經(jīng)典課件：電容器電感器(教科版)

1、2-4 電容器在交變電路中的作用 2-5 電感器在交變電路中的作用 一一 電容器對(duì)交變電流的導(dǎo)通作用電容器對(duì)交變電流的導(dǎo)通作用 導(dǎo)通 觀察思考觀察思考 1、圖中圖中D 為小燈泡，為小燈泡，C為電容器為電容器S為雙刀雙擲開關(guān)。把為雙刀雙擲開關(guān)。把 開關(guān)接在直流電源上，觀察小燈泡的發(fā)光情況。再把開關(guān)接開關(guān)接在直流電源上，觀察小燈泡的發(fā)光情況。再把開關(guān)接 在交流電源上，觀察小燈泡的發(fā)光情況。在交流電源上，觀察小燈泡的發(fā)光情況。 D C - +- + 直流電不能通過電容器，直流電不能通過電容器， 交流電能夠交流電能夠”通過通過”電容器。電容器。 以上兩種情況下燈泡發(fā)光情況有何不同？這說明了什么？以上兩

2、種情況下燈泡發(fā)光情況有何不同？這說明了什么？ 結(jié)論：電容器有結(jié)論：電容器有“通交流，通交流， 隔直流隔直流”的作用。的作用。 通入直流電，燈泡不亮，通入直流電，燈泡不亮， 接入交流電，燈泡亮了。接入交流電，燈泡亮了。 3 2 2. .如圖所示連接電路，其中如圖所示連接電路，其中G為零刻度位于表盤中央的為零刻度位于表盤中央的 電流表，電流表，S是單刀雙擲開關(guān)，是單刀雙擲開關(guān)，R是滑動(dòng)變阻器，先把開關(guān)是滑動(dòng)變阻器，先把開關(guān)S 扳至扳至1位置，觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況，經(jīng)過一段時(shí)間位置，觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況，經(jīng)過一段時(shí)間 再把開關(guān)再把開關(guān)S扳至扳至2位置，觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況。位置，觀察電流

3、表指針的偏轉(zhuǎn)情況。 在開關(guān)扳到在開關(guān)扳到1 1和扳到和扳到2 2的瞬間指針偏轉(zhuǎn)方向相同的瞬間指針偏轉(zhuǎn)方向相同 嗎？為什么在這兩個(gè)瞬間，電路中會(huì)有電流？嗎？為什么在這兩個(gè)瞬間，電路中會(huì)有電流？ 不相同不相同。在開關(guān)扳到。在開關(guān)扳到1 1瞬間，瞬間， 電源給電容器充電，有電源給電容器充電，有順時(shí)順時(shí) 針針充電電流流過電阻充電電流流過電阻R R；在；在 開關(guān)扳到開關(guān)扳到2 2瞬間，電容器放瞬間，電容器放 電，有電，有逆時(shí)針逆時(shí)針放電電流流過放電電流流過 電阻電阻R R。 4 理理論探究論探究 如圖所示，將交變電壓加在電容器兩端（導(dǎo)如圖所示，將交變電壓加在電容器兩端（導(dǎo) 線電阻不計(jì)）。線電阻不計(jì)）。

4、當(dāng)當(dāng)A、B兩端電壓兩端電壓升高升高時(shí)，電容時(shí)，電容 器充電。若器充電。若A端電勢(shì)高于端電勢(shì)高于B端電勢(shì)，端電勢(shì)， 則則a、b兩極板上的帶電情況如何兩極板上的帶電情況如何 變化？電路中的自由電子是如何變化？電路中的自由電子是如何 運(yùn)動(dòng)的？充電電流運(yùn)動(dòng)的？充電電流i的方向怎樣？的方向怎樣？ a a板帶正電荷，板帶正電荷，b b板帶負(fù)電荷；兩板帶電量都增加。電板帶負(fù)電荷；兩板帶電量都增加。電 路中路中自由電子沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)自由電子沿逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)；充電電流；充電電流（順時(shí)針）（順時(shí)針） 的方向?yàn)榈姆较驗(yàn)锳abBAabB。 5 當(dāng)當(dāng)A、B兩端電壓兩端電壓降低降低時(shí)，雖然時(shí)，雖然A端電端電 勢(shì)高于勢(shì)高

5、于B端電勢(shì)，但電容器開始放電。端電勢(shì)，但電容器開始放電。 如圖所示，此時(shí)如圖所示，此時(shí)a、b兩極板上的帶電兩極板上的帶電 情況如何變化？電路中的自由電子是情況如何變化？電路中的自由電子是 如何運(yùn)動(dòng)的？放電電流如何運(yùn)動(dòng)的？放電電流i的方向怎樣？的方向怎樣？ a a板聚集的正電荷，板聚集的正電荷，b b板聚集的負(fù)電荷板聚集的負(fù)電荷都不斷減少都不斷減少；電；電 路中路中自由電子沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)自由電子沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)；放電電流；放電電流（逆時(shí)針）（逆時(shí)針） 的方向?yàn)榈姆较驗(yàn)?aABb aABb 。 當(dāng)當(dāng)A、B兩端電壓反向升高、降低兩端電壓反向升高、降低 如此反復(fù)，情況會(huì)怎樣？如此反復(fù)，情況會(huì)怎樣？

6、電壓反向升高時(shí)，電壓反向升高時(shí)，b b板帶正電荷，板帶正電荷，a a板帶負(fù)板帶負(fù) 電荷，電荷，兩板帶電量都增加兩板帶電量都增加；電路中；電路中自由電子沿自由電子沿 順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)；充電電流的方向；充電電流的方向（逆時(shí)針）（逆時(shí)針） 為為BbaABbaA。 反向電壓降低時(shí)，反向電壓降低時(shí)，b b板聚集的正電荷，板聚集的正電荷，a a板板 聚集的負(fù)電荷聚集的負(fù)電荷都不斷減少都不斷減少；電路中；電路中自由電子沿自由電子沿 逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)逆時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)；放電電流的方向；放電電流的方向（順時(shí)針）（順時(shí)針） 為為bBAa bBAa 。 電容器能夠?qū)ń涣麟姷膶?shí)質(zhì)電容器能夠?qū)ń涣麟姷膶?shí)質(zhì) （

7、1 1）交變電流周期性地對(duì)電容器的）交變電流周期性地對(duì)電容器的充電、放電充電、放電。 （2 2）電容器兩極板間沒有電流通過，但在）電容器兩極板間沒有電流通過，但在連接電容器連接電容器 和電源的電路中和電源的電路中卻形成了交變電流。卻形成了交變電流。 當(dāng)導(dǎo)線電阻不能忽略，或電路中串聯(lián)有當(dāng)導(dǎo)線電阻不能忽略，或電路中串聯(lián)有其他電阻其他電阻 時(shí)時(shí)，電容器兩極板間的交變電壓電容器兩極板間的交變電壓不等于不等于電路兩端的電路兩端的 交變電壓交變電壓。 二 電容器對(duì)交變電流的阻礙作用電容器對(duì)交變電流的阻礙作用 實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究 1 1、如圖所示，把電容器、如圖所示，把電容器C和小燈泡和小燈泡D串聯(lián)，再與串聯(lián)

8、，再與 另一只完全相同的小燈泡另一只完全相同的小燈泡D并聯(lián)，用交流信號(hào)發(fā)生并聯(lián)，用交流信號(hào)發(fā)生 器作電源。交流信號(hào)發(fā)生器可以輸出不同頻率、不器作電源。交流信號(hào)發(fā)生器可以輸出不同頻率、不 同電源的正弦交流信號(hào)。閉合開關(guān)同電源的正弦交流信號(hào)。閉合開關(guān)S和和S，可以觀察，可以觀察 到小燈泡到小燈泡D和和D的發(fā)光有何不同？為什么？的發(fā)光有何不同？為什么？ 2 2、斷開開關(guān)、斷開開關(guān)S，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸出的電壓，使，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸出的電壓，使 小燈泡小燈泡D發(fā)出不太強(qiáng)烈的光，然后保持輸出發(fā)出不太強(qiáng)烈的光，然后保持輸出電壓不電壓不 變變而而改變改變信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)發(fā)生器的頻率頻率，觀察頻率升高或降，觀察

9、頻率升高或降 低時(shí)燈泡亮度的變化。低時(shí)燈泡亮度的變化。 3 3、在頻率、電壓不變的條件下，用、在頻率、電壓不變的條件下，用不同的電容不同的電容 器器與小燈泡與小燈泡D串聯(lián)，觀察電容值時(shí)小燈泡亮度的串聯(lián)，觀察電容值時(shí)小燈泡亮度的 變化情況。變化情況。 現(xiàn)象：現(xiàn)象： 在電容器和電源輸出電壓不變的情況下，在電容器和電源輸出電壓不變的情況下， 信號(hào)頻率越大，小燈泡亮度越亮信號(hào)頻率越大，小燈泡亮度越亮；在信號(hào)頻率；在信號(hào)頻率 電源輸出電壓不變的情況下，電源輸出電壓不變的情況下，電容越大，小燈電容越大，小燈 泡亮度越亮泡亮度越亮。 電容越大燈泡越亮，電容越小燈泡越暗。電容越大燈泡越亮，電容越小燈泡越暗。

10、頻率越高燈泡越亮，頻率越低燈泡越暗。頻率越高燈泡越亮，頻率越低燈泡越暗。 3 3、電容器在電路中的作用：、電容器在電路中的作用： 電容器的作用：電容器的作用：“通交流，隔直流，通交流，隔直流， 頻率越高，阻礙作用越小頻率越高，阻礙作用越小” 。 1 1、容抗：電容器對(duì)交流電的作用。、容抗：電容器對(duì)交流電的作用。 2 2、影響容抗大小的因素：、影響容抗大小的因素： （1 1）電容。電容越大，容抗越小。）電容。電容越大，容抗越小。 （2 2）頻率。頻率越高，容抗越小。）頻率。頻率越高，容抗越小。 電容器的作用：電容器的作用：“通交流，隔直流，通交流，隔直流， 通高頻，阻低頻通高頻，阻低頻” 。 三

11、三 電容器在電子技術(shù)中的應(yīng)用電容器在電子技術(shù)中的應(yīng)用 在電子技術(shù)中，從某一裝置輸出的電流常常既有交流成分，在電子技術(shù)中，從某一裝置輸出的電流常常既有交流成分， 又有直流成分。如果只需要把交流成分輸送到下一級(jí)裝置，又要求又有直流成分。如果只需要把交流成分輸送到下一級(jí)裝置，又要求 各級(jí)之間直流互不干擾，只要在兩級(jí)電路之間串聯(lián)一個(gè)電容器（各級(jí)之間直流互不干擾，只要在兩級(jí)電路之間串聯(lián)一個(gè)電容器（稱稱 為為隔直電容器隔直電容器）就可以了。如圖所示，電流通過電容器，只能是交）就可以了。如圖所示，電流通過電容器，只能是交 流部分通過電容器到達(dá)后一級(jí)裝置，直流電隔在前一級(jí)裝置。流部分通過電容器到達(dá)后一級(jí)裝置，

12、直流電隔在前一級(jí)裝置。 在兩級(jí)電路間串聯(lián)一個(gè)電在兩級(jí)電路間串聯(lián)一個(gè)電 容器來阻止容器來阻止直流直流成分通過，成分通過， 這種電容器就叫這種電容器就叫隔直電容隔直電容 器器。 1 1、隔直電容器：、隔直電容器： 隔直電容：直流不能通過電容隔直電容：直流不能通過電容 器器C，只能經(jīng)電阻，只能經(jīng)電阻R形成回路形成回路 隔直電容作用：隔直電容作用： 隔直流，通交流隔直流，通交流 12 傳輸?shù)慕涣餍盘?hào)除了有用的信號(hào)外，還常常含有傳輸?shù)慕涣餍盘?hào)除了有用的信號(hào)外，還常常含有高頻干擾高頻干擾 信號(hào)信號(hào)，這時(shí)可利用電容器對(duì)高頻電流阻礙小的特性，在下級(jí)電，這時(shí)可利用電容器對(duì)高頻電流阻礙小的特性，在下級(jí)電 路的輸入

13、端路的輸入端并聯(lián)并聯(lián)一個(gè)電容器，通過電容器可以濾除干擾信號(hào)。一個(gè)電容器，通過電容器可以濾除干擾信號(hào)。 可將混有高頻電流和低頻電流的交流信號(hào)中的可將混有高頻電流和低頻電流的交流信號(hào)中的高頻成分旁高頻成分旁 路濾掉的電容，稱做路濾掉的電容，稱做“旁路電容旁路電容”。 旁路電容的主要功能是產(chǎn)生一個(gè)旁路電容的主要功能是產(chǎn)生一個(gè)交流分路交流分路，從而消，從而消 去進(jìn)入易感區(qū)的那些不需要的能量。去進(jìn)入易感區(qū)的那些不需要的能量。 2 2、旁路電容器：、旁路電容器： 可將混有高頻電流和低頻可將混有高頻電流和低頻 電流的交流信號(hào)中的高頻電流的交流信號(hào)中的高頻 成分旁路濾掉的電容，稱成分旁路濾掉的電容，稱 做做旁

14、路電容旁路電容。 旁路電容：旁路電容：C的電容較小的電容較小， 低頻信號(hào)不能通過，但高頻低頻信號(hào)不能通過，但高頻 干擾信號(hào)可以通過干擾信號(hào)可以通過 高頻旁路電容作用：高頻旁路電容作用： 通高頻，阻低頻。通高頻，阻低頻。 2-5 電感器在交變電路中的作用 一一 電感對(duì)交變電流的電感對(duì)交變電流的阻礙阻礙作用作用 觀察思考觀察思考 1 1、如圖所示，將帶鐵芯的電感器、如圖所示，將帶鐵芯的電感器L L和小燈泡和小燈泡D D 串聯(lián)，再與另一只完全相同的小燈泡串聯(lián)，再與另一只完全相同的小燈泡DD并聯(lián)，用并聯(lián)，用 交流信號(hào)發(fā)生器作電源。閉合開關(guān)交流信號(hào)發(fā)生器作電源。閉合開關(guān)S S和和SS，可以觀，可以觀 察

15、到小燈泡察到小燈泡D D和和DD的發(fā)光有何不同？為什么？的發(fā)光有何不同？為什么？ 交流信號(hào)交流信號(hào) 發(fā)生器發(fā)生器 S D L D S D亮度大于亮度大于D亮度亮度。 原因：原因：電感器對(duì)交變電流有阻電感器對(duì)交變電流有阻 礙作用礙作用。 2 2、只閉合開關(guān)、只閉合開關(guān)S S，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸出的電壓，調(diào)節(jié)信號(hào)發(fā)生器輸出的電壓， 使小燈泡使小燈泡D D發(fā)出不太強(qiáng)烈的光，然后保持輸出電壓發(fā)出不太強(qiáng)烈的光，然后保持輸出電壓 不變而改變信號(hào)發(fā)生器的頻率，觀察頻率升高或不變而改變信號(hào)發(fā)生器的頻率，觀察頻率升高或 降低時(shí)燈泡亮度的變化。降低時(shí)燈泡亮度的變化。 3 3、把電感器的鐵芯抽出，在閉合開關(guān)、把電感器

16、的鐵芯抽出，在閉合開關(guān)S S，觀察，觀察 電感值時(shí)小燈泡亮度的變化情況。電感值時(shí)小燈泡亮度的變化情況。 4 4、保持其他條件不變，換用匝數(shù)不同的電感器、保持其他條件不變，換用匝數(shù)不同的電感器 的鐵芯抽出，觀察小燈泡亮度的變化情況。的鐵芯抽出，觀察小燈泡亮度的變化情況。 頻率越高，燈泡越暗。頻率越低，燈泡越亮。頻率越高，燈泡越暗。頻率越低，燈泡越亮。 鐵芯抽出，自感系數(shù)變小，燈泡變亮鐵芯抽出，自感系數(shù)變小，燈泡變亮 匝數(shù)越多，自感系數(shù)變大，燈泡變暗。匝數(shù)越多，自感系數(shù)變大，燈泡變暗。匝數(shù)越少，匝數(shù)越少， 自感系數(shù)變小，燈泡變亮。自感系數(shù)變小，燈泡變亮。 現(xiàn)象現(xiàn)象 在電感和電源輸出電壓不變的情況下

17、，在電感和電源輸出電壓不變的情況下，信號(hào)頻信號(hào)頻 率越大，小燈泡亮度越率越大，小燈泡亮度越暗暗； 在信號(hào)頻率電源輸出電壓不變的情況下，在信號(hào)頻率電源輸出電壓不變的情況下， 電感越大，小燈泡亮度越電感越大，小燈泡亮度越暗暗。 1 1、感抗：電感器對(duì)交流電的作用。、感抗：電感器對(duì)交流電的作用。 2 2、影響感抗大小的因素：、影響感抗大小的因素： （1 1）電感（自感系數(shù)）。電感越大，感抗越大。）電感（自感系數(shù)）。電感越大，感抗越大。 （2 2）頻率。頻率越高，容抗越大。）頻率。頻率越高，容抗越大。 3 3、電容器在電路中的作用：、電容器在電路中的作用： 電感器的作用：電感器的作用：“通直流，阻交流

18、，頻率越通直流，阻交流，頻率越 高，阻礙作用越大高，阻礙作用越大” 。 電感器的作用：電感器的作用：“通直流，阻交流，通低頻，通直流，阻交流，通低頻， 阻高頻阻高頻”。 (1)低頻扼流圈：低頻扼流圈： (2)高頻扼流圈：高頻扼流圈： 兩種扼流圈兩種扼流圈 構(gòu)造構(gòu)造：線圈繞在鐵芯上，匝數(shù)多：線圈繞在鐵芯上，匝數(shù)多 自感系數(shù)大，自感系數(shù)大，感抗大感抗大 作用作用：“通直流、阻交流通直流、阻交流” 構(gòu)造構(gòu)造：線圈繞在鐵氧體磁棒上，匝數(shù)少：線圈繞在鐵氧體磁棒上，匝數(shù)少 自感系數(shù)小，自感系數(shù)小，感抗小感抗小 作用：作用：“通低頻，阻高頻通低頻，阻高頻” 核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破 一、電容、電感對(duì)交變電流

19、作用的成因分析一、電容、電感對(duì)交變電流作用的成因分析 1電容對(duì)交變電流的阻礙作用電容對(duì)交變電流的阻礙作用 當(dāng)交變電流當(dāng)交變電流“通過通過”電容器時(shí)，給電容器充電或電容器時(shí)，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，放電，形成充電或放電電流，在形成電流的過程中， 對(duì)自由電荷來說，當(dāng)電源的電壓推動(dòng)它們向某一方對(duì)自由電荷來說，當(dāng)電源的電壓推動(dòng)它們向某一方 向做定向移動(dòng)的時(shí)候，電容器兩極板上積累的電荷向做定向移動(dòng)的時(shí)候，電容器兩極板上積累的電荷 卻卻反抗反抗它們向這個(gè)方向做定向移動(dòng)，也就是說在給它們向這個(gè)方向做定向移動(dòng)，也就是說在給 電容器充電或放電過程中，電容器充電或放電過程中，

20、在電容器兩極形成跟原在電容器兩極形成跟原 電壓相反的電壓，這就對(duì)電流產(chǎn)生了電壓相反的電壓，這就對(duì)電流產(chǎn)生了阻礙阻礙作用作用 2電感對(duì)交變電流的阻礙作用電感對(duì)交變電流的阻礙作用 交變電流通過線圈時(shí)，由于電流時(shí)刻在變化，線圈交變電流通過線圈時(shí)，由于電流時(shí)刻在變化，線圈 中產(chǎn)生中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)自感電動(dòng)勢(shì)，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的變化，自感電動(dòng)勢(shì)阻礙電流的變化， 就形成了對(duì)交變電流的阻礙作用，因此，就形成了對(duì)交變電流的阻礙作用，因此，感抗的感抗的 實(shí)質(zhì)是由線圈的自感現(xiàn)象引起的實(shí)質(zhì)是由線圈的自感現(xiàn)象引起的直流電通過線圈直流電通過線圈 時(shí)，電流的大小、方向都不變，線圈中不產(chǎn)生自感時(shí)，電流的大小、方向都不變，線

21、圈中不產(chǎn)生自感 電動(dòng)勢(shì)，也就沒有感抗電動(dòng)勢(shì)，也就沒有感抗 特別提醒：特別提醒：當(dāng)電容器與直流電源的兩極相連接時(shí)，當(dāng)電容器與直流電源的兩極相連接時(shí)， 接通的瞬間因電容器充電產(chǎn)生接通的瞬間因電容器充電產(chǎn)生瞬時(shí)電流瞬時(shí)電流充電完畢充電完畢 后，電容器兩極板間電壓與電源兩極間電壓相等，后，電容器兩極板間電壓與電源兩極間電壓相等， 電路中沒有電流電路中沒有電流 電阻、感抗、容抗的區(qū)別電阻、感抗、容抗的區(qū)別 電阻電阻電感器電感器電容器電容器 產(chǎn)生阻產(chǎn)生阻 礙的原礙的原 因因 定向移動(dòng)定向移動(dòng) 的自由電的自由電 荷與不動(dòng)荷與不動(dòng) 的離子間的離子間 的碰撞的碰撞 由于電感由于電感 器的器的自感自感 現(xiàn)象現(xiàn)象阻

22、礙阻礙 電流的變電流的變 化化 電容器兩極板上電容器兩極板上 聚集的電荷對(duì)向聚集的電荷對(duì)向 相應(yīng)方向移動(dòng)的相應(yīng)方向移動(dòng)的 電荷的電荷的反抗反抗作用作用 在電路在電路 中的作中的作 用用 對(duì)直流、對(duì)直流、 交流均有交流均有 相同的阻相同的阻 礙作用礙作用 只對(duì)變化只對(duì)變化 的電流有的電流有 阻礙作用，阻礙作用， 即即“通直通直 阻交阻交” 不能通直流，只不能通直流，只 能通變化的電能通變化的電 流對(duì)直流電的流對(duì)直流電的 阻礙作用為無窮阻礙作用為無窮 大，對(duì)交流電的大，對(duì)交流電的 阻礙作用隨頻率阻礙作用隨頻率 的增大而減小，的增大而減小， 即即“通交阻直通交阻直” 決定決定 因素因素 由導(dǎo)體本由導(dǎo)體本 身的因素身的因素 決定決定(材料、材料、 長(zhǎng)短、粗長(zhǎng)短、粗 細(xì)細(xì))，與溫，與溫 度有關(guān)，度有關(guān)， 與電流頻與電流頻 率無關(guān)率無關(guān) 由導(dǎo)體本由導(dǎo)體本 身的自感身的自感 系數(shù)系數(shù)L和交和交 流電的頻流電的頻 率率f決定，決定， L、f越大，越大， 感抗越大感抗越大