金华市高二年级物理导学案(学生版）
[课题：电感和电容对交变电流的影响]
班级 小组 姓名
【学习目标】①理解为什么电感对交变电流有阻碍作用。
②知道用感抗来表示电感对交变电流的阻碍作用的大小，感抗与哪些因素有关。
③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。
④知道用容抗来表示电容对交变电流的阻碍作用的大小，容抗与哪些因素有关。
【学习重点】①电感、电容对交变电流的阻碍作用。
【学习难点】①感抗、容抗的概念及影响感抗、容抗大小的因素。
（学习程序：课外先认真自学课本P37—P39，后独立完成基础部分和要点部分——课前组长评好分）
【基 础 部 分 --------课前预习】
电感对交变电流的作用。
实验现象：接通直流电源时，灯泡 些；
接通交流电源时，灯泡 些。
实验结论：
1．电感对交变电流起阻碍作用．
(1)线圈的自感系数______，交变电流的频率________，电感对交变电流的阻碍作用越大．
(2)电感线圈对交变电流阻碍作用的大小用________表示，符号：XL.
2．电感在交流电路里的应用——扼流圈．
扼流圈有两种：一种叫做低频扼流圈，线圈的自感系数L很大，作用是“________________”，另一种叫做高频扼圈，线圈的自感系数很小，作用是“__________________”．
二、电容对交变电流的作用。
实验现象：电路中串有电容器时，接通直流电源，灯泡 ；
接通交流电源，灯泡 。
实验结论：
1．电容器对交变电流起阻碍作用．
(1)电容越大、交变电流的频率越高，电容对交变电流的阻碍作用________．
(2)电容器对交变电流阻碍作用的大小用________表示，符号：XC.
2．电容器在电路中表现为“________________________________”．
【要 点 部 分 --------课前预习--------课内展示】
（学习程序：组内对学、群学 ——老师分配任务，小组重点探究——展示、点评10分钟）
三、电感对交变电流起阻碍作用的原因及对交变电流阻碍作用大小的决定因素
1．电感对交变电流起阻碍作用的原因
当线圈中通过交变电流时，因电流时刻在改变，由电磁感应知识可知，线圈中将产生自感电动势，阻碍电流的变化，故而形成了对交变电流的阻碍作用．
2．电感对交变电流阻碍作用大小的决定因素
电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗来表示，线圈自感系数越大，交变电流的频率越高(交变电流变化得越快)，线圈中自感电动势越大，故阻碍作用越大，即感抗越大．
例1．如图所示，L1、L2为两个完全相同的灯泡，其中L2和直流电阻可以忽略的电感线圈串联，当在a、b之间分别接直流电源和频率不同的交流电源时，关于两个灯泡的亮度以下说法正确的是( )
A．两个灯泡的亮度总是一样的，与接什么电源无关
B．接直流电源时L1亮一些
C．所接电源的频率越大，L1比L2亮的越明显
D．所接电源的频率越小，L1比L2亮的越明显
变式：(多选)在如图2-4-3所示的电路中，L为电感线圈，R为灯泡的电阻，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u＝220sin 100πt V。若保持电源电压有效值不变，只将电源频率改为100 Hz，下列说法正确的有( )
A．电流表示数增大 B．电压表示数增大
C．灯泡变暗 D．灯泡变亮
图2-4-3
四、交变电流“通过”电容器的解释及对电容交变电流阻碍作用大小的决定因素
1．关于交变电流“通过”电容器的解释
电容器的两极板间是绝缘介质，自由电荷并不能通过该介质．电容器接到交流电路中后，当两极板间电压升高时电容器充电，形成充电电流；当两极板间电压降低时电容器放电，形成放电电流．电容器交替进行充电和放电，电路中就有了持续电流，表现为交流“通过”了电容器．
2．电容对交变电流阻碍作用及其决定因素
(1)电容器极板上积累电荷后会反抗自由电荷做定向移动，故而电容器对交变电流有阻碍作用．
(2)电容对交变电流阻碍作用的大小用容抗来表示，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；交变电流的频率越高，充放电进行得越快，充放电电流越大，容抗越小．
例1．在电子技术中，从某一装置输出的交变电流常常既有高频成分，又有低频成分，若只需要把低频成分输送到后一级装置中，那么要在这两级电路之间接一电路元件是( )
A．电感线圈 B．电容器
C．电阻 D．二极管
【拓 展 部 分 --------课内完成】
（学习程序：课前独立完成拓展部分——小组交流展示-----老师点评）
1.在交变电流路中， 如果把电感的作用概括为：“通 流，阻 流；通 频，阻 频。”
则对电容的作用概括为：“通 流，隔 流；通 频，阻 频。”
例1．如图所示，线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小(如L＝1 mH，C＝200 pF)，此电路的重要作用是( )
A．阻直流通交流，输出交流
B．阻交流通直流，输出直流
C．阻低频通高频，输出高频交流
D．阻高频通低频，输出低频交流和直流
【能力训练】
1．如图2-4-2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加时( )
A．电容器电容增大
B．电容器电容减小
C．电灯变暗
D．电灯变亮
图2-4-2
2．一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图1所示。一铁芯插进线圈之后，该灯将( )
A．变亮
B．变暗
C．对灯没影响
D．无法判断
3．如图2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的示数增加，可行的办法是( )
A．使发电机F的转速增加
B．使发电机F的转速减小
C．在平行板电容器间换用介电常数较小的电介质
D．使电容器两极板间的距离增大
图1
4．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( )
金华市高二年级物理导学案(教师版）
[课题：电感和电容对交变电流的影响]
班级 小组 姓名
【学习目标】①理解为什么电感对交变电流有阻碍作用。
②知道用感抗来表示电感对交变电流的阻碍作用的大小，感抗与哪些因素有关。
③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。
④知道用容抗来表示电容对交变电流的阻碍作用的大小，容抗与哪些因素有关。
【学习重点】①电感、电容对交变电流的阻碍作用。
【学习难点】①感抗、容抗的概念及影响感抗、容抗大小的因素。
（学习程序：课外先认真自学课本P37—P39，后独立完成基础部分和要点部分——课前组长评好分）
【基 础 部 分 --------课前预习】
电感对交变电流的作用。
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。
实验结论：
1．电感对交变电流起阻碍作用．
(1)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．
(2)电感线圈对交变电流阻碍作用的大小用___感抗___表示，符号：XL.
2．电感在交流电路里的应用——扼流圈．
扼流圈有两种：一种叫做低频扼流圈，线圈的自感系数L很大，作用是“_通直流，阻交流____”，另一种叫做高频扼圈，线圈的自感系数很小，作用是“_通直流，通低频，阻高频______”．
二、电容对交变电流的作用。
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。
实验结论：
1．电容器对交变电流起阻碍作用．
(1)电容越大、交变电流的频率越高，电容对交变电流的阻碍作用_越小___．
(2)电容器对交变电流阻碍作用的大小用容抗表示，符号：XC.
2．电容器在电路中表现为“__通交流，隔直流；通高频，阻低频___”．
【要 点 部 分 --------课前预习--------课内展示】
（学习程序：组内对学、群学 ——老师分配任务，小组重点探究——展示、点评10分钟）
三、电感对交变电流起阻碍作用的原因及对交变电流阻碍作用大小的决定因素
1．电感对交变电流起阻碍作用的原因
当线圈中通过交变电流时，因电流时刻在改变，由电磁感应知识可知，线圈中将产生自感电动势，阻碍电流的变化，故而形成了对交变电流的阻碍作用．
2．电感对交变电流阻碍作用大小的决定因素
电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗来表示，线圈自感系数越大，交变电流的频率越高(交变电流变化得越快)，线圈中自感电动势越大，故阻碍作用越大，即感抗越大．
例1．如图所示，L1、L2为两个完全相同的灯泡，其中L2和直流电阻可以忽略的电感线圈串联，当在a、b之间分别接直流电源和频率不同的交流电源时，关于两个灯泡的亮度以下说法正确的是( C )
A．两个灯泡的亮度总是一样的，与接什么电源无关
B．接直流电源时L1亮一些
C．所接电源的频率越大，L1比L2亮的越明显
D．所接电源的频率越小，L1比L2亮的越明显
变式：(多选)在如图2-4-3所示的电路中，L为电感线圈，R为灯泡的电阻，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u＝220sin 100πt V。若保持电源电压有效值不变，只将电源频率改为100 Hz，下列说法正确的有( BC )
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
图2-4-3
四、交变电流“通过”电容器的解释及对电容交变电流阻碍作用大小的决定因素
1．关于交变电流“通过”电容器的解释
电容器的两极板间是绝缘介质，自由电荷并不能通过该介质．电容器接到交流电路中后，当两极板间电压升高时电容器充电，形成充电电流；当两极板间电压降低时电容器放电，形成放电电流．电容器交替进行充电和放电，电路中就有了持续电流，表现为交流“通过”了电容器．
2．电容对交变电流阻碍作用及其决定因素
(1)电容器极板上积累电荷后会反抗自由电荷做定向移动，故而电容器对交变电流有阻碍作用．
(2)电容对交变电流阻碍作用的大小用容抗来表示，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；交变电流的频率越高，充放电进行得越快，充放电电流越大，容抗越小．
例1．在电子技术中，从某一装置输出的交变电流常常既有高频成分，又有低频成分，若只需要把低频成分输送到后一级装置中，那么要在这两级电路之间接一电路元件是( B )
A．电感线圈 B．电容器
C．电阻 D．二极管
【拓 展 部 分 --------课内完成】
（学习程序：课前独立完成拓展部分——小组交流展示-----老师点评）
1.在交变电流路中， 如果把电感的作用概括为：“通直流，阻交流；通低频，阻高频。”
则对电容的作用概括为：“通交流，隔直流；通高频，阻低频。”
例1．如图所示，线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小(如L＝1 mH，C＝200 pF)，此电路的重要作用是( D )
A．阻直流通交流，输出交流
B．阻交流通直流，输出直流
C．阻低频通高频，输出高频交流
D．阻高频通低频，输出低频交流和直流
【能力训练】
1．如图2-4-2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加时( D )
A．电容器电容增大
B．电容器电容减小
C．电灯变暗
D．电灯变亮
图2-4-2
2．一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接，如图1所示。一铁芯插进线圈之后，该灯将( B )
A．变亮
B．变暗
C．对灯没影响
D．无法判断
3．如图2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的示数增加，可行的办法是( A )
A．使发电机F的转速增加
B．使发电机F的转速减小
C．在平行板电容器间换用介电常数较小的电介质
D．使电容器两极板间的距离增大
图1
4．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( D )
