课堂新坐标2016_2017学年高中物理第3章交变电流第3节交流电路中的电容和电感教师用书鲁科版

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1、第3节　交流电路中的电容和电感学习目标知识脉络1.电感、电容对交变电流的阻碍作用．(重点)2.感抗的概念及影响感抗大小的因素．(难点)3.容抗概念及影响容抗大小的因素．(难点)4.利用电感和电容对交变电流的影响分析交变电路．(重点)电容、电感对直流和交流的影响1．实验电路如图331所示，将双刀双掷开关S分别接到电压相等的直流电源和交流电源上，观察灯泡的亮暗(三只灯泡相同)．图3312．实验现象L1L2L3直流电源(S′2断开)亮不亮亮交流电源(S′2断开)亮较亮较暗交流电源(S′2闭合)亮亮较暗3.实验表明(1)电阻器对直流和交流的影响是相同的；

2、(2)电容器不能让直流通过却能让交流通过，但对交流有一定的阻碍作用；(3)电感器既能让直流通过也能让交流通过，但对交流有一定的阻碍作用．1．电阻器对直流和交流的阻碍作用是不同的．(×)2．电感器对恒定电流不起阻碍作用．(√)3．电容器对交流电流不起阻碍作用．(×)直流电路和交流电路中影响电压和电流关系的因素一样吗？【提示】　不完全一样．直流电路中影响电压和电流关系的是电阻，而交流电路中影响电压和电流关系的不仅有电阻，还有线圈的感抗与电容器的容抗，它们对交变电流表现出不同的行为，存在着不同的作用，有着本质的区别．我们日常生活中使用的220V交流的电

3、容设备，如洗衣机等．探讨1：这些电容设备的金属外壳是否需要接地？【提示】　需要接地．探讨2：为什么要接地？若不接地，有时触摸外壳会有什么感觉？【提示】　与电源相连的机芯与金属外壳可以看做电容器的两个极板，交变电流能够通过这个“电容器”．外壳上带有电荷，用手摸外壳，将电荷通过人体导入地下，人会感到“麻手”，虽然这点“漏电”不会造成人身危害，但为了在机芯与外壳间真的漏电时确保安全，电气设备外壳都应该接地．1．电容对交变电流的阻碍作用(1)实验演示及现象如图332所示，将白炽灯泡和电容器串联在电路中．接通直流电源时，灯泡不亮；接通有效值与直流电源相同的

4、交流电源时，灯泡亮．图332(2)实验结论交变电流能够“通过”电容器．(3)实验现象的本质①直流不能“通过”电容器，是因为电容器两极板之间的绝缘介质阻隔了自由电荷的通过．②当把电容器接在交流电源两端，在交变电压的作用下当电源电压升高时，电容器充电，电路中形成充电电流，如图333甲所示；当电源电压降低时，电容器放电形成放电电流，如图乙所示．在交变电压变化的一个周期内电容器交替进行充电放电，电路中就有了持续的交变电流，好像交变电流“通过”了电容器，实际上是自由电荷并没有从电容器两极板间通过．图3332．电感对交变电流的阻碍作用(1)实验演示及现象如图

5、334所示，将电感器与白炽灯泡串联在电路中．接通直流电源时，灯泡亮些；接通有效值与直流电源相同的交流电源时，灯泡变暗．图334(2)实验结论电感器对交变电流有“阻碍”作用．(3)实验现象的本质①电感器是用金属导线绕制成的．当直流电通过线圈时，由于电流不变，自感现象不会发生，线圈相当于导线，对直流电路没有影响．②交变电流通过线圈时，由于电流时刻都在变化，所以自感现象就会不断地发生，而自感电动势总是要阻碍线圈中原来电流变化的，所以电感器对交变电流有阻碍作用．3．归纳总结(1)电容器不能让直流电通过却能让交流电通过，但对交流电有一定的阻碍作用．(2)电

6、感器既能让直流电通过也能让交流电通过，但对交流电有一定的阻碍作用．1．直流电源的电压与交流电源电压的有效值相同，自感线圈的直流电阻不计，则灯泡发光最亮的是图335中的(　　)图335【解析】　电容C、电感L都对交流电有阻碍作用，故A、B两图中灯不是最亮的；C图中灯被短路，不亮；D图中电容C有隔直流作用．所以D中灯泡最亮．【答案】　D2．如图336所示的电路中，正弦交流电压的有效值为220V，则关于交流电压表的示数，以下说法中正确的是(　　)图336A．等于220VB．大于220VC．小于220VD．等于零【解析】　虽然交变电流能通过电容器，但也受

7、到阻碍作用，电容器与电阻串联，根据分压原理可知电阻两端的电压小于电源电压，电压表测的是电阻两端的电压，即电压表的示数小于220V，故C正确．【答案】　C1．电容器不允许直流电通过，允许交流电通过但对交流电有阻碍作用．2．电阻不计的线圈对直流电无阻碍作用，相当于短路，对交流电有阻碍作用．电容器的容抗及其应用1．容抗电容器对交流有一定的阻碍作用．2．影响容抗的因素电容器的电容和交变电流的频率，电容越大，频率越高，容抗越小．3．实际应用隔直电容器——“隔直流，通交流”．高频旁路电容器——“阻低频，通高频”．1．电容器在交变电路中，相当于一个电阻具有分压

8、作用．(√)2．交流电的频率越低，电容器对其阻碍作用越大．(√)3．电容器是通直流、阻交流，通高频、阻低频．(×)为什么电容器与直流电源