高二物理 交变电流3导学案

111课题交变电流课型 【学习目标】 1知道为什么电感对交变电流有阻碍作用2知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小，知道感抗与哪些因素有关3知道交变电流能通过电容，知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用4知道用容抗来表示电容对交变电流阻碍作用的大小，知道容抗与哪些因素有关【学习重难点】1、重点：电感和电容对交变电流的影响 2、难点：电感和电容对交变电流的影响【自主学习】新课一、感抗1定义： 对电流阻碍作用的大小，用感抗表示2感抗的成因：因为交变电流的 随时间周期性变化，这个变化的电流通过线圈时产生一个自感电动势，自感电动势总是阻碍 的变化，故线圈对交变电流有阻碍作用，这就是感抗3决定因素：感抗的实质就是由线圈的自感现象引起的，线圈的自感系数L越 ，自感作用就越大，因而感抗也就越大；交流的频率f越 ，电流的变化率就越大，自感作用也越大，感抗也就越大*实际上进一步研究可得出线圈的感抗XL与它的自感系数L及交变电流的频率f间有如下的关系：XL2fL说明：通常所讲的直流，常指恒定电流恒定电流流过电感线圈，电流没有变化，因而就不产生自感现象因此，电感线圈对恒定电流而言无所谓感抗二、低频扼流圈和高频扼流圈1低频扼流圈：自感系数 的线圈（约几十亨），线圈电阻较 ，对直流的阻碍作用较小，这种线圈可以“通 ，阻 ”。2高频扼流圈：自感系数较小的线圈（约几个毫亨），对低频交变电流的阻碍作用较 而对高频交变电流的阻碍作用很 ，可以用来“通 ，阻 ”。三、交变电流能够“通过”电容器（1）电流实际上并没有通过电容器 ，也就是说，自由电荷定向移动，不会从一个极板经极板间的电介质到达另一个极板（2）电容器“通交流”，只不过是在交变电压的作用下，当电源电压升高时，电容器 ，电荷向电容器的极板上集聚，形成 ；当电源电压降低时，电容器 ，电荷从电容器的极板上放出，形成 电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流“通过”了电容器四、容抗1定义： 对交流的阻碍作用的大小，用容抗来表示2成因：电容器接入交流电路中后，极板上的电荷形成了二极板间的电压，这电压和电源电压相反，从而产生了对交变电流的阻碍作用，即形成了容抗3决定因素：交流电路中的容抗和交变电流的频率、电容器的电容成反比容抗与交变电流的频率和电容的关系为XC ，即交流电的频率越大，电容越 ，电容器对交变电流的阻碍作用越小，容抗越 说明：电容不仅存在于成形的电容器中，也存在于电路的导线、元件及机壳间当交流电频率很高时，电容的影响会很大五、电感和电容在电路中的作用1电感的作用是：“通 、阻 、通 、阻 ”2电容的作用是：“通 、 直流、通 、阻 ”【疑难辨析】电阻、电感器、电容器对对交变电流阻碍作用的区别与联系电阻电感器电容器产生的原因定向移动的自由电荷与不动的离子间的碰撞由于电感线圈的自感现象阻碍电流的变化电容器两极板上积累的电荷对向这个方向定向移动的电荷的反抗作用在电路中的特点对直流、交流均有阻碍作用只对变化的电流如交流有阻碍作用不能通直流，只能通变化的电流对直流的阻碍作用无限大，对交流的阻碍作用随频率的降低而增大决定 因素由导体本身（长短、粗细、材料）决定，与温度有关由导体本身的自感系数和交流的频率f决定由电容的大小和交流的频率决定电能的转化与做功电流通过电阻做功，电能转化为内能电能和磁场能往复转化电流的能与电场能往复转化【问题思考】为什么交变电流能够通过电容器？电容器的两级板之间是绝缘的，不论是恒定电流还是交变电流，自由电荷都不能通过两极板之间的绝缘体（电介质）。通常所说的交变电流“通过”电容器，并非有自由电荷穿过了电容器，而是在交流电源的作用下，当电压升高时，电容器充电，电容器极板上的电荷量增多，形成充电电流，当电压降低时，电容器放电，电容器极板上的电荷量减少，形成放电电流，由于电容器反复不断地充电和放电，使电路中有持续的交变电流，表现为交变电流“通过”了电容器。【例题解析】【例1】一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图所示一块铁插进线圈之后，该灯将：（ ） A变亮 B变暗 C对灯没影响 D无法判断【解析】线圈和灯泡是串联的，当铁插进线圈后，电感线圈的自感系数增大，所以电感器对交变电流阻碍作用增大，因此电路中的电流变小，则灯变暗。【答案】B【说明】早期人们正是用改变插入线圈中铁芯长度的方法来控制舞台灯光的亮暗的。【例2】 如图4所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是A把电介质插入电容器，灯泡变亮B增大电容器两极板间的距离，灯泡变亮C减小电容器两极板间的正对面积 111