2.5 电容器对交变电流的作用（备课堂）-【上好课】2020-2021学年高二物理同步备课系列（粤教版选修3-2）

粤教版 高中物理选修3-2 第二章 C L2 L1 S 实验与探究 实验1:把开关接到直流电源上，观察两个灯泡的发光情况，这种现象说明了什么？ L1 不亮 L2 亮 C L2 L1 S 实验与探究 实验2:把开关接到交流电源上，观察两个灯泡的发光情况，这种现象说明了什么？ L1 ，L2 都亮 C L2 L1 S 1.电容器仅让交变电流通过 （1）电容器具有“隔直流、通交流”的特性 （2）原因 ①电容器两个极板被绝缘介质隔开，直流电不能通过。 ②电容器接上交流电源时，自由电荷并未通过极板间的绝缘介质，只是在交变电压的作用下，电容器交替地进行充、放电，电路中有了电流，表现为交流“通过”了电容器． C L2 L1 S 电容器能够“隔直流，通交流” C L2 L1 S 在交变电压的作用下，当电源电压升高时，电容器充电，电荷向电容器的极板上集聚，形成充电电流；当电源电压降低时，电容器放电，电荷从电容器的极板上放出，形成放电电流． 充电 放电 电容器交替进行充电和放电，电路中就有了持续的交变电流，表现为交流“通过”了电容器． 使用220V交流电源的电气设备和电子仪器，金属外壳和电源之间都有良好的绝缘，但是有时候用手触摸外壳仍会感到“麻手”，用试电笔测试时，氖管发光，这是为什么？ 与电源相连的机芯和金属外壳可以看作电容器的两个极板，电源中的交变电流能够通过这个“电容器”。 原因： 实验与探究 实验1:先将开关S1，S2断开，接上交流电源，观察灯泡L2，L3的发光情况，再闭合开关S2，将电容C3短接，观察灯泡L3的发光情况，这种现象说明了什么？ S1，S2断开，接上交流电源，灯泡L2，L3一样亮。 闭合S2，灯泡L3明显要比L2亮 说明了电容器对交变电流有阻碍作用 实验与探究 实验2:闭合开关S1，S2，接上交流电源，观察三个灯泡的发光情况，这种现象说明了什么？ S1，S2闭合，接上交流电源，灯泡L3最亮，灯泡L1次之，灯泡L2最暗。 说明了电容越大，对交变电流的阻碍作用反而越小 2.电容器对交变电流的阻碍作用 （1）电容器对交变电流有一定的阻碍作用 （2）原因 当电源的电压推动自由电荷向某一方向做定向运动的时候，电容器两极板上积累的电荷却反抗它们向这个方向做定向运动，这就产生了电容对交变电流的阻碍作用。 （3）容抗XC 反映电容对交流电的阻碍作用 电容越大，交流的频率越高，电容器对交流的阻碍作用就越小，容抗越小。 2.电容器对交变电流的阻碍作用 *具体关系： 单位：欧姆Ω 影响容抗大小的因素 电容器的电容C 交变电流的频率f 隔直电容串联在电路中，作用是隔断直流。若电容器的电容较大，则可以通高频和低频；若电容器的电容较小，则只能通高频，低频无法通过； 旁路电容并联在电路中，一般作用是消去高频。高频电流能通过电容，当它从与用电器相并联的电容器中通过后，通过用电器的高频就很小，从而达到通低频、消高频的作用 应用：隔直电容和高频旁路电容 电容器在电路中的应用 （1）隔直电容器 对电流的作用： 隔直流、通交流 （2）高频旁路电容器（C小） 对电流的作用：通高频、阻低频 隔直流 通交流 阻低频 通高频 阻交流 通直流 阻高频 通低频 对直流、交流均有阻碍作用 在电路 中特点 电容器两极板上积累的电荷对向这个方向定向移动的电荷的反抗作用 由于电感线圈的自感现象阻碍电流的变化 定向移动的自由电荷与不动的离子间的碰撞 产生 原因 容抗 感抗 电阻 电能与电场能 往复转化 电能和磁场能 往复转化 电能转化为内能 电能的 转化 由电容的大小和交流电的频率f决定 由线圈本身的自感系数和交流电的频率f决定 由导体本身(长短、 粗细、材料)决定， 与温度有关 决定 因素 课堂小结 1、电容器对交变电流是“导通”的，直流电不能通过电容器； 2、对不同电容器，电容越大，电容器对交变电流的阻碍作用小； 3、对同一个电容器，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； 4、特点：“通交流，隔直流;通高频，阻低频”。 图甲、乙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（ ） A．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 得到的是直流低频成分 D．图乙中 R 得到的是直流高频成分 解析：电容器有“通交隔直，通高阻低”的作用． A 如图 所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光， 以下说法不正确的是（ ） A．把电介质插入电容器，灯泡变亮 B．增大电容器