电感和电容对交变电流的影响教案定稿.doc

第3节 电感和电容对交变电流的影响
江苏省华罗庚中学 赵小钧
【教学目标】
知识与技能：（1）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及影响因数。
过程与方法：（1）通过探究实验，尝试应用科学的方法研究物理问题，认识物理实验在物理学发展过程中的作用。
  （2）通过探究感抗和容抗的大小由哪些因素有关，获得实验探究过程的体验，培养学生分析、解决问题的能力。
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）合作学习过程中，培养学生主动与他人合作的精神，具有团队精神；通过真实记录观察到的现象，体验实事求是的科学态度。
【教学重点】电感和电容对交变电流的影响。
【教学难点】容抗和感抗的大小和哪些因素有关。
【教学资源】学生电源，信号发生器，示波器，小灯泡（3.8V），电容器（110uF、235uF），电感器（7mH、14mH）滑动变阻器，电键，导线若干，课件。
【设计思路】
从教材的要求来看，本课题对知识和技能的要求并不高，但学生对容抗和感抗的理解有一定的困难。在传统的物理教学中，一般都是通过演示实验观察电感和电容对交变电流的阻碍作用，再进行一些理论性的讲解，使学生了解感抗和容抗的大小和哪些因素有关，教材对演示实验要求简单，更没有演示感抗和容抗的大小和哪些因素相关的实验，导致课堂气氛沉闷，学生缺少主动性，更谈不上发展创新思维了。
 本教学设计中通过学生的互动实验，不仅帮助学生们理解感抗和容抗的概念，提高了实验动手能力，更重要的是使学生在互动和探索的过程中，培养学生的合作精神、获得探究的成功体验，尤其提高了学生们发现问题和解决问题的能力。通过教学中的个别演示实验的设计，用信号发生器替代变频电源来做实验，使学生感悟科学的探究方法和强化创新的意识。
【教学过程】
复习引入：请同学们回顾通电自感的知识：闭合电键会有什么样的现象发生？请解释

强调：1、线圈对变化的电流的阻碍
2、我们用小灯泡跟线圈串联，看小灯泡亮度情况来来观察线圈对变化电流的阻碍
（这节课研究电感、电容对交流影响的方法）
如果我把电感直接接到交流电流中会有什么样的现象？
这个课我们换个交流方式，通常老师都是授业、解惑，接下来我来提问，同学们帮我解惑，方法：猜想、理论探讨、实验等。
我们先介绍下本节课我们可能用到的实验仪器：学生电源，信号发生器（产生不同频率的交流电），示波器，小灯泡（3.8V），电容器（110uF、235uF），电感器（7mH、14mH（接60匝是14Mh，要是120匝就不是））滑动变阻器，电键，导线若干，
新课讲授：
问题
实施方法
学生归纳结论
1、电感对交变电流有怎样的影响呢？
学生对比实验：两组学生，一组交流，一组直流做对比
电路图：（交流电压有效值4V，直流电压4V）

实验现象：接直流电源的一组，灯泡亮些；接交流 电源的一组，灯泡暗些．
（层次高点的学生引导他们从线圈自感电动势
简单讨论为什么交流电路暗）
一、电感对交变电流的影响1、感抗：电感器对交流阻碍作用的大小用感抗来表示
2、感抗的大小和什么因素有关呢？
猜想：可能跟(线圈的材料、匝数、有无铁心)电感的自感系数、交变电流的频率有关
（可以问为什么做这样的猜想？）
学生实验：改变自感系数
（改变匝数60匝、120匝
改变有无铁芯）
实验现象：自感系数越大，灯越暗
（可能有学生会提出与电源电压有关，可以用交流电表测电流）
演示实验：改变频率

实验现象：交变电流的频率越高，示波器正弦电压最值越小
2、影响感抗大小的因素：
线圈的自感系数（L）、交流电的频率（f）
线圈的自感系数越大，交流的频率越高，感抗越大．

3、电感在电工、电子技术中有什么样的应用？
看书：

低频扼流圈：线圈绕在铁心上,匝数多，感抗大
通直流、阻交流
高频扼流圈：线圈绕在铁氧体上,匝数少，感抗小
通低频，阻高频

小问题：怎么来选择L？

3、电感的应用：
（1）低频扼流圈：线圈绕在铁心上,匝数多，感抗大
通直流、阻交流
（2）高频扼流圈：线圈绕在铁氧体上,匝数少，感抗小
通低频，阻高频
4、交变电流能通过电容器么？
学生对比实验：两组学生，一组交流，一组直流做对比
电路图：（交流电压有效值4V，直流电压4V）

实验现象：接直流电源的一组，灯泡不亮；接交流电源的一组，灯泡亮．
交流电流能够通过电容器，直流电流不能通过电容器
5、交变电流为什么能通过电容器呢？
理论分析：
（两组4人为一大组
讨论）

充电 放电
表现为交流“通过”了电容器
6、电容器对交变电流有什么样的影响呢？
学生实验（做交流的一组做，直流的一组在一旁观察）
电路图：

实验现象：接电容时，灯暗些；不接电容时，灯亮些．
二、电容对交变电流的影响
1、容抗：电容器对交流阻碍作用的大小用容抗来表示
7、容抗的大小和什么因数有关呢？
猜想：可能跟电容器的电容、交变电流的频率有关
学生实验：改变电容
（110uF、235uF）

实验现象：电容越大，灯越亮；
演示实验：改变频率

实验现象：频率越高，示波器正弦电压最值越大
2、影响容抗大小的因素：
电容器的电容（C）、交流电的频率（f）
电容器的电容越大，交变电流的频率越高，容抗越小

3、电容的特性：
隔直流，通交流
通高频，阻低频
8、电容在电工、电子技术中有什么样的应用？
看书：（1）隔直电容： （2）高频旁路电容：
隔直流，通交流 通高频，阻低频

这里可以把两个电容的位置用两个虚线框，让学生思考安装什么原件可以达到后级输入的要求
4、电容的应用：
（1）隔直电容：隔直流，通交流
（2）高频旁路电容：通高频，阻低频

【课堂演练】
1、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？
答：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”。
2、课本39页说一说：
指导学生怎么去选择大、小电感
大、小电容

3、在收音机线路中，经天线接收下来的电信号有高频成分和低频成分，经放大后送给下一级，需要把高频成分和低频成分分开，只让低频成分输入下一级，我们采用了如图的装置电路，其中代号a、b应选择的元件是（ D ）
A、 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
4、如图所示电路中，三只电灯的亮度相同，如果仅仅交流电的频率增大，三盏电灯的亮度将如何改变？为什么？

【课堂小结】
一、电感对交变电流的影响
1、感抗：电感器对交流打阻碍作用的大小用感抗来表示
2、影响感抗大小的因素：线圈的自感系数（L）、交流电的频率（f）
线圈的自感系数越大，交流的频率越高，感抗越大．
3、电感的特性：通直流，阻交流；通低频，阻高频
4、电感的应用：
（1）低频扼流圈：线圈绕在铁心上,匝数多，感抗大 “ 通直流、阻交流”
（2）高频扼流圈：线圈绕在铁氧体上,匝数少，感抗小 “ 通低频，阻高频”
二、电容对交变电流的影响
1、容抗：电容器对交流的阻碍作用的大小用容抗来表示
2、影响容抗大小的因素：电容器的电容（C）、交流电的频率（f）
电容器的电容越大，交变电流的频率越高，容抗越小
3、电容的特性： 隔直流，通交流； 通高频，阻低频
4、电容的应用：
（1）隔直电容：隔直流，通交流 （2）高频旁路电容：通高频，阻低频
【课后作业】
1、认真看书，回顾本节课的重点内容
2、完成课后问题与联系
【设计说明】实际说明：本教学设计中通过问题引导的方式、师生的互动实验、学生的自我总结等教学。不仅帮助学生们理解感抗和容抗的概念，提高了实验动手能力，更重要的是使学生在互动和探索的过程中，培养学生的合作精神、获得探究的成功体验，尤其提高了学生们发现问题和解决问题的能力。通过教学中的个别演示实验的设计，用信号发生器替代变频电源来做实验，使学生感悟科学的探究方法和强化创新的意识。
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