魯科物理選修全冊PPT課件

1、新知初探自學(xué)導(dǎo)引新知初探自學(xué)導(dǎo)引一、電容、電感對直流和交流的影響實驗電路如圖所示，將雙刀雙擲開關(guān)S分別接到電壓相等的直流電源和交流電源上，觀察燈泡的亮暗(三燈泡相同)第1頁/共35頁實驗現(xiàn)象第2頁/共35頁實驗表明，電阻器對直流和交流的影響是_；電容器不能讓_通過卻能讓_通過，但對交流有一定的_；_既能讓直流通過也能讓交流通過，但對交流有一定的_作用相同的相同的直流直流交流交流阻礙作用阻礙作用電感器電感器阻礙阻礙第3頁/共35頁想一想1電容器“通交流”的演示中，電流真的流過電容器了嗎？提示：沒有，電容器在交變電壓作用下反復(fù)進行充電、放電，電路中有持續(xù)的交變電流，好像電流通過了電容器第4頁/共3

2、5頁二、電容器的容抗及其應(yīng)用1.容抗：電容器對交流的_作用2.影響容抗的因素：電容器的_和交變電流的_，電容量_，交變電流的頻率_，容抗越小3.實際應(yīng)用：隔直電容器_高頻旁路電容器_阻礙阻礙電容量電容量頻率頻率越大越大越高越高隔直流，通交流隔直流，通交流阻低頻，通高頻阻低頻，通高頻第5頁/共35頁想一想2隔直電容器與高頻旁路電容器中，哪一個的電容量大些？提示：隔直電容器的容抗要盡可能小，高頻旁路電容器的容抗要大一些，因此，隔直電容器電容大,高頻旁路電容器電容應(yīng)小一些.第6頁/共35頁三、電感器的感抗及其應(yīng)用1.感抗：電感對交流的_作用2.影響感抗的因素：電感器的自感系數(shù)_、交變電流的頻率_，感

3、抗越大3.實際應(yīng)用：低頻扼流圈_高頻扼流圈_阻礙阻礙越大越大越高越高阻交流，通直流阻交流，通直流阻高頻，通低頻阻高頻，通低頻第7頁/共35頁想一想3低頻扼流圈與高頻扼流圈的自感系數(shù)相同嗎？提示：不相同低頻扼流圈感抗大，自感系數(shù)大；高頻扼流圈感抗小，自感系數(shù)小第8頁/共35頁要點探究講練互動要點探究講練互動要點一電感、電容對交變電流作用的分析學(xué)案導(dǎo)引1.電感器對直流與交流都會產(chǎn)生感抗嗎？2.交變電流真能通過電容器嗎？電容器對交變電流的阻礙作用是怎樣產(chǎn)生的？第9頁/共35頁1.電感對交變電流的阻礙作用交變電流通過線圈時,由于電流時刻在變化,線圈中產(chǎn)生自感電動勢，自感電動勢阻礙電流的變化,就形成了對

4、交變電流的阻礙作用,因此，感抗的實質(zhì)是由線圈的自感現(xiàn)象引起的直流電通過線圈時，電流的大小、方向都不變，線圈中不產(chǎn)生自感電動勢，也就沒有感抗第10頁/共35頁2.交變電流能夠“通過”電容器當電容器接到交流電源上時，由于兩極板間的電壓變化，電壓升高時，電容器極板上的電荷量增加，形成充電電流，電壓降低時，電容器極板上的電荷量減少,形成放電電流,充放電交替進行，電路中就好像交變電流“通過”了電容器，實際上，自由電荷并沒有通過兩極板間的絕緣介質(zhì)第11頁/共35頁3.電容對交變電流的阻礙作用當交變電流“通過”電容器時，給電容器充電或放電，形成充電或放電電流，在形成電流的過程中，對自由電荷來說，當電源的電壓

5、推動它們向某一方向做定向移動的時候，電容器兩極板上積累的電荷卻反抗它們向這個方向做定向移動，也就是說在給電容器充電或放電過程中，在電容器兩極形成跟原電壓相反的電壓,這就對電流產(chǎn)生了阻礙作用第12頁/共35頁 如圖所示電路中，a、b兩端連接的交流電源既含有高頻交流，又含低頻交流；L是一個25 mH的高頻扼流圈，C是一個100 pF的電容器，R是負載電阻下列說法中不正確的是()例例1第13頁/共35頁AL的作用是“通低頻，阻高頻”BC的作用是“通交流，隔直流”CC的作用是“通高頻，阻低頻”D通過R的電流中，低頻交流所占的百分比遠遠大于高頻交流所占的百分比【思路點撥】根據(jù)電容器，電感器對交變電流影響

6、的特點分析第14頁/共35頁【精講精析】L是一個自感系數(shù)很小的高頻扼流圈，其作用是“通低頻，阻高頻”，選項A正確C是一個電容很小的電容器,在題圖電路中,對高頻交流的容抗遠小于對低頻交流的容抗，其作用是“通高頻，阻低頻”，選項C正確；因電路中無直流電流，選項B錯誤由于L對高頻交流的阻礙作用和C對高頻交流的旁路作用，使得通過R的電流中，低頻交流所占的百分比遠大于高頻交流所占的百分比，選項D正確【答案】B第15頁/共35頁變式訓(xùn)練1.直流電源的電壓與交流電源電壓的有效值相同，自感線圈的直流電阻不計，則燈泡發(fā)光最亮的圖是()第16頁/共35頁解析：選D.電容C、電感L都對交流電有阻礙作用，故A、B兩圖

7、中燈不是最亮的；C圖中燈被短路,不亮；D圖中電容C有隔直流作用.所以D中燈泡最亮第17頁/共35頁要點二電阻、感抗、容抗的比較學(xué)案導(dǎo)引1.產(chǎn)生電阻、感抗、容抗的實質(zhì)相同嗎？2.三種阻礙作用都是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能嗎？第18頁/共35頁電阻電阻感抗感抗容抗容抗產(chǎn)生的產(chǎn)生的原因原因定向移動定向移動的自由電的自由電荷與不動荷與不動的離子間的離子間的碰撞的碰撞由于電感線由于電感線圈的自感現(xiàn)圈的自感現(xiàn)象阻礙電流象阻礙電流的變化的變化電容器兩極電容器兩極板上積累的板上積累的電荷對這個電荷對這個方向定向移方向定向移動的電荷的動的電荷的反抗作用反抗作用在電路在電路中的特中的特點點對直流、對直流、交流均有交流均有阻礙

8、作用阻礙作用只對變化的只對變化的電流電流(如交流如交流)有阻礙作用有阻礙作用不能通直不能通直流流,只只能通變化能通變化的電流的電流第19頁/共35頁電阻電阻感抗感抗容抗容抗決定因決定因素素由導(dǎo)體本身由導(dǎo)體本身(長短、粗長短、粗細、材料細、材料)決定，與溫決定，與溫度有關(guān)度有關(guān)由線圈的由線圈的自感系數(shù)自感系數(shù)和交流電和交流電的頻率決的頻率決定定(成正比成正比)由電容的由電容的大小和交大小和交流電的頻流電的頻率決定率決定(成成反比反比)電能的電能的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)化與做功做功電流通過電電流通過電阻做功，電阻做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能能電能和磁電能和磁場能往復(fù)場能往復(fù)轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化電能與電電能與電場能往復(fù)場能

9、往復(fù)轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化第20頁/共35頁特別提醒：電感、電容接到交流電源上時，電能與磁場能或電場能反復(fù)轉(zhuǎn)化,所以電感、電容上不會消耗電能，而電流通過電阻時，必然會產(chǎn)生焦耳熱，從而造成電能的損耗三種阻礙，其本質(zhì)不同，特點不同第21頁/共35頁 (2012東北師大附中高二期末)如圖所示,電路中完全相同的三只燈泡L1、L2、L3分別與電阻R、電感L、電容C串聯(lián)，然后再并聯(lián)到220 V、50 Hz的交流電路上，三只燈泡亮度恰好相同若保持交變電壓不變，將交變電流的頻率提高到60 Hz,則發(fā)生的現(xiàn)象是()例例1第22頁/共35頁A三燈亮度不變B三燈均變亮CL1不變、L2變暗、L3變亮DL1不變、L2變亮、L3變暗【

10、思路點撥】電阻對交流電的阻礙作用與交流電的頻率無關(guān)；交流電的頻率越大，電感器對交流電的阻礙越大，電容器對交流電的阻礙越小第23頁/共35頁【精講精析】當交變電流的頻率增大時，線圈對交變電流的阻礙作用增大，通過燈泡L2的電流將因此而減小，所以燈泡L2的亮度將變暗；而電容對交變電流的阻礙作用則隨交變電流頻率的增大而減小，即流過燈泡L3的電流增大，所以燈泡L3將變亮由于電阻的大小與交變電流的頻率無關(guān)，流過燈泡L1的電流不變，因此其亮度也不變,因此C正確.【答案】C第24頁/共35頁變式訓(xùn)練2.如圖所示，甲、乙是規(guī)格相同的燈泡，接線柱a、b接電壓為U的直流電源時，無論電源的正極與哪一個接線柱相連，甲燈

11、均能正常發(fā)光，乙燈完全不亮當a、b接電壓的有效值為U的交流電源時，甲燈發(fā)出微弱的光，乙燈能正常發(fā)光，則下列判斷正確的是()第25頁/共35頁A與甲燈串聯(lián)的元件x是電容器，與乙燈串聯(lián)的元件y是電感線圈B與甲燈串聯(lián)的元件x是電感線圈，與乙燈串聯(lián)的元件y是電容器C與甲燈串聯(lián)的元件x是二極管，與乙燈串聯(lián)的元件y是電容器D與甲燈串聯(lián)的元件x是電感線圈，與乙燈串聯(lián)的元件y是二極管第26頁/共35頁解析：選B.由a、b接直流時的現(xiàn)象可知,元件x“通直流”，元件y“隔直流”；由a、b接交流電源時的現(xiàn)象可知，元件x“阻交流”，元件y“通交流”；根據(jù)電容器和電感線圈的特點，元件x是電感線圈，元件y是電容器，故B正

12、確第27頁/共35頁熱點示例創(chuàng)新拓展熱點示例創(chuàng)新拓展電容器與電感器在電路中的應(yīng)用經(jīng)典案例(8分)“二分頻”音箱內(nèi)有兩個不同口徑的揚聲器，它們的固有頻率分別處于高音、低音頻段，分別稱為高音揚聲器和低音揚聲器，音箱要將擴音機送來的含有不同頻率的混合音頻電流按高、低頻段分離出第28頁/共35頁來，送往相應(yīng)的揚聲器，以便使電流所攜帶的音頻信息按原比例還原成高、低頻的振動.圖為音箱的電路圖,高、低頻混合電流由a、b端輸入，L1和L2是線圈，C1和C2是電容器，試分析甲、乙兩個揚聲器中，哪一個是低音揚聲器，哪一個是高音揚聲器？第29頁/共35頁【審題指導(dǎo)】求解本題時應(yīng)注意分析清楚電感器、電容器在電路中所起的作用第30頁/共35頁【解題樣板】甲揚聲器中，L1串聯(lián)在電路中，對高頻電流的阻礙作用很大，對低頻電流阻礙作用較小；(2分)C1并聯(lián)在電路中，對高頻電流的阻礙作用小,可以給高頻電流提供通路，使低頻電流通過揚聲器傳出，所以甲為低音揚聲器(2分)第31頁/共35頁乙揚聲器中，C2串聯(lián)在電路中，對低頻電流的阻礙作用很大,對高頻電流阻礙作用很小;(2分)L2并聯(lián)在電路中，對低頻電流的阻礙作用小,可以給低頻電流提供通路，使高頻電流通過揚聲器傳出，所以乙為高音揚聲器(2分)【答案】見解題樣板第32頁/共35頁電風(fēng)扇的調(diào)速原理如圖所示是一種電風(fēng)