渐变暗B b先变亮，然后逐渐变暗C c先变亮，然后逐渐变暗D b、c都逐渐变暗,AD,3.（2001年，安徽高考题）一平行板电容器，两板间的距离d和两板面积S都可调节，电容器两极板与电池相连接，以Q表示电容器的电量，E表示两极间的电场强度，则下列说法中正确的是（ ）
11、A 当d增大，s不变时，Q减小E减小 B 当s增大，d不变时，Q增大E增大 C 当d减小，s增大时，Q增大E增大 D 当s减小，d减小时，Q不变E不变,AC,课 堂 练 习,1.在电子技术中，从某一装置输出的电流常常既有交流成分，又有直流成分。如果只需要把交流成分输送到下一级装置，只要在两级电路之间接入一个电容器（称做隔直电容器）就可以了。电容器应并联还是串联接入电路？如图所示的接法对吗？为什么？,解答：电容器应串联接入电路，图示接法是正确的。由于电容器串联接入电路，直流成分不能通过，而交流成分可以通过电容器被输出到下一级装置。,2.在电子技术中，从某一装置输出的交流常常既有高频成分，又有低频
12、成分。如果只需要把低频成分输送到下一级装置，只要在下一级电路的输入端并联一个电容器就可以达到目的（如图）。具有这种用途的电容器叫做高频旁路电容器。请说明它的工作原理。,解答：电容器对高频成分的容抗小，对低频成分的容抗大，如图这样联接，高频成分就通过“旁路”的电容器，而低频成分输送到下一级装置。,教材习题答案,1.解答：三个电流表A1、A2、A3、所在之路分别为：纯电容电路、纯电感电路、纯电阻电路。改换电源后，交流电压的峰值没有变化，而频率增加了。对于纯电容电路，交流电压峰值不变，则电路两端电压的有效值不变。电容大小C未变，交变电流频率增大，则容抗变小，电流有效值增大，即A1读数增大。,对于纯电
13、感电路，交流电压峰值不变，则电路两端电压的有效值不变。电感大小L未变，交变电流频率增大，则感抗变大,电流有效值减小，即A2读数减小。对于纯电阻电路，交流电压峰值不变，则电路两端电压的有效值不变。虽然交变电流频率增大，但是对电阻大小没有影响，电阻大小未变，则电流有效值不变，即A3读数不变。,2.解答：由于电容器串联在前级和后级之间，前级输出的电流成分不能通过电容器，而交流成分可以通过电容器被输送到后级装置中，输入后级的成分中不含有前级的直流成分，所以两级的直流工作状态相互不影响。 3.解答：电容器对高频成分的容抗小，对低频成分的容抗大，按照教科书图5.3-8的连接，高频成分就通过“旁边”的电容器，而使低频成分输送到下一级装置。,
