高二物理 交變電流3導(dǎo)學(xué)案

111課題交變電流課型 【學(xué)習(xí)目標(biāo)】 1知道為什么電感對(duì)交變電流有阻礙作用2知道用感抗來(lái)表示電感對(duì)交變電流阻礙作用的大小，知道感抗與哪些因素有關(guān)3知道交變電流能通過(guò)電容，知道為什么電容器對(duì)交變電流有阻礙作用4知道用容抗來(lái)表示電容對(duì)交變電流阻礙作用的大小，知道容抗與哪些因素有關(guān)【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】1、重點(diǎn)：電感和電容對(duì)交變電流的影響 2、難點(diǎn)：電感和電容對(duì)交變電流的影響【自主學(xué)習(xí)】新課一、感抗1定義： 對(duì)電流阻礙作用的大小，用感抗表示2感抗的成因：因?yàn)榻蛔冸娏鞯?隨時(shí)間周期性變化，這個(gè)變化的電流通過(guò)線(xiàn)圈時(shí)產(chǎn)生一個(gè)自感電動(dòng)勢(shì)，自感電動(dòng)勢(shì)總是阻礙 的變化，故線(xiàn)圈對(duì)交變電流有阻礙作用，這就是感抗3決定因素：感抗的實(shí)質(zhì)就是由線(xiàn)圈的自感現(xiàn)象引起的，線(xiàn)圈的自感系數(shù)L越 ，自感作用就越大，因而感抗也就越大；交流的頻率f越 ，電流的變化率就越大，自感作用也越大，感抗也就越大*實(shí)際上進(jìn)一步研究可得出線(xiàn)圈的感抗XL與它的自感系數(shù)L及交變電流的頻率f間有如下的關(guān)系：XL2fL說(shuō)明：通常所講的直流，常指恒定電流恒定電流流過(guò)電感線(xiàn)圈，電流沒(méi)有變化，因而就不產(chǎn)生自感現(xiàn)象因此，電感線(xiàn)圈對(duì)恒定電流而言無(wú)所謂感抗二、低頻扼流圈和高頻扼流圈1低頻扼流圈：自感系數(shù) 的線(xiàn)圈（約幾十亨），線(xiàn)圈電阻較 ，對(duì)直流的阻礙作用較小，這種線(xiàn)圈可以“通 ，阻 ”。2高頻扼流圈：自感系數(shù)較小的線(xiàn)圈（約幾個(gè)毫亨），對(duì)低頻交變電流的阻礙作用較 而對(duì)高頻交變電流的阻礙作用很 ，可以用來(lái)“通 ，阻 ”。三、交變電流能夠“通過(guò)”電容器（1）電流實(shí)際上并沒(méi)有通過(guò)電容器 ，也就是說(shuō)，自由電荷定向移動(dòng)，不會(huì)從一個(gè)極板經(jīng)極板間的電介質(zhì)到達(dá)另一個(gè)極板（2）電容器“通交流”，只不過(guò)是在交變電壓的作用下，當(dāng)電源電壓升高時(shí)，電容器 ，電荷向電容器的極板上集聚，形成 ；當(dāng)電源電壓降低時(shí)，電容器 ，電荷從電容器的極板上放出，形成 電容器交替進(jìn)行充電和放電，電路中就有了電流，表現(xiàn)為交流“通過(guò)”了電容器四、容抗1定義： 對(duì)交流的阻礙作用的大小，用容抗來(lái)表示2成因：電容器接入交流電路中后，極板上的電荷形成了二極板間的電壓，這電壓和電源電壓相反，從而產(chǎn)生了對(duì)交變電流的阻礙作用，即形成了容抗3決定因素：交流電路中的容抗和交變電流的頻率、電容器的電容成反比容抗與交變電流的頻率和電容的關(guān)系為XC ，即交流電的頻率越大，電容越 ，電容器對(duì)交變電流的阻礙作用越小，容抗越 說(shuō)明：電容不僅存在于成形的電容器中，也存在于電路的導(dǎo)線(xiàn)、元件及機(jī)殼間當(dāng)交流電頻率很高時(shí)，電容的影響會(huì)很大五、電感和電容在電路中的作用1電感的作用是：“通 、阻 、通 、阻 ”2電容的作用是：“通 、 直流、通 、阻 ”【疑難辨析】電阻、電感器、電容器對(duì)對(duì)交變電流阻礙作用的區(qū)別與聯(lián)系電阻電感器電容器產(chǎn)生的原因定向移動(dòng)的自由電荷與不動(dòng)的離子間的碰撞由于電感線(xiàn)圈的自感現(xiàn)象阻礙電流的變化電容器兩極板上積累的電荷對(duì)向這個(gè)方向定向移動(dòng)的電荷的反抗作用在電路中的特點(diǎn)對(duì)直流、交流均有阻礙作用只對(duì)變化的電流如交流有阻礙作用不能通直流，只能通變化的電流對(duì)直流的阻礙作用無(wú)限大，對(duì)交流的阻礙作用隨頻率的降低而增大決定 因素由導(dǎo)體本身（長(zhǎng)短、粗細(xì)、材料）決定，與溫度有關(guān)由導(dǎo)體本身的自感系數(shù)和交流的頻率f決定由電容的大小和交流的頻率決定電能的轉(zhuǎn)化與做功電流通過(guò)電阻做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能和磁場(chǎng)能往復(fù)轉(zhuǎn)化電流的能與電場(chǎng)能往復(fù)轉(zhuǎn)化【問(wèn)題思考】為什么交變電流能夠通過(guò)電容器？電容器的兩級(jí)板之間是絕緣的，不論是恒定電流還是交變電流，自由電荷都不能通過(guò)兩極板之間的絕緣體（電介質(zhì)）。通常所說(shuō)的交變電流“通過(guò)”電容器，并非有自由電荷穿過(guò)了電容器，而是在交流電源的作用下，當(dāng)電壓升高時(shí)，電容器充電，電容器極板上的電荷量增多，形成充電電流，當(dāng)電壓降低時(shí)，電容器放電，電容器極板上的電荷量減少，形成放電電流，由于電容器反復(fù)不斷地充電和放電，使電路中有持續(xù)的交變電流，表現(xiàn)為交變電流“通過(guò)”了電容器?！纠}解析】【例1】一個(gè)燈泡通過(guò)一個(gè)粗導(dǎo)線(xiàn)的線(xiàn)圈與一交流電源相連接，如圖所示一塊鐵插進(jìn)線(xiàn)圈之后，該燈將：（ ） A變亮 B變暗 C對(duì)燈沒(méi)影響 D無(wú)法判斷【解析】線(xiàn)圈和燈泡是串聯(lián)的，當(dāng)鐵插進(jìn)線(xiàn)圈后，電感線(xiàn)圈的自感系數(shù)增大，所以電感器對(duì)交變電流阻礙作用增大，因此電路中的電流變小，則燈變暗?！敬鸢浮緽【說(shuō)明】早期人們正是用改變插入線(xiàn)圈中鐵芯長(zhǎng)度的方法來(lái)控制舞臺(tái)燈光的亮暗的?！纠?】 如圖4所示，接在交流電源上的電燈泡正常發(fā)光，以下說(shuō)法正確的是A把電介質(zhì)插入電容器，燈泡變亮B增大電容器兩極板間的距離，燈泡變亮C減小電容器兩極板間的正對(duì)面積 111