高中物理《电容器在交流电路中的作用》教案教科版选修3_2

第4、5节电容器在交流电路中的作用电感器在交流电路中的作用一、电容器在交流电路中的作用 1．电容器对交流电的导通作用(1)实验电路：将两个规格完全相同的小灯泡、电容器、双刀双掷开关、学生电源按照如图2­4­1所示的电路图连接起来。

图2­4­1(2)实验过程及分析实验操作 实验现象 实验结论把开关S 接直流电源 L 1不亮，L 2正常发光 恒定电流不能通过电容器 把开关S 接交流电源两灯都正常发光交变电流能够“通过〞电容器(1)实验电路：如图2­4­2所示，三个规格完全相同的小灯泡，三只电容器C 1、C 2、C 3(C 1>C 2＝C 3)，学生电源，开关，导线。

按照如图2­4­2所示的电路图连接起来。

1.电容器可导通交流电，电容器对交流电的阻碍作用称为容抗，其大小X C ＝12πfC。

2．电容器具有“隔直流、通交流〞、“阻低频、通高频〞的作用。

3．电感器对交变电流的阻碍作用的大小称为感抗，图2­4­2(2)实验过程及分析实验操作实验现象实验结论断开开关S1、S2，接上交流电源，观察L2、L3的发光情况L2、L3亮度相同电容器对交变电流有阻碍作用断开S1、闭合S2，将C3短路，观察L3的发光变化灯泡L3变亮闭合S1、S2，观察三个灯泡的发光情况L3最亮，L1较亮，L2最暗电容越大，阻碍作用越小(3)容抗①物理意义：表示电容器对交变电流阻碍作用的大小。

②影响容抗大小的因素：电容器的电容越大，交变电流的频率越高，容抗越小。

③公式：X C＝12πfC，单位：欧(Ω)。

其中f是交流电的频率，C是电容器的电容。

二、电感器在交流电路中的作用1．电感器由导线绕成的各种形状的线圈，电感器用字母“L〞及电路符号“〞表示。

2．电感器对交流电的阻碍作用(1)实验电路：将带铁芯的电感器L和灯泡D串联，再与另一完全相同的灯泡D′并联，接在以交流信号发生器为电源的两端，如图2­4­3所示。

《电感器在交流电路中的作用》本节着重说明交流与直流的区别，有利于加深学生对交变电流特点的认识。

教学重点突出交流与直流的区别，不要求深入讨论感抗的问题。

可结合学校实际情况，尽可能多用实验说明问题，不必在理论上进行讨论。

1. 了解电感器在交流电路中的作用、感抗和哪些因素相关。

2.通过实验，让学生自己去探究发现电感器对交流电的阻碍作用与电感器的电感、交流电频率之间的定性关系，并由此引出感抗的概念，激发学习兴趣，培养学生的分析推理能力和科学素养。

重点：电感器对交流电的阻碍作用难点：电感器对交流电的阻碍作用的成因以及感抗的概念带铁芯的电感器L ，灯泡2.5V,0.3A ，学生电源，导线，开关，信号发生器（可以产生频率不同的低压交流电）【课堂引入】电阻阻值很小的导线绕制成的线圈称为电感元件或电感器，电感器接入电路中，会产生一些有趣的现象，你知道吗？你能解释吗？演示实验：电路图如图所示。

(灯泡2.5V ，0.3A ；直流电源输出电压3V 。

)问题1、如图闭合S ′，再闭合S ，观察现象，说明现象原因？（灯泡D 逐渐变亮，通电自感现象，穿过线圈自身的磁通量的变化产生感应电动势阻碍电流的增加。

最终D 与D ′亮度相同，说明电流不变化时，线圈对电流的阻碍作用确实很小（可认为是导线）。

）问题2、断开S ，观察现象，说明现象原因？（灯泡D 逐渐变暗，断电自感现象，穿过线圈自身的磁通量的变化产生感应电动势阻碍电流的减少。

）问题3、换成交流电源，闭合S ′，再闭合S ，观察现象，试着说明现象的原因？ （灯泡D 亮度比灯泡D ′暗，线圈对交流电有明显的阻碍作用。

若自感系数较大，灯泡D 甚至不亮，提出：是不是灯泡D 的灯丝断了？再用两端绝缘的导线将线圈两端短路，发现灯泡又发光了。

看来灯丝未断，又说明什么呢？）（通过对比性的小实验以及一个个小问题，激发兴趣，产生求知欲望，温故知新，又产生新的问题。

）（过渡：电感器对恒定电流的阻碍作用很小，对变化的电流阻碍作用较大，因为交流电是变化的电流，因此自感线圈对交流电的阻碍作用较大。

3电感和电容对交变电流的影响[教学目的]1、了解电感器在交流电路中的作用、感抗和哪些因素相关2、了解电容器在交流电路中的作用、容抗和哪些因素相关[教学重点]电感和电容对于交流电路和直流电路的作用是不同的[教学难点]电容和频率对容抗的影响[教具]小灯泡、线圈（有铁芯）、电容器、交流电源、直流电源[教学过程]○、复习&引入1、复习提问：在日光灯电路中，自感线圈起到什么作用？☆学生：思考、答问…2、在这个事例中，我们已经领略了某些元件在交流电路中的奇妙作用，其规律也比电阻元件要复杂得多。

今天，我们将拓宽这方面的介绍。

一、电感对交变电流的阻碍作用具有自感作用的元件叫自感线圈，也称为电感。

电感在稳定的交流电路中能够持续分压，其定量的规律究竟怎样？演示：教材图5.3-1图实验：a、电路介绍；b、阻碍作用显示；c、阻碍作用和自感系数L相关（插进、拔出铁芯比较）。

☆师生共同总结：电感对交流点有阻碍作用；插入铁芯后，阻碍作用增大。

更多的事实表明，自感线圈的匝数改变、横截面积改变、长度改变，交变电流的频率改变，都会改变这种阻碍作用的大小。

而且，一般的规律是这样的：自感系数越大，阻碍作用越大；交流电的频率越高，阻碍作用越大。

1、感抗：电感对交变电流阻碍作用的大小。

自感系数越大，感抗越大；交流电的频率越高，感抗作用越大。

将详细的实验验证放到一边，我们能不能从理论的角度证明它的正确性？启发：同学们想一想，如果一个交流电源的频率很低，我们要求电感线圈对其产生显著的阻碍作用，可以怎样努力呢？☆学生：提高自感系数。

而当交流电源的频率已经很高的前提下，电感线圈要对交流电形成阻碍作用，对自感系数的要求就不是很高了。

人们利用电感的感抗和交流电频率、自感系数相关的特性制成了低频扼流圈和高频扼流圈。

2、低频扼流圈：自感系数很大的自感线圈（一般几十亨利），对低频交流电有显著的阻碍作用。

高频扼流圈：自感系数较小的自感线圈（一般几个毫亨），对高频交流电有显著的阻碍作用。

电感和电容对交变电流的影响教学目标1. 知识与技能(1)知道电感器和电容器在交、直流电路中的作用．(2)知道感抗、容抗的大小由哪些因素决定．(3)能解释电感和电容对交变电流产生影响的原因．(4)了解电感器和电容器在电子技术等方面的应用．2. 过程与方法(1)通过研究感抗和容抗的相关因素，获得实验探究过程的体验，切实理解实验过程中控制变量的方法．(2)通过对容抗的独立探究，经历探究的基本过程．3. 情感、态度与价值观(1)通过实验的互动过程，诱发对探究物理规律的兴趣．(2)通过记录观察到的现象和数据，培养实事求是的科学态度．(3)通过了解电感和电容的应用，感受物理元件的重要应用．(4)通过合作学习，培养学生主动与他人合作的精神和团队精神；通过真实记录观察到的现象，体验实事求是的科学态度．教学重难点1．电感、电容对交变电流的阻碍作用．2．感抗、容抗的物理意义．3．感抗的概念及影响感抗大小的因素．4．容抗的概念及影响容抗大小的因素．教学准备电感和电容特性演示仪、小灯泡、直流电源、多组变频电源、不同规格的电容器、不同规格的电感器、收音机、多媒体课件．Ｋ教学过程设计通过观察我们知道了电感器和电容器是组成收音机的重要电子元件，那么电感器和电容器在电路中的作用是什么呢？我们这节课就来学习电感器和电容器对交变电流的作用观察电源分别接直流和交变电流时，小灯泡的亮度有什么变化？这个实验说明了什么？观察开关分别接直流和交流电源时，小灯泡的亮度有什么变化？实验说明了什么？接通直流电源，小灯泡不亮，说明电容器可以板书设计3 电感和电容对交变电流的影响一、电感器对交变电流的阻碍作用1.电感器对交流的阻碍作用的大小用感抗表示2.决定感抗大小的因素：线圈的自感系数和交变电流的频率3.线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用越大，线圈的感抗越大4.扼流圈(1)低频扼流圈，“通直流，阻交流”(2)高频扼流圈，“通直流，通低频，阻高频”二、交变电流能够通过电容器电容器接到交流电源两端时，电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流三、电容器对交变电流的阻碍作用1.电容器对交变电流的阻碍作用用容抗表示2.容抗的决定因素：电容器的电容和交变电流的频率3.电容器的电容越大，交变电流的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用就越小，容抗越小。

高二物理选修3-2第五章交变电流第三节电感和电容对交变电流的影响教学目标：1.了解电感器和电容器对交变电流的阻碍和通导通作用2.知道感抗和容抗的物理意义及影响因素教学重点：1.电感、电容对交变电流的阻碍作用。

2.感抗、容抗的物理意义。

教学难点：1.感抗的概念及影响感抗大小的因素。

2.容抗的概念及影响容抗大小的因素。

教学过程：一、导入新课、板书课题回顾：交变电流的周期、频率、有效值、峰值以及相位和相位差。

导入：在交变电流电路中，有很多元件，那么电感和电容对交变电流有什么影响呢？二、出示目标、明确任务1.理解电感器和电容器对交变电流的阻碍和通导通作用2.熟记感抗和容抗的物理意义及影响因素三、学生自学、独立思考（限时2-3分钟）阅读课本37-39页内容，找到书中的知识点、重点、困惑点四、自学指导、紧扣教材1.阅读课本37-38页电感对交变电流的阻碍作用部分①阅读课本演示内容，尝试思考实验说明了什么？②通过阅读38页第一段，找到什么是感抗？它的大小与哪些因素有关？它的物理意义是什么？③电感器的分类，两种扼流圈，自感系数分别如何，都有什么样的特性？2.阅读课本38-39页交变电流能够通过电容器部分和电容器对交变电流的阻碍作用部分①观看38页演示视频，观察现象，这个实验说明了什么？②通过阅读39页第一段，尝试解释交流电“通过”电容器的实质是什么？③通过阅读2.3段，找到什么是容抗？它的大小和哪些因素有关？它的物理意义是什么？④尝试解决说一说中的问题，并思考电子设备和电子仪器的外壳为什么还会有电流？五、自学展示、精讲点拨1.①说明线圈对交变电流有阻碍作用，线圈具有“通直流、阻交流”的特性②电感对交变电流也有阻碍作用，阻碍作用的大小用感抗来表示。

实验和理论分析都表明，线圈的自感系数越大、交流的频率越高，电感对交流的阻碍作用就越大，也就是说，线圈的感抗就越大。

③扼流圈分为两种，一种是低频扼流圈，线圈绕在铁芯上，匝数为几千甚至超过一万，自感系数为几十亨。

2.4电容器在交流电路中的作用-2.5电感器在交流电路中的作用学案（2020年教科版高中物理选修3-2）4电容器在交流电路中的作用电容器在交流电路中的作用5电感器在交流电路中的作用电感器在交流电路中的作用学科素养与目标要求物理观念1.了解电感器和电容器对交变电流的阻碍和导通作用.2.建立感抗和容抗的概念，知道其物理意义及影响因素.3.简单了解电感器和电容器在电工.电子技术中的应用科学探究通过观察演示实验的现象归纳出电感器和电容器对交变电流的作用科学态度与责任在利用科学知识解释实验现象的过程中，逐步培养学生大胆提出科学猜想的精神一.电容器在交流电路中的作用1电容器对交流电的导通作用电容器接入交流电路中时，由于两极板间的电压在周期性地变化，使电容器反复地充电和放电，虽然电容器的两极板间并没有电流通过，但在连接电容器的电源和电路中形成交变电流2电容器对交流电的阻碍作用1容抗电容器对交流电的阻碍作用2影响因素电容器的电容和交流电的频率电容越小，容抗越大；频率越低，容抗越大3电容器在电子技术中的应用在电子技术中，常用的电容器有隔直电容和旁路电容二.电感器在交流电路中的作用1电感器对交流电的阻碍作用1感抗电感器对交流电的阻碍作用的大小2影响因素线圈的电感即自感系数L越大，交流电的频率越高，线圈对交流电的阻碍作用越大，即感抗越大2电感器在电子技术中的应用两种扼流圈低频扼流圈，主要作用“通直流，阻交流”.高频扼流圈，主要作用“通低频，阻高频”.1判断下列说法的正误1线圈的匝数越多，对同一个交变电流的阻碍作用就越大2线圈对交变电流的阻碍作用随着交变电流的频率的增大而减小3电流通过电容器，并不是电荷穿过电容器两极板间的绝缘层到达另一极板，而是电容器不断地充.放电的表现4电容器的电容越大，对同一交变电流的阻碍作用就越大2在频率为f的交变电流电路中，如图1所示，当开关S依次分别接通R.C.L支路，这时通过各支路的电流有效值相等若将交变电流的频率提高到2f，维持其他条件不变，则通过R的电流有效值________，通过C的电流有效值________，通过L的电流有效值________选填“不变”“变大”或“变小”图1答案不变变大变小一.电容器对交变电流的阻碍作用如图甲.乙所示，把灯泡和电容器串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上1观察灯泡的发光情况，并分析原因2若把图乙中的电容器去掉，变成图丙所示电路，会发生什么现象说明了什么3在图乙中，改变电容器的电容和电源频率，灯泡亮度会有什么变化说明了什么答案1题图甲中的灯泡不亮，题图乙中的灯泡亮题图甲中的电源是直流电源，电容器在电路中是断路，电路中没有电流，灯泡不亮题图乙中的电源是交流电源，把交流电源接到电容器两个极板上后，电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，好像是交流“通过”了电容器，灯泡就亮了，但实际上自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质2灯泡变得比乙中亮，说明电容器对交变电流有阻碍作用3电容越大，灯泡越亮；频率越高，灯泡越亮电容器的电容和交变电流的频率都对电容器对交变电流的阻碍作用有影响1电容器对交变电流的阻碍作用电源电压推动自由电荷定向移动，而电容器两极板上积累的电荷抗拒自由电荷的定向运动，从而产生了电容器对交变电流的阻碍作用2电容器在电路中常见的作用有两种隔直电容器通交流，隔直流高频旁路电容器通高频，阻低频例1如图2所示，电路由交流电源供电，最大电压保持不变，如果交变电流的频率升高，则下列说法中正确的是图2A电容器上的电荷量最大值增大B电容器的容抗增大C电路中灯泡的亮度变亮D电路中灯泡的亮度变暗答案C 解析当交变电流的频率升高时，电容器的容抗减小，灯泡的亮度变亮，灯泡两端的电压变大，故选项C正确，选项B.D错误；电容器两端的最大电压变小，由QCU可知，选项A 错误例2多选图3甲.乙两图是电子技术中的常用电路，a.b是各部分电路的输入端，其中输入的交流高频成分用“”表示，交流低频成分用“”表示，直流成分用“”表示关于两图中负载电阻R上得到的电流特征说法正确的是图3A图甲中R得到的是交流成分B图甲中R得到的是直流成分C图乙中R得到的是低频成分D图乙中R得到的是高频成分答案AC解析当交变电流加在电容器上时，电容器有“通交流.隔直流，通高频.阻低频”的特性，题图甲中电容器隔直流，R得到的是交流成分，A正确，B错误；题图乙中交流高频成分能通过电容器，电容器阻碍交流低频成分，R得到的是低频成分，C正确，D错误二.电感器对交变电流的阻碍作用如图所示，把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到有效值等于直流电源电压的交流电源上1两种情况下灯泡的亮度有什么不同说明了什么2乙图中换用自感系数更大的线圈或调换频率更高的交流电源，灯泡的亮度有何变化说明了什么答案1甲图中灯泡比乙图中灯泡更亮，说明电感器对交变电流有阻碍作用2不论是换用自感系数更大的线圈还是调换频率更高的交流电源，灯泡均变得更暗，说明线圈的自感系数越大，交流电的频率越高，线圈对交流电的阻碍作用越大交变电流通过电感器时，由于电流时刻在变化，在线圈中就会产生自感电动势，而自感电动势总是阻碍原电流的变化，故电感器对交变电流产生阻碍作用例3多选如图4所示实验电路中，若直流电压和交变电压的有效值相等，S为双刀双掷开关，下面叙述正确的是图4A当S掷向a.b时灯较亮，掷向c.d时灯较暗B当S掷向a.b时灯较暗，掷向c.d 时灯较亮CS掷向c.d，把电感线圈中的铁芯抽出时灯变亮DS掷向c.d，电源电压有效值不变，而使频率减小时，灯变暗答案AC解析线圈对直流无感抗，对交变电流有感抗，当交流电频率减小时，感抗变小，灯变亮；有铁芯时感抗更大，故把铁芯抽出时灯变亮三.电阻.感抗.容抗的对比1容抗的大小除了与电容自身的性质有关外，还与交变电流的频率有关若用XC表示容抗，则XC12fC.2感抗的大小除了与电感线圈自身的性质有关外，还与交变电流的频率有关若用XL表示感抗，则XL2fL.3电阻无论对直流还是交流，阻碍作用相同，只取决于电阻本身例4多选xx成都市检测如图5所示的电路中，A.B.C三灯亮度相同，电源为220V.50Hz的交流电源，以下叙述中正确的是图5A改接220V.100Hz的交流电源时，A灯变亮，B灯变暗，C灯亮度不变B改接220V.100Hz的交流电源时，A灯变暗，B灯变亮，C灯变亮C改接220V的直流电源时，A灯熄灭，B 灯变亮，C灯亮度不变D改接220V的直流电源时，A灯熄灭，B灯变亮，C灯变暗答案AC解析增加交流电源的频率时，感抗增大，容抗减小，电阻的阻碍作用不变，故A灯变亮，B灯变暗，C灯亮度不变，故A正确，B错误；改接直流电源时，电容器相当于断路，A灯熄灭，线圈无感抗，B灯更亮，电阻R阻碍作用不变，C 灯亮度不变，故C正确，D错误提示在分析电流变化时，把感抗.容抗类比于导体的电阻，再用欧姆定律分析学科素养通过例4进一步建立了感抗和容抗的概念；知道电阻.电感器.电容器在直流电路和交流电路中的作用1电阻对交流.直流有相同的阻碍作用，交流频率变化时，阻碍作用不变；2电容器通交流.隔直流，通高频.阻低频；3电感器通直流.阻交流，通低频.阻高频通过这样的提炼和升华，很好地体现了“物理观念”的学科素养.1容抗的理解如图6所示的电路，F为一交流发电机，C为平行板电容器，为使电流表A的示数增大，可行的办法是图6A使发电机F的转速增大B使发电机F的转速减小C在平行板电容器间换用相对介电常数较小的电介质D使电容器两极板间的距离增大答案A解析当发电机转速增大时，交变电流的频率增大，电容器容抗减小，且发电机输出的交变电流的有效值变大，电流表A的示数增大，A项正确，B项错误；在平行板电容器间换用相对介电常数较小的电介质时，电容器的电容减小，电容器两极板间距离增大时电容也减小，当电容减小时，容抗增大，对交变电流的阻碍作用增大，电流表A的示数减小，C.D项错误2感抗的理解多选在如图7所示的电路中，L为电感线圈，灯泡的电阻值为R，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u2202sin100tV若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100Hz，下列说法正确的是图7A电流表示数增大B电压表示数增大C灯泡变暗D灯泡变亮答案BC解析由u2202sin100tV，可得电源原来的频率f21002Hz50Hz，当电源频率由原来的50Hz增为100Hz时，线圈的感抗增大，在电压有效值不变的情况下，电路中的电流减小，选项A错误；灯泡的电阻值R 是一定的，电流减小时，灯泡实际消耗的电功率PI2R减小，灯泡变暗，选项C正确，D错误；电压表与电感线圈并联，其示数为线圈两端的电压UL，设灯泡两端电压为UR，则电源电压的有效值为UULUR，因URIR，故电流I减小时，UR减小，因电源电压的有效值保持不变，故ULUUR增大，选项B正确3电阻.感抗.容抗的对比xx抚顺市六校高二下学期期末在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，外电路如图8所示，其中三个灯泡都可视为阻值相等的定值电阻，如果线圈在磁感应强度大小为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的OO轴匀速转动，角速度为时灯泡L1最亮，灯泡L2.L3一样亮，现将线圈转动的角速度增大到2，则下列说法中正确的是图8A灯泡L1最亮，灯泡L3次之，L2最暗B灯泡L1最亮，灯泡L2次之，L3最暗C灯泡L1最亮，灯泡L2.L3一样亮D灯泡L3最亮，灯泡L1次之，L2最暗答案A解析当线圈转动的角速度变大时，感应电动势的最大值变大，交流电的频率变大，则电感线圈对交流电的感抗增大，电容器对交流电的容抗减小，灯泡L1最亮，灯泡L3次之，L2最暗，A正确4电阻.感抗.容抗的对比多选如图9所示的电路中，a.b两端连接的交流电源中既含高频交流，又含低频交流，L是一个25mH的高频扼流圈，C是一个100pF的电容器，R是负载电阻，下列说法正确的是图9AL的作用是“通低频，阻高频”BC的作用是“通低频，隔高频”CC的作用是“通高频，阻低频”D通过R的电流中，低频交流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比答案ACD解析因为电感器L是一个高频扼流圈，“通低频，阻高频”，选项A 正确；C是一个电容较小的电容器，所以对低频的交流容抗较大，选项C正确，B错误；根据分析可知通过电阻R的电流中，低频交流所占百分比远远大于高频交流所占的百分比，选项D正确5电容器和电感器的应用多选如图10所示，某电子电路的输入端输入电流既有直流成分，又有交流低频成分和交流高频成分若通过该电路只把交流的低频成分输送到下一级，那么关于该电路中各器件的作用，下列说法中正确的有图10AL在此的功能为通直流，阻交流，叫高频扼流圈BC1在此的功能为通交流，隔直流，叫隔直电容CC2在此的功能为通高频.阻低频，叫高频旁路电容D上述说法都正确答案BC解析L在此的功能为通直流.阻交流，将交流成分送到下一级，是低频扼流圈，自感系数很大，故A错误；C1在此的功能为通交流，隔直流，使直流不能到达下一级电路，叫隔直电容，故B正确；C2与输出电路并联，功能为通高频，阻低频，使高频成分能通过，低频成分到达下一级，C2又叫高频旁路电容，故C正确；由以上分析可知，D错误6电容器和电感器的应用多选xx江苏单科某音响电路的简化电路图如图11所示，输入信号既有高频成分，也有低频成分，则图11A电感线圈L1的作用是通高频B电容器C2的作用是通高频C扬声器甲用于输出高频成分D扬声器乙用于输出高频成分答案BD解析在电路中电感线圈的作用是“通直流.阻交流，通低频.阻高频”，在电路中电容器的作用是“通交流.隔直流，通高频.阻低频”，所以A错误，B正确扬声器甲输出低频成分，扬声器乙输出高频成分，故C错误，D正确。

4-5 电容器、电感器在交流电路中的作用[目标定位] 1.通过实验了解电容、电感对交变电流的阻碍，能够分析简单电路中的电容、电感的作用.2.知道感抗、容抗，了解感抗、容抗与哪些因素有关.一、电容器在交流电路中的作用1.电容器对交流电的导通作用(1)实验电路(如图1)：图1(2)实验现象：电路中串有电容器时，接通直流电源，灯泡不亮；接通交流电源，灯泡亮.(3)实验结论：交变电流能够通过电容器，直流不能通过电容器.2.电容器对交流电的阻碍作用图2(1)容抗①定义：电容器对交变电流阻碍作用的大小.②影响因素：电容器的电容越大，交流的频率越高，容抗越小.(2)应用①隔直电容：如图2，直流不能通过电容器C，只能经电阻R形成回路.②旁路电容：如图3，C的电容较小，低频信号不能通过，但高频干扰信号可以通过.图3深度思考(1)交变电流为什么能“通过”电容器？(2)电容器为什么会对交变电流有阻碍作用？答案(1)把交流电源接到电容器两个极板，电容器交替进行充电和放电，于是电路中就有了电流，好像是交变电流“通过”了电容器，但实际自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质.(2)对于在导线中形成电流的自由电子来说，当电源的电动势推动它们向某一方向做定向运动时，电容器两极板上积聚的电荷就阻碍它们向这个方向运动，这就产生了电容器对交变电流的阻碍作用.例1如图4所示，电路由交流电源供电，最大电压保持不变，如果交变电流的频率升高，则下列说法中正确的是( )图4A.电容器上的电荷量最大值增大B.电容器的容抗增大C.电路中灯泡的亮度变亮D.电路中灯泡的亮度变暗解析当交变电流的频率升高时，电容器的容抗减小，灯泡的亮度变亮，灯泡两端的电压变大，故选项C正确，选项B、D错误；由Q＝CU可知，选项A错误.答案 C交变电流不同于直流，交变电流能“通过”电容器，所以灯泡会亮.交变电流的频率改变，电容器的容抗改变，电容器两端的电压变化，灯泡两端的电压也随着变化.例2如图5甲、乙两图是电子技术中的常用电路，a、b是各部分电路的输入端，其中输入的交流高频成分用“～～～”表示，交流低频成分用“～”表示，直流成分用“—”表示.关于两图中负载电阻R上得到的电流特征是( )图5A.图甲中R得到的是交流成分B.图甲中R得到的是直流成分C.图乙中R得到的是低频成分D.图乙中R得到的是高频成分解析当交变电流加在电容器上时，有“通交流，隔直流，通高频、阻低频”的特性，甲图中电容器隔直流，R得到的是交流成分，A正确，B错误；乙图中电容器能通过交流高频成分，阻碍交流低频成分，R得到的是低频成分，C正确，D错误.答案AC电容器对交流电的阻碍作用概括为“通交流、隔直流；通高频，阻低频”.二、电感器在交流电路中的作用1.实验探究：(如图6所示)图6该实验中直流电源的电压与交流电电压的有效值相等.(1)实验现象：接通直流电源时，灯泡亮些；接通交流电源时，灯泡暗些.(填“亮些”或“暗些”)(2)实验结论：电感线圈对交变电流有阻碍作用.2.感抗：(1)定义：电感器对交变电流阻碍作用的大小.(2)影响因素：线圈的自感系数越大，交流的频率越高，感抗越大.(3)感抗的应用类型低频扼流圈高频扼流圈区别自感系数较大较小感抗大小较大较小作用通直流、阻交流通直流、通低频、阻高频深度思考电感器为什么对交变电流有阻碍作用？答案电感器的阻碍作用是由交变电流通过线圈时的自感电动势引起的，自感系数越大，交变电流的频率越高，自感电动势越大，对电流的阻碍作用越大.例3在如图7所示的电路中，L为电感线圈，D为灯泡，电流表的内阻为0，电压表的内阻无限大，交流电源的电压为u＝2202sin (100πt) V.若保持电压的有效值不变，只将电源的频率改为100Hz，下列说法中正确的是( )图7A.电流表的示数增大B.电压表的示数增大C.灯泡变暗D.灯泡变亮解析由u＝2202sin (100πt) V，可得电源原来的频率为f＝ω2π＝100π2πHz＝50Hz，当电源的频率由原来的50Hz增大为100Hz时，线圈的感抗增大，在电压不变的情况下，电路中的电流减小，选项A错误.灯泡D的电阻是一定的，电流减小时，灯泡D实际消耗的电功率P＝I2R减小，灯泡D变暗，选项C正确，选项D错误.电压表与电感线圈并联，其示数为线圈两端的电压U L；设灯泡D两端的电压为U D，则电源电压的有效值为U＝U L＋U D，因U D＝IR，故电流I减小时，U D减小，因电源电压的有效值保持不变，故U L＝U－U D增大，选项B正确.答案BC线圈对交变电流感抗的大小不仅与线圈自身(自感系数)有关，还与交变电流的频率有关.交流电的频率越大，感抗越大.三、电阻、感抗、容抗的作用及区别1.容抗的大小除了与电容自身的性质有关外，还与交变电流的频率有关.若用X C表示容抗，则X C＝12πfC.2.感抗的大小除了与电感线圈自身的性质有关外，还与交变电流的频率有关，若用X L表示感抗，则X L＝2πfL.3.电阻无论对直流还是交流，阻碍作用相同，只取决于电阻本身.例4如图8所示，当交流电源电压恒为220V，频率为50Hz时，三只灯泡A、B、D的亮度相同，若将交流电的频率改为100Hz，则( )图8A.A灯最暗B.B灯最暗C.D灯最暗D.三只灯泡的亮度依然相同解析当交变电流的频率增大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，所以A灯变暗，B 灯变亮，D灯亮度不变，故A正确.答案 A电感器、电容器对交变电流的阻碍作用与交变电流的频率有关，而电阻对交变电流的阻碍作用和交变电流的频率无关.1．(容抗及其应用)在如图9所示电路中，交变电源是有效值为220 V的电源，C是电容器，R是电阻，关于交流电压表的示数，下列说法中正确的是( )图9A．等于220 V B．大于220 VC．小于220 V D．等于零答案 C解析虽然交变电流能通过电容器，但对交流有阻碍作用，电容器的容抗与电阻串联，根据串联分压原理可知电阻两端电压应小于电源电压，而电压表测的是电阻两端的电压，故选项C正确．2.(感抗及其应用)(多选)如图10所示的实验电路中，若交流电压的有效值与直流电压相等，S为双刀双掷开关，下列叙述中正确的是( )图10A.当S掷向a、b时灯较亮，掷向c、d时灯较暗B.当S掷向a、b时灯较暗，掷向c、d时灯较亮C.S掷向c、d，把电感线圈中的铁芯抽出来时灯变亮D.S掷向c、d，电源电压不变，而使频率减小时灯变暗答案AC解析线圈对恒定电流无感抗，对交变电流有感抗，并且有铁芯时感抗变大.故选项A、C正确.3.(感抗、容抗的区别)在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分，经放大后送给下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输入给下一级，我们采用了如图11所示的装置电路，其中代号a、b应选择的元件是( )图11A.a是电容较大的电容器，b是低频扼流圈B.a是电容较大的电容器，b是高频扼流圈C.a是电容较小的电容器，b是低频扼流圈D.a是电容较小的电容器，b是高频扼流圈答案 D解析a应该将高频成分旁路掉，所以应该用电容较小的电容器；b应该让低频成分通过，所以应该用高频扼流圈.故选项D正确.4.(电阻、感抗、容抗的区别)如图12所示，把电阻R、电感线圈L、电容器C并联到一交流电源上，三个电流表的示数相同.若保持电源电压大小不变，而将频率降低，则三个电流表的示数I1、I2、I3的关系是( )图12A.I1＝I2＝I3B.I1>I2>I3C.I2>I1>I3D.I3>I1>I2答案 C解析在交流电路中，当频率减小时，电阻对交流的阻碍作用不变，电感线圈对交流的阻碍作用(感抗)减小，电容器对交流的阻碍作用(容抗)增大.电流与电压、电阻(感抗、容抗)的关系符合欧姆定律.所以R支路电流I1不变，L支路电流I2增大，C支路电流I3减小，选项C 正确.题组一容抗及其应用1.(多选)对电容器能通交变电流的原因，下列说法正确的是( )A.当电容器接到交流电源上时，因为有自由电荷通过电容器，电路中才有交变电流B.当电容器接到交流电源上时，电容器交替进行充电和放电，电路中才有交变电流C.在有电容器的交流电路中，没有电荷定向移动D.在有电容器的交流电路中，没有电荷通过电容器答案BD解析电容器实质上是通过反复充、放电来实现通电的，并无电荷通过电容器.2.如图1所示，白炽灯和电容器串联后接在交流电源的两端，当交流电的频率增加时( )图1A.电容器电容增加B.电容器电容减小C.灯变暗D.灯变亮答案 D解析由C＝εr S4πkd可知，C与f无关，故C不变，A、B错误.交变电流的频率增加，容抗变小，电流变大，故D正确.3．(多选)如图2所示为某电器中电路的一部分，当输入有直流成分、交流低频成分和交流高频成分的电流后，在其输出端得到可调大小的交流低频成分，那么有关各元器件作用的说法，正确的是( )图2A．C1为高频旁路电容器，交流高频成分被该电容器大量分流B．R为滑动变阻器，它的滑片上下移动可以改变输出端电压的大小C．C2为隔直电容器，交流低频成分通过该电容器输出D．C1的电容较大，C2的电容较小答案ABC解析据题意，欲得到交流低频，则高频交流应通过C1滤掉，直流自然不能通过C2到达输出端，因此C1的作用是高频旁路，其电容应较小；R是起调节输出电压的作用；C2的作用是隔直流，通低频交流，因此其电容较大．题组二感抗及其应用4.如图3所示的电路中，正弦交流电源电压的有效值为220V，则关于交流电压表的示数，以下说法中正确的是( )图3A.等于220VB.大于220VC.小于220VD.等于零答案 C解析电感线圈对交变电流产生感抗，具有“通直流、阻交流，通低频、阻高频”的作用，故C正确.5.一个灯泡通过一个线圈与一交流电源相连接，如图4所示.将一铁块插进线圈之后，该灯将( )图4A.变亮B.变暗C.没有影响D.无法判断答案 B解析插入铁块改变了电感的自感系数，自感系数增大，感抗增大，降落的电压增大，灯泡上的电压减小，所以灯变暗.6．如图5所示，两个同学利用图示装置做实验，第一位同学使ab在导轨上匀速运动，第二位同学使ab在导轨上做变速运动，但两位同学对ab杆做的功一样多．第一位同学的方法小灯泡消耗的电能为W1，第二位同学的方法小灯泡消耗的电能为W2，它们相比较( )图5A．W1＝W2B．W1>W2C．W1<W2D．不能比较答案 B解析ab棒匀速运动时，产生的感应电动势是恒定的，感应电流也是恒定的，因此在线圈上不会产生感抗，所以通过小灯泡的电流大，消耗的电能多；当ab变速运动时，产生的感应电动势是变化的，感应电流也是变化的，在线圈上产生感抗，使通过小灯泡的电流减小，因此消耗的电能少，故选项B正确．题组三电阻、感抗和容抗的区别7．电源的电压与交流电压的有效值相同，自感线圈的直流电阻不计，则灯泡发光最亮的图是下图中的( )答案 D解析电容C、电感L都对交变电流有阻碍作用，故A、B两图中灯不是最亮的；C图中灯被短路，灯泡不亮；D图中电容C有隔直流作用，所以D中灯泡最亮．8.(多选)如图6所示的电路中，A、B、C三灯亮度相同，电源为220V、50Hz的交流电源，以下叙述中正确的是( )图6A.改接220V、100Hz的交流电源时，A灯变亮，B灯变暗，C灯亮度不变B.改接220V、100Hz的交流电源时，A灯变暗，B灯变亮，C灯变亮C.改接220V的直流电源时，A灯熄灭，B灯变亮，C灯亮度不变D.改接220V的直流电源时，A灯熄灭，B灯变亮，C灯变暗答案AC解析增加交流电源的频率时，感抗增大，容抗减小，电阻的阻值不变.故A灯变亮，B灯变暗，C灯不变，故A正确，B错误；改为直流电源时，电容断路，A灯熄灭，电感L无感抗，B灯更亮，电阻R阻值不变，C灯亮度不变.9.如图7所示，甲、乙是规格相同的灯泡，接线柱a、b接电压为U的直流电源时，无论电源的正极与哪一个接线柱相连，甲灯均能正常发光，乙灯完全不亮.当a、b接电压的有效值为U的交流电源时，甲灯发出微弱的光，乙灯能正常发光，则下列判断正确的是( )A.与甲灯串联的元件x是电容器，与乙灯串联的元件y是电感线圈B.与甲灯串联的元件x是电感线圈，与乙灯串联的元件y是电容器C.与甲灯串联的元件x是二极管，与乙灯串联的元件y是电容器D.与甲灯串联的元件x是电感线圈，与乙灯串联的元件y是二极管答案 B解析由a、b接直流时的现象可知，元件x“通直流”，元件y“隔直流”，由a、b接交流电源时的现象可知，元件x“阻交流”，元件y“通交流”，根据电容器和电感线圈的特点可判断，元件x是电感线圈，元件y是电容器，选项B正确.10.(多选)某一电学黑箱内可能有电容器、电感线圈、定值电阻等元件，在接线柱间以如图8所示的“Z”字形连接(两接线柱间只有一个元件).为了确定各元件种类，小华同学把DIS计算机辅助实验系统中的电流传感器(相当于电流表)与一直流电源、滑动变阻器、开关串联后，分别将AB、BC、CD接入电路，闭合开关，计算机显示的电流随时间变化的图像分别如图a、b、c所示，则以下判断中正确的是( )图8A.AB间是电容器B.BC间是电感线圈C.CD间是电容器D.CD间是定值电阻答案ABD解析根据a图可知，有瞬时充电电流，稳定后电路中无电流，说明AB间是电容器，充电完毕，电路为开路，故A正确.根据b图可知，BC间的元件阻碍电流的增大，但是稳定后电流恒定，符合电感线圈的特点，所以BC间是电感线圈，故B正确.根据c图，接通电路后，电流马上达到稳定值，说明CD间是定值电阻，故C错误，D正确，故选A、B、D.11.如图9所示是一种电风扇减速器电路.通过改变开关S跟0～5间的6个触点的接触，实现对电风扇电动机M的转速控制.请说明它的调速原理.答案见解析解析当开关S接到触点0时，电路断开，风扇不转；当S接到触点1时，电路不经过线圈，电动机转速最大；当S分别接到触点2、3、4、5时，连入电路的线圈匝数逐渐增加，感抗逐渐增大，电动机转速逐渐减小.。

学案5 电容器在交流电路中的作用 电感器在交流电路中的作用[学习目标定位] 1.通过演示实验了解电感器和电容器对交变电流的阻碍和导通作用.2.知道感抗和容抗的物理意义以及与哪些因素有关.3.能够分析简单电路中的电容器、电感器的作用．1．线圈的横截面积 ，匝数越多，线圈的自感系数 ，线圈有铁芯比无铁芯时自感系数 ．2．平行板电容器的电容决定式C ＝εrS 4πkd ，电容的定义式C ＝QU.3．由于导体线圈 而产生的电磁感应现象叫自感现象．一、电容器对交流电的导通作用电容器接入交变电路中时，电容器反复地 和 ，形成交变电流，表现为交流“通过”了电容器．二、电容器对交流电的阻碍作用1．容抗：电容器对交流电的 作用称为容抗． 2．电容 ，交流电的频率越低，容抗越大． 三、电容器在电子技术中的应用1．隔直电容：如图1甲，直流不能通过电容器C ，只能经电阻R 形成回路．2．旁路电容：如图乙，C 的电容较小， 信号不能通过，但 干扰信号可以通过．图1四、电感器对交流电的阻碍作用1．感抗：电感器对交流电的 作用称为感抗．2．线圈的电感(即自感系数L)越 ，交流电的频率越 ，感抗越大． 五、电感器在电子技术中的应用1．低频扼流圈： 直流、 交流． 2．高频扼流圈： 低频、 高频．一、电容器对交流电的阻碍作用[问题设计]如图2甲、乙所示，把灯泡和电容器串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上，观察灯泡的发光情况．图2(1)分析电容器能通交流的原因．(2)若把图乙中的电容器去掉，变成图丙所示电路，会发生什么现象？说明了什么？(3)在图乙中，改变电容器的电容和电源频率，灯泡亮度会有什么变化？[要点提炼]1．电容器能通交变电流，并不是电荷真的穿过了电容器．2．电容器对交变电流的阻碍作用：电源电压推动自由电荷定向移动时，电容器极板上积累的电荷会阻碍自由电荷向此方向定向运动，这就产生了电容器对交变电流的阻碍作用．3．决定容抗的两个因素：电容器的和交流电的．4．电容器在电路中的作用：通流，阻流，通频，阻频．二、电感器对交流电的阻碍作用[问题设计]如图3所示，把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上，取直流电源的电压与交流电压的有效值相等．图3(1)对比两种情况下灯泡的亮度有什么不同？说明了什么？(2)乙图中换用自感系数更大的线圈或调换频率更高的交流电源，灯泡的亮度有何变化？说明了什么？[要点提炼]1．电感器的感抗是由的电流在线圈中产生的感应电动势引起的，与制成线圈导体的电阻无关．2．感抗的两个决定因素：(1)线圈的；(2)交变电流的．3．电感线圈在电路中的作用(1)通流，阻流；(2)通频，阻频．一、对容抗的理解例1如图4所示，接在交流电源上的灯泡正常发光，以下说法正确的是()图4A．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，灯泡变暗D．使交变电流频率减小，灯泡变暗二、对感抗的理解例2如图5所示的实验电路中，若直流电压和交变电压的有效值相等，S为双刀双掷开关，下面叙述正确的是()图5A．当S掷向a、b时灯较亮，掷向c、d时灯较暗B．当S掷向a、b时灯较暗，掷向c、d时灯较亮C．S掷向c、d，把电感线圈中的铁芯抽出时灯变亮D．S掷向c、d，电源电压不变，而使频率减小时，灯变暗三、电阻、感抗、容抗的对比例3如图6所示，电路中完全相同的三只灯泡L1、L2、L3分别与电阻R、电感L、电容C串联，然后再并联到220 V、50 Hz的交流电路上，三只灯泡亮度恰好相同．若保持交变电压不变，将交变电流的频率增大到60 Hz，则发生的现象是()图6A．三灯亮度不变B．三灯均变亮C．L1亮度不变、L2变亮、L3变暗D．L1亮度不变、L2变暗、L3变亮四、电感器、电容器在电路中的应用例4在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成分，又有低频成分，经放大后送到下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输送到再下一级，可以采用如图7所示电路，其中a、b 应选择的元件是()图7A．a是电容较大的电容器，b是低频扼流圈B．a是电容较大的电容器，b是高频扼流圈C．a是电容较小的电容器，b是低频扼流圈D．a是电容较小的电容器，b是高频扼流圈1．(对容抗的理解)如图8所示，白炽灯和电容器串联后接在交流电源的两端，当交流电源的频率增大时()图8A．电容器电容增大B．电容器电容减小C．灯变暗D．灯变亮2.(对感抗的理解)在如图9所示的电路中，L为电感线圈，灯泡的电阻为R，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u＝2202sin (100πt) V．若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100 Hz，下列说法正确的是()图9A．电流表示数增大B．电压表示数增大C．灯泡变暗D．灯泡变亮3．(电阻、感抗、容抗的对比)如图10所示，三个灯泡相同，而且足够耐压，电源内阻忽略．单刀双掷开关S接A时，三个灯亮度相同，那么S接B时()图10A．三个灯亮度相同B ．甲灯最亮，丙灯不亮C ．甲灯和乙灯亮度相同，丙灯不亮D ．只有丙灯不亮，乙灯最亮学案7 电能的输送[学习目标定位] 1.理解输电线上电能的损失与哪些因素有关.2.理解减小电能损失的两个途径以及高压输电的原理.3.知道远距离输电的典型电路，并能利用变压器和电路的规律解决实际问题．1．电阻定律：在温度不变时，同种材料的导体，其电阻R 与它的长度l 成 ，与它的横截面积S 成 ，导体电阻与构成它的材料有关，即R ＝ρlS .2．电功率P ＝ ，热功率P ＝ . 3．理想变压器原、副线圈的三个关系： P 原＝ ，U1U2＝n1n2，I1I2＝n2n1.一、电能输送中的电压损失和电能损耗1．如图1所示，U 损＝ ，P 损＝ .图12．无论是为减小电压损失还是减小能量损耗，都要求使用 送电．二、远距离输电系统远距离输电的基本原理：在发电站内用 变压器 ，然后进行远距离输电，在用电区域通过 变压器降到所需的电压．三、直流输电当交流输电功率很大时， 、 引起的电压及 损失很大，所以现在有些大功率输电线路已经开始采用直流输电．现代的直流输电，只是在 这个环节中使用直流．一、电能输送中的电压损失和电能损耗 [问题设计]如图2所示，假定输电线路中的电流是I ，两条导线的总电阻是r ，在图中把导线电阻集中画为r ，输送功率为P ，发电厂输出的电压为U.那么：图2(1)远距离大功率输电面临的困难是什么？(2)输电线上功率损失的原因是什么？功率损失的表达式是什么？降低输电损耗的两个途径是什么？ (3)为什么远距离输电必须用高压呢？[要点提炼]输电线上的电压损失和功率损失(设输电线上电阻为R ，电流为I) 1．电压损失输电线始端电压U 与输电线末端电压U ′的差值．ΔU ＝U －U′＝IR. 2．功率损失(1)远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的电功率ΔP ＝I2R. (2)若输电线上损失的电压为ΔU ，则功率损失还可以表示为ΔP ＝ΔU2R ，ΔP ＝ .3．减小电压、功率损失的方法 (1)减小输电线的电阻由R ＝ρlS可知，距离l 一定时，使用电阻率小的材料， 导体横截面积可减小电阻．(2)减小输电电流I由P ＝UI 可知，当输送功率一定时，升高电压可以减小电流． 二、远距离输电电路中的各种关系 [问题设计]某发电站向远处送电的示意图如图3所示，其中各部分的物理量已在图上标注，在这个电路中包括三个回路．图3(1)结合闭合电路的知识，分别分析三个回路中各物理量之间的关系(发电机内阻、n1、n2、n3、n4线圈的电阻均忽略不计)．(2)每个变压器中的电流、电压、功率有什么关系？[要点提炼]远距离输电问题的分析1．解决远距离输电问题时，应首先画出输电的电路图，参考图3，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置．2．分析三个回路，在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源．3．综合运用下面三方面的知识求解 (1)能量守恒：P ＝U1I1＝U2I2＝P 用户＋ ΔP ＝I 22RP 用户＝U3I3＝U4I4.(2)电路知识：U2＝ ＋U3 ΔU ＝I2R(3)变压器知识：U1U2＝I2I1＝n1n2U3U4＝I4I3＝n3n4. 其中ΔP ＝I2R ，ΔU ＝I2R 往往是解题的切入点．一、输电线上功率损失的计算例1 三峡电站某机组输出的电功率为50万千瓦． (1)若输出的电压为20万伏，则输电线上的电流为多少？(2)某处与电站间每根输电线的电阻为10欧，则输电线上损失的功率为多少？它占输出功率的比例是多少？(3)若将电压升高至50万伏，输电线上的电流为多少？输电线上损失的功率又为多少？它占输出功率的比例是多少？二、远距离输电问题例2发电机的输出电压为220 V，输出功率为44 kW，输电导线的电阻为0.2 Ω，如果用原、副线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线后，再用原、副线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户，则：(1)画出全过程的线路示意图；(2)求用户得到的电压和功率；(3)若不经过变压而直接将电送到用户，求用户得到的电压和功率．1．(输电线上功率损失的计算)中国已投产运行的1 000 kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。

4.电容器在交流电路中的作用[先填空]1．电容器对交流电的导通作用(1)实验电路(如图2­4­1)图2­4­1(2)实验现象：电路中串有电容器时，接通电源，灯泡不亮；接通电源时，灯泡亮．(3)实验结论：能够通过电容器，不能通过电容器．(4)电容器导通交流电的实质电容器接入交变电路时，使电容器反复地和，使电路中形成交变电流．2．电容器对交流电的阻碍作用(1)容抗：电容器对交流电的作用称为容抗．(2)容抗大小的影响因素容抗的大小跟电容和交流电的频率有关．电容、频率，容抗越大，容抗大小的公式是X C＝1 2πfC.(3)电容的作用：交流，直流，通，阻．3．电容器在电子技术中的应用(1)隔直电容：利用了电容器、的性质．只让交流信号通过而直流成分不能通过．如图2­4­2甲所示．(2)旁路电容：利用了电容器对电流阻碍小而对电流阻碍作用大的特性．低频信号不能通过而高频干扰信号可以通过，如图2­4­2乙所示．甲乙图2­4­2[再判断](1)对于同一个电容器，容抗可以发生变化．()(2)在有电容器的交流电路中，没有电荷通过电容器．()(3)电气设备和电子仪器的金属外壳都应该接地．()[后思考]电阻、容抗对电流的阻碍作用相同吗？[合作探讨]探讨1：试解释为什么交变电流能够“通过”电容器．探讨2：从能量转化的角度分析交变电流通过电容器时能量的转化情况．[核心点击]1．对电容器容抗的理解(1)产生原因电容器的极板充电带有电荷后，会产生阻碍电流的反向电压，从而对继续充电产生阻碍作用．(2)相关因素①电容：电容器的电容越大，充电过程中两极间电压增长越慢，对继续充电阻碍作用越小．②频率：交流电频率越高，电流方向变化越快，对继续充电的阻碍作用越小．2．电容器在电子技术中的两种应用(1)隔直电容器：如图2­4­3所示，作用是“通交流、隔直流”，因为直流电不能通过电容器，交流电能“通过”电容器．起这样作用的电容器电容要大些．图2­4­3图2­4­4(2)高频旁路电容器：如图2­4­4所示，作用是“通高频，阻低频”，因为对不同频率的交流电，频率越高，容抗越小，频率越低，容抗越大，即电容器对低频交变电流阻碍作用大，对高频交变电流阻碍作用小，起这样作用的电容器电容要小些．1．电容对交变电流影响的下列说法中，错误的是()A．交变电流能通过电容器B．电容器具有通直流、阻交流的作用C．电容器电容较小，它具有通高频、阻低频的作用D．电容器的电容越大，交变电流的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用就越小2．(多选)如图2­4­5所示，白炽灯和电容器串联后接在交变电源的两端，当交流电源的频率增加时()图2­4­5A．电流表示数增大B．电压表示数增大C．灯泡变暗D．灯泡变亮3．(多选)如图2­4­6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()图2­4­6A．把电介质插入电容器，灯泡变亮B．增大电容器两板间的距离，灯泡变亮C．减小电容器两板间的正对面积，灯泡变暗D．使交变电流频率减小，灯泡变暗1．电容器通交变电流的实质是充放电．2．决定容抗大小的因素：电容器电容的大小和电源的频率．交变电流的频率越高，容抗越小；交变电流的频率越低，容抗越大．5.电感器在交流电路中的作用[先填空]1．电感器对交流电的阻碍作用(1)感抗：表示电感器对交流电的大小．(2)影响感抗大小的因素线圈的(即)越大，交流电的越高，对交流电的阻碍作用，即感抗越大．感抗大小的公式是X L＝2πfL.2．电感器在电子技术中的应用(1)低频扼流圈特点：电感、电阻，感抗．对交流电产生较大的感抗．作用：可用来“、”．(2)高频扼流圈特点：匝数较，自感系数，感抗较，对交流电产生较大的感抗．作用：“、”．[再判断](1)电感器的感抗只由线圈本身决定．()(2)电感器对直流电的阻碍作用也较大．()(3)电感器对直流没有阻碍作用，对所有交流电的阻碍作用都一样．()[后思考]电感线圈对交变电流的阻碍作用为什么随线圈的自感系数、交变电流的频率的增大而增大？[合作探讨]探讨1：在忽略线圈电阻的情况下，电感线圈对恒定电流有阻碍作用吗？探讨2：分析交变电流通过电感线圈时能量转化的情况．[核心点击]1．电感器由导线绕成的各种形状的线圈，电感器用字母“L”及电路符号“”表示．2．电感对交变电流的阻碍作用的成因交变电流通过电感器时，由于电流时刻都在变化，所以自感现象就不断地发生，而自感电动势总是要阻碍电流的变化，故电感器表现出对交变电流的阻碍作用．3．扼流圈及其作用(1)低频扼流圈，线圈绕在铁芯上，匝数为几千甚至超过一万，自感系数较大，对低频电流感抗也较大，所以有“通直流、阻交流”的作用．(2)高频扼流圈，线圈绕在铁氧体芯上，匝数有几百或几十，自感系数较小，只对高频电流有较大的阻碍作用，对低频电流和直流阻碍都很小，所以有“通直流、通低频，阻高频”的作用．4．(多选)电感对交变电流的影响的以下说法中，正确的是()A．电感对交变电流有阻碍作用B．电感对交变电流阻碍作用的大小叫感抗C．电感对某一频率的交变电流的阻碍作用跟线圈的自感系数无关D．线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用就越大5．交变电流通过一段长直导线时，电流为I，如果把这根长直导线绕成线圈，再接入原电路，通过线圈的电流为I′，则()A．I′＞I B．I′＜IC．I′＝I D．无法比较6. (多选)在如图2­4­7所示的电路中，L为电感线圈，L1为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无穷大，交流电源的电压u＝2202sin 100πt V．若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为60 Hz，下列说法正确的有()图2­4­7A．电流表示数增大B．电压表示数增大C．灯泡变亮D．灯泡变暗1．电感器的感抗，是由于变化的电流在线圈中产生的感应电动势引起的，与制成线圈导体的电阻无关．2．电感器的感抗不仅与线圈本身的自感系数有关，还与电流的频率有关，电流的频率越大感抗就越大．。

4．电容器在沟通电路中的作用5．电感器在沟通电路中的作用学习目标知识脉络1.认识电容器对交变电流的阻挡作用及其原由．(难点)2．认识电感器对交变电流的阻挡作用及其原因．(难点)3．知道感抗和容抗以及与哪些要素有关．( 重点 )4．认识电容器和电感器通沟通电的特征．( 重点 )电容器在沟通电路中的作用[先填空 ]1．电容器对沟通电的导通作用(1) 实验电路 ( 如图 2-4-1)图 2-4-1(2)实验现象：电路中串有电容器时，接通直流电源，灯泡不亮；接通沟通电源时，灯泡亮．(3)实验结论：交变电流能够经过电容器，直流电不可以经过电容器．(4)电容器导通沟通电的本质电容器接入交变电路时，使电容器频频地充电和放电，使电路中形成交变电流．2．电容器对沟通电的阻挡作用(1)容抗：电容器对沟通电的阻挡作用称为容抗．(2)容抗大小的影响要素容抗的大小跟电容和沟通电的频次有关．电容越小、频次越低，容抗越大，容抗大小的1公式是 X C＝2πfC.(3)电容的作用：通沟通，隔直流，通高频，阻低频．3．电容器在电子技术中的应用(1)隔直电容：利用了电容器通沟通、隔直流的性质．只让沟通信号经过而直流成分不可以经过．如图 2-4-2 甲所示．(2)旁路电容：利用了电容器对高频电流阻挡小而对低频电流阻挡作用大的特征．低频信号不可以经过而高频扰乱信号能够经过，如图2-4-2 乙所示．甲乙图 2-4-2[再判断 ](1)关于同一个电容器，容抗能够发生变化． ( √)(2)在有电容器的沟通电路中，没有电荷经过电容器． ( √)(3)电容器的电容越大，容抗越大． ( ×)[后思虑 ]电阻、容抗对电流的阻挡作用同样吗？【提示】不一样．电阻对直流电和沟通电的阻挡作用同样，与沟通电的频次没关；而容抗对沟通电的阻挡作用与沟通电的频次有关，频次越高，阻挡作用越小．[ 合作商讨 ]商讨 1：试解说为何交变电流能够“经过”电容器．【提示】电容器接到沟通电源上，电压高升时，电容器极板上的电荷量增添，形成充电电流；电压降低时，电容器极板上的电荷量减少，形成放电电流，充、放电交替进行，电路中就仿佛交变电流“经过”了电容器．本质上，自由电荷并无经过两极板间的绝缘介质．商讨 2：从能量转变的角度剖析交变电流经过电容器时能量的转变状况．【提示】当电容器充电时，电能转变为电场能，当电容器放电时，电场能转变为电能，电能和电场能不停地互相转变．[ 中心点击 ]1．对电容器容抗的理解(1)产生原由：电容器的极板充电带有电荷后，会产生阻挡电流的反向电压，进而对持续充电产生阻挡作用．(2)有关要素：①电容：电容器的电容越大，充电过程中两极间电压增添越慢，对持续充电阻挡作用越小．②频次：沟通电频次越高，电流方向变化越快，对持续充电的阻挡作用越小．2．电容器在电子技术中的两种应用(1)隔直电容器：如图 2-4-3 所示，作用是“通沟通、隔直流”，因为直流电不可以经过电容器，沟通电能“经过”电容器．起这样作用的电容器电容要大些．图 2-4-3图2-4-4(2)高频旁路电容器：如图 2-4-4 所示，作用是“通高频，阻低频”，因为对不一样频次的沟通电，频次越高，容抗越小，频次越低，容抗越大，即电容器对低频交变电流阻挡作用大，对高频交变电流阻挡作用小，起这样作用的电容器电容要小些．1．电容对交变电流影响的以下说法中，错误的选项是()A．交变电流能经过电容器B．电容器拥有通直流、阻沟通的作用C．电容器电容较小，它拥有通高频、阻低频的作用D．电容器的电容越大，交变电流的频次越高，电容器对交变电流的阻挡作用就越小【分析】电容器“通沟通、隔直流”，但对沟通电有阻挡作用，电容越大，频次越高，容抗越小，因此选项A、 C、 D均正确， B 错误．【答案】B2． ( 多项选择 ) 如图 2-4-5所示，白炽灯和电容器串连后接在交变电源的两头，当沟通电源的频次增添时 ()【导学号：】A．电流表示数增大B．电压表示数增大C．灯泡变暗D．灯泡变亮- 让每一个人同等地提高自我图 2-4-5【分析】由频次增大可知，容抗减小，电流增大，灯泡两头电压增大，电压表示数变小，灯泡功率增大而变亮，故A、 D 两项正确．【答案】AD3.( 多项选择 ) 如图2-4-6所示，接在沟通电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的选项是()A．把电介质插入电容器，灯泡变亮B．增大电容器两板间的距离，灯泡变亮C．减小电容器两板间的正对面积，灯泡变暗D．使交变电流频次减小，灯泡变暗图 2-4-6【分析】电容器的电容与介电常数成正比，与正对面积成正比，与两板间距离成反比．而容抗与电容成反比，与频次成反比．把介质插入电容器，电容变大，容抗减小，灯泡变亮， A 正确；电容器两板间距离增大，电容减小，容抗增大，灯泡变暗， B 错；减小电容器两板正对面积，电容减小，容抗增大，灯泡变暗， C正确；沟通电的频次减小，容抗增大，灯泡变暗，D 正确．【答案】ACD1．电容器通交变电流的本质是充放电．2．决定容抗大小的要素：电容器电容的大小和电源的频次．交变电流的频次越高，容抗越小；交变电流的频次越低，容抗越大．电感器在沟通电路中的作用[先填空 ]1．电感器对沟通电的阻挡作用(1)感抗：表示电感器对沟通电阻挡作用的大小．(2)感抗的形成原由沟通电经过线圈时，因为自感作用产生了自感电动势，自感电动势要阻挡电流的变化，这样就形成了对电流的阻挡作用．(3)影响感抗大小的要素线圈的电感 ( 即自感系数L)越大，沟通电的频次越高，对沟通电的阻挡作用越大，即感抗越大．感抗大小的公式是X L＝2π fL .2．电感器在电子技术中的应用(1)低频扼流圈特色：电感较大、电阻较小，感抗较大．对低频沟通电产生较大的感抗．作用：可用来“通直流、阻沟通”．(2)高频扼流圈特色：匝数较少，自感系数较小，感抗较小，对高频沟通电产生较大的感抗．作用：“通低频、阻高频”．[再判断 ](1)电感器的感抗只由线圈自己决定． ( ×)(2)电感器对直流电的阻挡作用也较大． ( ×)(3) 电感器对直流没有阻挡作用，对全部沟通电的阻挡作用都同样．( ×)[后思虑 ]电感线圈对交变电流的阻挡作用为何随线圈的自感系数、交变电流的频次的增大而增大？【提示】电感线圈的阻挡作用是由交变电流经过线圈产生的自感电动势惹起的，自感系数越大时产生的自感电动势也越大；交变电流的频次越高，电流的变化率也越大，感觉电动势也就越大，因此阻挡作用就越大，感抗也就越大．[ 合作商讨 ]商讨 1：在忽视线圈电阻的状况下，电感线圈对恒定电流有阻挡作用吗？【提示】因为恒定电流的大小、方向不发生变化，在线圈中不会产生自感电动势，在忽视线圈电阻的状况下，电感线圈对恒定电流不会产生阻挡作用．商讨 2：剖析交变电流经过电感线圈时能量转变的状况．【提示】变化的电流经过电感线圈时，电能与磁场能不停地互相转变．若为纯电感电路，没有焦耳热产生，只有电能与磁场能的转变．[ 中心点击 ]1．电感器由导线绕成的各样形状的线圈，电感器用字母“L”及电路符号“”表示．2．电感对交变电流的阻挡作用的成因交变电流经过电感器时，因为电流时辰都在变化，因此自感现象就不停地发生，而自感电动势老是要阻挡电流的变化，故电感器表现出对交变电流的阻挡作用．3．扼流圈及其作用(1)低频扼流圈，线圈绕在铁芯上，匝数为几千甚至超出一万，自感系数较大，对低频电流感抗也较大，因此有“通直流、阻沟通”的作用．(2)高频扼流圈，线圈绕在铁氧体芯上，匝数有几百或几十，自感系数较小，只对高频电流有较大的阻挡作用，对低频电流和直流阻挡都很小，因此有“通直流、通低频，阻高频”的作用．4． ( 多项选择 ) 电感对交变电流的影响的以下说法中，正确的选项是()A．电感对交变电流有阻挡作用B．电感对交变电流阻挡作用的大小叫感抗C．电感对某一频次的交变电流的阻挡作用跟线圈的自感系数没关D．线圈的自感系数越大，交变电流的频次越高，电感对交变电流的阻挡作用就越大【分析】电感对沟通电有影响，其阻挡作用的大小和线圈的自感系数L、沟通电的频率 f 有关， L 越大， f 越高，阻挡作用越大，应选项A、 B、 D 均正确．【答案】ABD5．(2016 ·成都高二检测) 交变电流经过一段长直导线时，电流为I ，假如把这根长直导线绕成线圈，再接入原电路，经过线圈的电流为I′，则()【导学号：】A．I′＞I B．I′＜IC．I′＝I D．没法比较【分析】长直导线的自感系数很小，其对交变电流的阻挡作用能够看做是纯电阻，流经它的交变电流只遇到导线电阻的阻挡作用．当导线绕成线圈后，电阻值未变，但自感系数增大，对交变电流的阻挡作用不只有电阻，并且有线圈的阻挡作用( 感抗 ) ．阻挡作用增大，电流减小．【答案】B6.( 多项选择 ) 在如图 2-4-7所示的电路中，L 为电感线圈，L1为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无量大，沟通电源的电压u＝2202sin 100 πt V ．若保持电压的有效值不变，只将电源频次改为60 Hz ，以下说法正确的有()A．电流表示数增大B．电压表示数增大C．灯泡变亮D．灯泡变暗图 2-4-7ω100π【分析】由 u＝2202sin 100 πt V ，可知电源本来的频次为 f ＝2π＝2πHz ＝50 Hz. 当电源频次由本来的50 Hz 增为 60 Hz 时，线圈的感抗增大；在电源电压有效值不变的状况下，电路中的电流减小，选项 A 错误；灯泡的电阻R是必定的，电流减小时，本质消耗的电功率P＝ I 2R减小，灯泡变暗，选项 D 正确， C错误；电压表与电感线圈并联，其示数为线圈两头的电压U L；设灯泡两头电压为U L1，则电源电压的有效值为U＝ U L＋U L1.因 U L1＝ IR，故电流 I 减小时， U L1减小，因电源电压有效值保持不变，故U L＝ U－ U L1增大，选项 B 正确．【答案】BD1．电感器的感抗，是因为变化的电流在线圈中产生的感觉电动势惹起的，与制成线圈导体的电阻没关．2．电感器的感抗不单与线圈自己的自感系数有关，还与电流的频次有关，电流的频次越大感抗就越大．。

电容器在交变电流的作用●教学目标一、知识目标1.知道交变电流能通过电容器，知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用.2.知道用容抗来表示电容对交变电流的阻碍作用的大小，知道容抗与哪些因素有关.二、能力目标1.培养学生独立思考的思维习惯.2.培养学生用学过的知识去理解、分析新问题。

三、德育目标培养学生有志于把所学的物理知识应用到实际中去的学习习惯。

●教学重点1.电容对交变电流的阻碍作用。

2.容抗的物理意义。

●教学难点容抗概念及影响容抗大小的因素.●教学方法演示实验+阅读+讲解●教学用具电容器（ “103μF 、15 V ”与“200μF 、15 V ”）2个、两个扼流圈、投影片、投影仪。

课时安排1课时●教学过程电容对交变电流的影响（1）交变电流能“通过”电容器实验：把白炽灯和电容器串联起来分别接在交流和直流电路里，引导学生观察现象。

提出问题：①由此现象说明电容器对电流有什么影响？②交变电流是怎样“通过”电容器的呢 观察现象：接通直流电源，灯泡不亮，接通交流电源，灯泡能够发光思考讨论：电容器对直流电来说是断路的，而对交变电流来说不再是断路的了。

（2）交变电流“通过”电容器的原理交变电流在一个周期内,电容器的冲放电过程A 、B 、C 、DA D引导归纳：电容器通过充电和放电电路中就有了电流，表现为交流通过了电路在交变电流的每一个周期内，电容器冲放电两次形成的冲放电电流方向改变两次当电压升高时，电荷向电容器的极板上聚集，形成充电电流；当电压降低时，电荷离开极板，形成放电电流．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．.［演示二］演示实验，电路如图所示结论：直流电不能通过电容器，交流电能够通过电容器.［师问］电容器的两极板间是绝缘介质，为什么交流电能够通过呢？用CAI课件展示电容器接到交流电源上，充电、放电的动态过程.强调自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质，当电容器接交变电源上时，正极板上的电子向负极板上流，使两极板上聚集电荷增加，形成充电电流.当电源电压降低时，负极板上的电子通过电源流向正极板，两极板上的电荷中和掉一部分，形成放电电流.［演示］：将“1000μF,15 V”的电容器去掉，观察灯泡的亮度.现象：灯泡比原来电路中接电容器时变亮.说明：电容器对交变电流也有阻碍作用容抗XC：表示电容器对交流电的阻碍作用大小，如同用电阻表示电阻器对电流阻碍作用大小，感抗表示线圈对交流电阻碍作用大小，单位都为：欧姆（Ω）教师指出：容抗产生原因为“电容器极板上电荷的积累对电荷定向运动阻碍”.［师问］那么容抗跟什么因素有关？学生：阅读教材内容.［演示］将电路中的“1000μF”电容换成“200μF”电容器.观察现象：灯泡比原来“接1000 μF”电容器时暗.说明：容抗和电容器的电容值大小有关.实验表明：电容器的电容大小和交变电流的频率决定容抗.电容越大，在同样电压下电容器容纳电荷越多，因此充放电的电流越大，容抗就越小.交流电的频率越高，充放电就进行得越快，充放电流越大，容抗越小.即电容器的电容越大，交变电流频率越高，容抗越小.电容器具有“通交流，隔直流”“通高频，阻低频”特点.例题：如图所示电路中，如果交流电的频率增大，三盏电灯的亮度将如何改变?为什么?解析：当交变电流的频率增大时，线圈对交变电流的阻碍作用增大，通过灯泡L1的电流将因此而减小，所以灯泡的L1亮度将变暗；而电容对交变电流的阻碍作用则随交变电流频率的增大而减小，即流过灯泡L2的电流- 2 -增大，所以灯泡L2的亮度将变亮.由于电阻的大小与交变电流的频率无关，流过灯泡L3的电流不变，因此其亮度也不变，板书设计电容对交变电流的影响（1）交变电流能“通过”电容器（2）交变电流“通过”电容器的原理（3）电容器对交变电流的阻碍作用①容抗表示电容对交变电流的阻碍作用②容抗的大小：交变电流的频率越高电容器的电容越大，容抗越小。

《电容器在交流电路中的作用》本节着重说明交流与直流的区别，有利于加深学生对交变电流特点的认识。

教学重点突出交流与直流的区别，不要求深入讨论容抗的问题。

可结合学校实际情况，尽可能多用实验说明问题，不必在理论上进行讨论。

1.知道电容器能导通交变电流，并且对交变电流有阻碍作用，其阻碍作用的大小与电容值及交流电的频率有关。

2.建立电容器交替充放电的过程的物理图景，从微观角度思考、分析电容器导通交流电的原因。

3.通过实验，让学生自己去探究发现电容器对交流电的阻碍作用及其与电容器电容、交流电频率之间的定性关系，并由此引出容抗的概念，激发学习兴趣，培养学生的分析推理能力和科学素养。

重点：电容器对交流电的导通与阻碍作用难点：电容器对交流电的导通与阻碍作用的成因以及容抗的概念电容器（16V 100μF ），灯泡4.8V ， 学生电源，导线，双刀双掷开关，单刀双掷开关，滑动变阻器，灵敏电流计（300mA ），信号发生器（可以产生频率不同的低压交流电）教学设计【课堂引入】电容器是由两个彼此绝缘而又相互靠近的导体组成，将一个电容器接在如图所示的电路中（课本图2-4-1），请观察实验现象。

(为保证实验成功并现象明显，实验器材规格如下：电容器（16V 100μF ），灯泡4.8V ，电源输出电压4V 。

)【课堂学习】学习活动1:电容器对交流电的导通作用演示实验：1、开关打到直流电源上，观察小灯泡发光情况，学生现象解释。

2、开关打到交流电源上，观察小灯泡发光情况，两种情况不同，说明了什么？问题：为什么电容器能够导通交流电呢？实验探究：演示实验：（课本图2-4-2）（为保证实验成功并现象明显，实验器材规格如下：电容器（16V 100μF ），电流计300mA ，电源输出电压8V 。

）。