《高中物理 5.3《电感电容对交变电流的影响》课件 新人教版选修3-2.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 5.3《电感电容对交变电流的影响》课件 新人教版选修3-2.ppt（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 第五章：交变电流 第 3 节：电感电容对交变电流的影响1. 了解电感和电容对交变电流的影响。了解电感和电容对交变电流的影响。2. 了解感抗与哪些因素有关了解感抗与哪些因素有关 。3. 知道交流电能知道交流电能“通过通过”电容器。电容器。4. 了解容抗与哪些因素有关。了解容抗与哪些因素有关。 从教材的要求来看，本课题对知识与技能的要求均不高。从教材的要求来看，本课题对知识与技能的要求均不高。一般可以简单比较电感和电容对交变电流的阻碍作用，进行一般可以简单比较电感和电容对交变电流的阻碍作用，进行一些理性的讲解，配合若干验证性的实验，使学生了解感抗一些理性的讲解，配合若干验证性的实验，使学生了解感
2、抗和容抗的大小与哪些因素有关。教材中对演示实验的要求很和容抗的大小与哪些因素有关。教材中对演示实验的要求很简单，更没有学生实验的要求。简单，更没有学生实验的要求。 本节课一开始通过电阻、电感、电容的对比图片，给学本节课一开始通过电阻、电感、电容的对比图片，给学生以一定的感性认识来导入新课。同时，本节课，我们利用生以一定的感性认识来导入新课。同时，本节课，我们利用了电感器对交流电的阻碍作用电容器对交流电的作用了电感器对交流电的阻碍作用电容器对交流电的作用等实验视频，来让学生体会电感器、电容对交变电流的阻等实验视频，来让学生体会电感器、电容对交变电流的阻碍作用。并探讨出相应的影响因素，使得学生能建
3、立起感抗、碍作用。并探讨出相应的影响因素，使得学生能建立起感抗、容抗的概念。最后通过例题的讲解，帮助学生掌握电感电容容抗的概念。最后通过例题的讲解，帮助学生掌握电感电容在电路中的作用，明确感抗、容抗与电流的关系。在电路中的作用，明确感抗、容抗与电流的关系。电电 阻阻 电电 感感 电电 容容在交流电路中，如果除了有在交流电路中，如果除了有电阻电阻外还有外还有电感电感、电容电容 如图，把带铁芯的线圈如图，把带铁芯的线圈 L 它们接到它们接到直流电源直流电源上与小灯泡上与小灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，再用导线连接线圈串联起来，先把它们接到直流电源上，再用导线连接线圈 L 两端两端 。观察两
4、种情况下灯泡的亮度。观察两种情况下灯泡的亮度。 电感器对直流电的作用电感器对直流电的作用电感器对直流电的作用电感器对直流电的作用一、电感器对交变电流的阻碍作用一、电感器对交变电流的阻碍作用结论：结论：电感线圈对直流电没有影响！电感线圈对直流电没有影响！实实 验验 一一 L S E 如图，把带铁芯的线圈如图，把带铁芯的线圈 L 它们接到它们接到交流电源交流电源上与小灯泡上与小灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，再用导线连接线圈串联起来，先把它们接到直流电源上，再用导线连接线圈 L 两端两端 。观察两种情况下灯泡的亮度。观察两种情况下灯泡的亮度。 电感器对交流电的作用电感器对交流电的作用电感器对
5、交流电的作用电感器对交流电的作用结论：结论：电感线圈对交流电有阻碍作用！电感线圈对交流电有阻碍作用！ L S u 一、电感器对交变电流的阻碍作用一、电感器对交变电流的阻碍作用实实 验验 二二 如图，改变交流电的如图，改变交流电的交流频率交流频率，线圈的（铁芯），线圈的（铁芯）自感系自感系数数。观察两种情况下灯泡的亮度。观察两种情况下灯泡的亮度。影响感抗大小的因素影响感抗大小的因素影响感抗大小的因素影响感抗大小的因素 结论：结论：电感线圈的自感系数越大、交流频率越高，电感线圈的自感系数越大、交流频率越高， 感抗感抗就越大就越大! L S u 一、电感器对交变电流的阻碍作用一、电感器对交变电流的阻
6、碍作用实实 验验 三三3. 影响感抗大小的因素影响感抗大小的因素线圈的自感系数线圈的自感系数 L交变电流的频率交变电流的频率 fL 越大，越大，f 越高，越高，XL 越大越大即：即：XL = 2L1. 定义：定义：电感线圈对交变电流的阻碍作用。电感线圈对交变电流的阻碍作用。2. 物理意义：物理意义：是描述电感对交变电流的阻碍作用大是描述电感对交变电流的阻碍作用大小的物理量，用字母小的物理量，用字母 XL 表示，单位是表示，单位是 欧欧 ( )。感感 抗抗1. 低频扼流圈：低频扼流圈：2. 高频扼流圈：高频扼流圈：1）构造构造：线圈绕在闭合的铁芯上，匝：线圈绕在闭合的铁芯上，匝数数 N 为几千到
7、几万，自感系数为几千到几万，自感系数 L 为几为几十亨，且线圈的电阻较小。十亨，且线圈的电阻较小。2）作用作用：通直流，阻交流通直流，阻交流1）构造构造：线圈绕在圆柱形的铁氧体芯：线圈绕在圆柱形的铁氧体芯上，匝数上，匝数 N 为几百或几十，自感系数为几百或几十，自感系数 L 为几个毫亨。为几个毫亨。2）作用作用：通直流，通低频，阻高频通直流，通低频，阻高频电感在生产科技中的应用电感在生产科技中的应用由于通过线圈的电流发生变化产生由于通过线圈的电流发生变化产生自感电动势自感电动势，电，电动势对电流的变化产生阻碍作用，频率越高，电流动势对电流的变化产生阻碍作用，频率越高，电流变化越快，产生的自感电
8、动势越大，阻碍作用越大，变化越快，产生的自感电动势越大，阻碍作用越大，感抗也就越大。感抗也就越大。 为什么电感线圈有通直流，阻交流的作用为什么电感线圈有通直流，阻交流的作用? ?1. 如图所示的电路中，如图所示的电路中，L 为电感线圈，为电感线圈，R 为灯泡，电流表内阻为为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压为 ，若保持电压的有效值不变，只将电，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为源频率改为 100 HZ，下列说法正确的有，下列说法正确的有 ( )A. 电流表示数增大电流表示数增大 B. 电压表示数增大电压表示数增大C. 灯泡变暗灯泡
9、变暗 D. 灯泡变亮灯泡变亮BC L V A R 如图，把小灯泡与电容器串联起来，把它们接到如图，把小灯泡与电容器串联起来，把它们接到直流直流电电源上，再用导线连接电容器两端。观察两种情况下灯泡的发源上，再用导线连接电容器两端。观察两种情况下灯泡的发光情况。光情况。电容器对直流电的作用电容器对直流电的作用电容器对直流电的作用电容器对直流电的作用二、电容器对交变电流的阻碍作用二、电容器对交变电流的阻碍作用结论：结论：直流电不能通过电容器！直流电不能通过电容器！实实 验验 四四C S E 如图，把小灯泡与电容器串联起来，把它们接到如图，把小灯泡与电容器串联起来，把它们接到交流交流电电源上，再用导线
10、连接电容器两端。观察两种情况下灯泡的发源上，再用导线连接电容器两端。观察两种情况下灯泡的发光情况。光情况。电容器对交流电的作用电容器对交流电的作用电容器对交流电的作用电容器对交流电的作用二、电容器对交变电流的阻碍作用二、电容器对交变电流的阻碍作用结论：结论：交流电能交流电能“通过通过”电容器！电容器！实实 验验 五五C S u 如图，把小灯泡与电容器串联起来，如图，把小灯泡与电容器串联起来，改变交流的频率和改变交流的频率和电容器的电容电容器的电容。观察两种情况下灯泡的发光情况。观察两种情况下灯泡的发光情况。影响容抗大小的因素影响容抗大小的因素影响容抗大小的因素影响容抗大小的因素二、电容器对交变
11、电流的阻碍作用二、电容器对交变电流的阻碍作用结论：结论：电容越大，交流的频率越高，电容器的容抗越小！电容越大，交流的频率越高，电容器的容抗越小！实实 验验 六六C S u 为什么电容有阻直流通交流的作用为什么电容有阻直流通交流的作用？1. 电容阻直流：电容阻直流：是是因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开了，故只有在通电的瞬间有短暂电流。了，故只有在通电的瞬间有短暂电流。2. 电容通交流：电容通交流：实际上也并没有电荷通过电容器的两个极实际上也并没有电荷通过电容器的两个极板间的绝缘介质，但当交流电压升高时，对电容器充电，板间的绝缘介质，但当交流电压升高时，对电容器
12、充电，有充电电流，而当交流电压降低时，电容器放电，有放电有充电电流，而当交流电压降低时，电容器放电，有放电电流。电流。充电充电放电放电I II II II I1. 定义：定义：电容器对交变电流的阻碍作用。电容器对交变电流的阻碍作用。3. 影响容抗大小的因素影响容抗大小的因素电容器的电容电容器的电容 C交变电流的频率交变电流的频率 f2. 物理意义：物理意义：描述电容对交变电流的阻碍作用大小描述电容对交变电流的阻碍作用大小的物理量，用字母的物理量，用字母 XC 表示，单位是表示，单位是欧欧 ( )。C 越大，越大，f 越高，越高，XC 越小越小4. 电容的作用：电容的作用：阻低频，通高频。阻低频
13、，通高频。容容 抗抗即：即：1. 隔直电容：隔直电容：隔直流，通交流隔直流，通交流把信号从前级送到后级时，在两级之把信号从前级送到后级时，在两级之间接入右图所示的的电容器，称为间接入右图所示的的电容器，称为耦耦合电容器合电容器。这个电容起到了。这个电容起到了“隔直流，隔直流，通交流通交流”的作用。的作用。2. 高频旁路电容：高频旁路电容：通高频，阻低频通高频，阻低频在前级电路的输入端在前级电路的输入端并联并联一个电容器。一个电容器。这样，进入下一级的高频成分就很少这样，进入下一级的高频成分就很少了。这个电容器叫做了。这个电容器叫做高频旁路高频旁路电容器。电容器。这个电容器起到了这个电容器起到了
14、“阻低频阻低频”的作用。的作用。电容在生产科技中的应用电容在生产科技中的应用2. 如图所示，平行板电容器与灯泡串联后接在交变电如图所示，平行板电容器与灯泡串联后接在交变电源上，灯泡正常发光，则（源上，灯泡正常发光，则（ ） A. 将介质板插入电容器中，灯泡将变暗将介质板插入电容器中，灯泡将变暗 B. 增大交变电流的频率，灯泡将变暗增大交变电流的频率，灯泡将变暗 C. 把电容器极板间距拉开一些，灯泡将变暗把电容器极板间距拉开一些，灯泡将变暗 D. 把电容器两极板错开一些，灯泡将变暗把电容器两极板错开一些，灯泡将变暗CD电阻、感抗和容抗的比较电阻、感抗和容抗的比较产生原因产生原因电路中的特电路中的
15、特点点决定因素决定因素电能的转化电能的转化与做功与做功电电阻阻感感抗抗容容抗抗定向移动的自由电定向移动的自由电定向移动的自由电定向移动的自由电荷与静止的离子间荷与静止的离子间荷与静止的离子间荷与静止的离子间的碰撞的碰撞的碰撞的碰撞由于电感线圈的自由于电感线圈的自由于电感线圈的自由于电感线圈的自感现象阻碍电流的感现象阻碍电流的感现象阻碍电流的感现象阻碍电流的变化变化变化变化电容器两极板上积累电容器两极板上积累电容器两极板上积累电容器两极板上积累的电荷对在这个方向的电荷对在这个方向的电荷对在这个方向的电荷对在这个方向上定向移动的电荷的上定向移动的电荷的上定向移动的电荷的上定向移动的电荷的反抗作用反
16、抗作用反抗作用反抗作用对直流和交对直流和交对直流和交对直流和交流均有阻碍流均有阻碍流均有阻碍流均有阻碍作用作用作用作用只对变化的只对变化的只对变化的只对变化的电流（如交电流（如交电流（如交电流（如交流）有阻碍流）有阻碍流）有阻碍流）有阻碍作用作用作用作用不能通直流不能通直流不能通直流不能通直流只能通变化只能通变化只能通变化只能通变化的电流的电流的电流的电流由导体本身由导体本身由导体本身由导体本身决定，与温决定，与温决定，与温决定，与温度有关度有关度有关度有关由自感线圈的由自感线圈的由自感线圈的由自感线圈的自感系数和交自感系数和交自感系数和交自感系数和交流电的频率决流电的频率决流电的频率决流电的
17、频率决定定定定由电容的大小由电容的大小由电容的大小由电容的大小和交流电的频和交流电的频和交流电的频和交流电的频率决定率决定率决定率决定电流通过电阻电流通过电阻电流通过电阻电流通过电阻做功，电能转做功，电能转做功，电能转做功，电能转化为内能化为内能化为内能化为内能电能和磁场电能和磁场电能和磁场电能和磁场能反复转化能反复转化能反复转化能反复转化电能和电场电能和电场电能和电场电能和电场能反复转化能反复转化能反复转化能反复转化感抗和容抗跟电感和电容本身有关感抗和容抗跟电感和电容本身有关还跟交流电的频率有关还跟交流电的频率有关1. 图所示，从图所示，从 ab 端输入的交流含有高频和低频成分，端输入的交流
18、含有高频和低频成分，为了使为了使 R上尽可能少地含有高频成分，采用图示电路，上尽可能少地含有高频成分，采用图示电路，其其 L 的作用是的作用是 ，C 的作用是的作用是 。RLCab阻高频阻高频通高频通高频2. 如图所示，当交流电源的电压如图所示，当交流电源的电压 ( 有效值有效值 ) U 220 V、频率频率 f 50 Hz 时，三只灯时，三只灯 A、B、C 的亮度相同的亮度相同 ( L 无无直流电阻直流电阻 )。(1) 将交流电源的频率变为将交流电源的频率变为 f 100 Hz，则，则 ; (2) 将电源改为将电源改为 U 220 V 的直流电源，则的直流电源，则 。 A. A 灯比原来亮灯
19、比原来亮 B. B 灯比原来亮灯比原来亮 C. C 灯和原来一样亮灯和原来一样亮 D. C 灯比原来亮灯比原来亮 AC BCRLCABC3. 如图所示，如图所示，L 为电感线圈，为电感线圈，R 为灯泡，电流表内阻为零，电为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无穷大，交流电源的电压压表内阻无穷大，交流电源的电压 u = 311sin100t V，若保持，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为电压的有效值不变，只将电源频率改为 100 Hz，下列说法正确，下列说法正确的是的是 ( ) A. 电流表示数增大电流表示数增大 B. 电压表示数增大电压表示数增大 C. 灯泡变暗灯泡变暗 D. 灯泡变亮灯泡变亮BC u L V A
