高中物理人教版 (新课标)选修33 电感和电容对交变电流的影响教学设计

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第三节 电感和电容对交变电流的影响教学目标：（一）知识与技能　　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阻碍作用的大小，知道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阻碍作用的大小，知道容抗与哪些因素有关．（二）过程与方法　　使学生理解如何建立新的物理模型而培养学生处理解决新问题能力．（三）情感态度与价值观　　1、通过电感和电容对交流电的阻碍作用体会事物的相对性与可变性．　　2、让学生充分体会通路与断路之间的辩证统一性． 　　3、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度．教学重点：交流与直流的区别教学难点：感抗的概念及影响感抗大小的因素和容抗的概念及影响容抗大小的因素教学方法：讲授、启发、讨论教学用具：学生电源、灯泡、电感线圈、电容器教学过程： （一）引入新课：在直流电流电路中，电压 、电流 和电阻 的关系遵从欧姆定律，在交流电路中，如果电路中只有电阻，例如白炽灯、电炉等，实验和理论分析都表明，欧姆定律仍适用．但是如果电路中包括电感、电容，情况就要复杂了．（二）新课教学：1、电感对交变电流的阻碍作用：实验：把一线圈与小灯泡串联后先后接到直流电源和交流电源上，观察现象：现象：接直流的亮些，接交流的暗些．　　引导学生得出结论：接交流的电路中电流小，间接表明电感对交流有阻碍作用．　　为什么电感对交流有阻碍作用？　　引导学生解释原因：交流通过线圈时，电流时刻在改变．由于线圈的自感作用，必然要产生感应电动势，阻碍电流的变化，这样就形成了对电流的阻碍作用．电感对电流阻碍作用的大小用感抗来表示。问：感抗的大小与那些因素有关呢？引导学生回答自感系数大小的决定因素。总结：感抗的大小与线圈的自感系数和交变电流的频率有关，线圈的感系数越大，电流的频率越大。电感对交变电流的阻碍作用就越大，感抗也就越大。介绍：自感现象在各种电器设备和无线电技术中有广泛的应用，自感线圈是交流电路中的重要原件。扼流线圈就是利用电感阻碍交流的作用制成的，有低频扼流圈和高频扼流圈低频扼流圈构造：线圈绕在铁心上，匝数多，电阻小引导学生分析对比自感知识，得出低频扼流圈的作用：“通直流、阻交流”高频扼流圈构造：线圈绕在铁氧体上，匝数少对比说明L铁心易磁化，L较大，铁氧体不易磁化，L较小。作用：通低频，通直流，阻高频2、交变电流能够通过电容器实验：把白炽灯和电容器串联起来分别接在交流和直流电路里．现象：接通直流电源，灯泡不亮，接通交流电源，灯泡能够发光．结论：直流不能通过电容器．交流能通过交流电．　　引导学生分析原因：直流不能通过电容器是容易理解的，因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开了．电容器接到交流电源时，实际上自由电荷也没有通过两极间的绝缘介质，只是由于两极板间的电压在变化，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．3、电容器对交变电流的阻碍作用将电容器从电路中取下，使灯泡直接接入交流电源观察发光情况。现象：比接的电容器时亮得多。问：为什么？答：电容器对交流的阻碍作用电容器对交流阻碍作用的大小用容抗来表示。影响容抗大小的因素：C和f实验表明：电容器的电容越大，电流频率越大，容抗越小。介绍：电容和电感广泛存在。学生思考：　　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，这是什么？原因：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”．虽然这一点“漏电”一般不会造成人身危险，只是为了在机身和外壳间真的发生漏电时确保安全，电气设备和电子仪器的金属外壳都应该接地．电容不仅存在于成形的电容器中，也存在于电路的导线、元件、机壳间．有时候这种电容的影响是很大的，当交变电流的频率很高时更是这样．同样，电感也不仅存在于线圈中，长距离输电线的电感和电容都很大，它们造成的电压损失常常比电阻造成的还要大．总结：　　电容：通高频，阻低频．　　电感：通低频，阻高频．课堂小结：一、电感对交变电流有阻碍作用电感在电路中具有“能直流，阻交流，通低频，阻高频”的性质。感抗：表示电感对交流阻碍作用的大小，线圈的自感系数和交变电流的频率越大，感抗也就越大二、电容器对交变电流的作用电容器在电路中具有“隔直流，通交流，阻低频，通高频”的性质。容抗：表示电容器对交流阻碍作用的大小。电容器的电容越大，交流频率越高，容抗就越小。作业：完成问题与练习