2018-2019学年高中物理鲁科版选修3-2 3.3交流电路中的电容和电感（教案 学案 课件 共3份）

第3节　交流电路中的电容和电感 学 习 目 标 知 识 脉 络 1.了解电感、电容对交变电流的阻碍作用．(重点) 2．了解感抗的概念及影响感抗大小的因素．(难点) 3．了解容抗概念及影响容抗大小的因素．(难点) 4．会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 [先填空] 1．实验电路 如图3－3－1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3－3－1 2．实验现象 L1 L2 L3 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)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． [再判断] 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．(×) [后思考] 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． [合作探讨] 我们日常生活中使用的220 V交流的电容设备，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． [核心点击] 1．电容对交变电流的阻碍作用 图3－3－2 (1)实验演示及现象 如图3－3－2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交流电源时，灯泡亮． (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3－3－3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，实际上自由电荷并没有从电容器两极板间通过． 图3－3－3 2．电感对交变电流的阻碍作用 (1)实验演示及现象 如图3－3－4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3－3－4 (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3－3－5中的(　　) 图3－3 ... ...