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物理教案电感和电容对交变电流的影响

一名优秀的教师在教学方面无论做什么事都有计划和准备,作为高中教师就要好好准备好一份教案课件。教案可以保证学生们在上课时能够更好的听课,帮助高中教师缓解教学的压力,提高教学质量。我们要如何写好一份值得称赞的高中教案呢?小编收集并整理了“物理教案电感和电容对交变电流的影响”,仅供参考,欢迎大家阅读。

教学目标

知识目标
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.

能力目标
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.

情感目标
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.

教学建议

教材分析
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,不要求深人讨论感抗和容抗的问题.可结合学校的实际情况,尽可能多用实验说明问题,不必在理论上进行讨论.

教法建议
1、根据电磁感应的知识,学生不难理解感抗的概念和影响感抗大小的因素.教学中要注意适当复习或回忆已学过的有关知识,让学生自然地得出结论.这样既有利于理解新知识,又可以培养学生的能力,使学生学会如何把知识联系起来,形成知识结构,进而独立地获取新知识.

2、对交变电流可以通过电容器的道理,课本用了一个形象的模拟图,结合电容器充、放电的过程加以说明,使学生有所了解即可.对于容抗的概念和影响容抗大小的因素,课本是直接给出的,让学生知道就可以了,不要作更深的讨论.

3、本节最后,结合实际说明了电容的广泛存在,可以适当加以扩展和引伸,以开阔学生思路和引导学生在学习中注意联系实际问题.

--方案

电感和电容对交变电流作用M.jAb88.cOm

教学目的:

1、了解电感对电流的作用特点.

2、了解电容对电流的作用特点.

教学重点:电感和电容对交变电流的作用特点.

教学难点:电感和电容对交变电流的作用特点.

教学方法:启发式综合教学法

教学用具:小灯泡、线圈(有铁芯)、电容器、交流电源、直流电源.

教学过程:

一、引入:

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、讲授新课:

1、电感对交变电流的作用:

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.

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,线圈对交流的阻碍作用就越大.

应用:日光灯镇流器是绕在铁芯上的线圈,自感系数很大.日光灯起动后灯管两端所需的电压低于220V,灯管和镇流器串联起来接到电源上,得用镇流器对交流的阻碍作用,就能保护灯管不致因电压过高而损坏.

2、交变电流能够通过电容

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.

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.

3、电容不仅存在于成形的电容器中,也存在于电路的导线、无件、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,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.

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电感和电容对交变电流作用


电感和电容对交变电流作用

教学目的:

1、了解电感对电流的作用特点.

2、了解电容对电流的作用特点.

教学重点:电感和电容对交变电流的作用特点.

教学难点:电感和电容对交变电流的作用特点.

教学方法:启发式综合教学法

教学用具:小灯泡、线圈(有铁芯)、电容器、交流电源、直流电源.

教学过程:

一、引入:

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、讲授新课:

1、电感对交变电流的作用:

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.

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,线圈对交流的阻碍作用就越大.

应用:日光灯镇流器是绕在铁芯上的线圈,自感系数很大.日光灯起动后灯管两端所需的电压低于220V,灯管和镇流器串联起来接到电源上,得用镇流器对交流的阻碍作用,就能保护灯管不致因电压过高而损坏.

2、交变电流能够通过电容

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.

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.

3、电容不仅存在于成形的电容器中,也存在于电路的导线、无件、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,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.

高二物理教案:《电感和电容对交变电流的影响》教学设计


作为优秀的教学工作者,在教学时能够胸有成竹,高中教师在教学前就要准备好教案,做好充分的准备。教案可以让学生能够听懂教师所讲的内容,帮助高中教师掌握上课时的教学节奏。那么,你知道高中教案要怎么写呢?下面是小编为大家整理的“高二物理教案:《电感和电容对交变电流的影响》教学设计”,供大家参考,希望能帮助到有需要的朋友。

高二物理教案:《电感和电容对交变电流的影响》教学设计

知识目标

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.

能力目标

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.

情感目标

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.

教学建议

教材分析

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,不要求深人讨论感抗和容抗的问题.可结合学校的实际情况,尽可能多用实验说明问题,不必在理论上进行讨论.

教法建议

1、根据电磁感应的知识,学生不难理解感抗的概念和影响感抗大小的因素.教学中要注意适当复习或回忆已学过的有关知识,让学生自然地得出结论.这样既有利于理解新知识,又可以培养学生的能力,使学生学会如何把知识联系起来,形成知识结构,进而独立地获取新知识.

2、对交变电流可以"通过"电容器的道理,课本用了一个形象的模拟图,结合电容器充、放电的过程加以说明,使学生有所了解即可.对于容抗的概念和影响容抗大小的因素,课本是直接给出的,让学生知道就可以了,不要作更深的讨论.

3、本节最后,结合实际说明了电容的广泛存在,可以适当加以扩展和引伸,以开阔学生思路和引导学生在学习中注意联系实际问题.

教学设计方案

电感和电容对交变电流作用

教学目的:

1、了解电感对电流的作用特点.

2、了解电容对电流的作用特点.

教学重点:电感和电容对交变电流的作用特点.

教学难点:电感和电容对交变电流的作用特点.

教学方法:启发式综合教学法

教学用具:小灯泡、线圈(有铁芯)、电容器、交流电源、直流电源.

教学过程:

一、引入:

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、讲授新课:

1、电感对交变电流的作用:

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.

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,线圈对交流的阻碍作用就越大.

应用:日光灯镇流器是绕在铁芯上的线圈,自感系数很大.日光灯起动后灯管两端所需的电压低于220V,灯管和镇流器串联起来接到电源上,得用镇流器对交流的阻碍作用,就能保护灯管不致因电压过高而损坏.

2、交变电流能够通过电容

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.

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.

3、电容不仅存在于成形的电容器中,也存在于电路的导线、无件、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,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.

电感和电容对交变电流的影响学案课件练习


作为杰出的教学工作者,能够保证教课的顺利开展,作为高中教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以保证学生们在上课时能够更好的听课,帮助高中教师掌握上课时的教学节奏。那么,你知道高中教案要怎么写呢?下面是小编帮大家编辑的《电感和电容对交变电流的影响学案课件练习》,大家不妨来参考。希望您能喜欢!

三、电感和电容对交变电流的影响
【要点导学】
1、电感和电容对交变电流的影响
(1)电感对交变电流的阻碍作用:电感对交变电流的阻碍作用的大小用感抗表示。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,感抗也越大。
(2)电容器对交变电流的阻碍作用:电容对交变电流的阻碍作用的大小用容抗表示。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,容抗也越小。这些都表明交变电流能通过电容器。
2、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。”则对电容的作用可概括为:通交流,隔直流;通高频,阻低频。
【范例精析】
例1、如图5-3-1所示,线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小(如:L=1mH,C=200pF),此电路的作用是:(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
解析:因自感系数L很小,所以对低频成分的阻碍作用很小,这样直流和低频成分能顺利通过线圈,电容器并联在电路中,起旁路作用,因电容C很小,对低频成分的阻碍作用很大,而对部分通过线圈的高频成分阻碍作用很小,被它旁路,最终输出的是低频交流和直流。
拓展:如图5-3-2所示电源交流电频率增大,则
A.电容器电容增大
B.电容器容抗增大
C.电路中电流增大
D.电路中电流减小
解析:交流电频率增大,电容的容抗减少,导致电流增大。故正确答案:[C]
例2、如图5-3-3所示,(a)、(b)两电路是电容器的两种不同连接方式,它们各在什么情况下采用?应该怎样选用电容器?
解析:交流电路中常包含有直流成分和交流成分,电容器在电路中有“通交流、隔直流”或“通高频、阻低频”的作用。
图中的C1串联在电路中,它的作用是“通交流、隔直流”,为了使交流成分都能顺利地通过,容抗必须较小,应选用电容较大的电容器。
图中的C2并联在电路中,如果输入端输入的电流中包含有高频和低频两种交流成分,该电容器的作用是“通高频、阻低频”,即对高频电流起旁路作用,而让需要的低频信号输入到下一级,一般取电容较小的电容器;如果输入的电流是直流和交流两种成分,该电容器的作用是滤去交流成分,把直流成分输入到下一级,这时要选用电容较大的电容器。
另外,选用电容器还须注意它的耐压值,以防被击穿。
例3、在彩色电视机的电源输入端装有电源滤波器,其电路图如图图5-3-4所示。主要元件是两个电感线圈L1、L2,它们的自感系数很大,F是熔丝,R是电阻,C1、C2是电容器,S为电视机开关。某一次用户没有先关电视(没断开S)就拔掉电源插头,结果烧坏了图中电路元件,可能被烧坏的元件是
A.C2B.C1C.L1或L2D.F
解析:在未断开S时拔掉电源插头,使得L1、L2中的电流突然减小,产生很高的感应电动势,这一电动势加在C2两端,C1受到R的保护而不受损坏,L1、L2中电流减小,也不损坏,A正确。
【能力训练】
1、如图5-3-5所示电路,线圈导线的电阻可忽略不计,那么当输入电压具有直流和交流两种成分时,电阻R两端和线圈两端的电压成分分别是:(A)
A.直流和交流,交流B.交流,交流
C.直流和交流,直流和交流D.直流,直流
2、图5-3-6所示电路中的电容器称为高频旁路电容,下列说法正确的是:(BD)
A.电容器的电容很大
B.电容器的电容很小
C.对高频而言,电容器的容抗很大
D.对低频而言,电容器的容抗很大
3、在图5-3-7所示电路中,电阻R、电感线圈L、电容器C并联接在某一交流电源上,三个相同的交流电流表的示数相同。若保持电源的电压不变,而将其频率增大,则三个电流表的示数I1、I2、I3的大小关系是:(D)
A.I1=I2=I3B.I1>I2>I3
C.I1>I2>I3D.I3>I1>I2
4、如图5-3-8所示,开关S与直流恒定电源接通时,L1、L2两灯泡的亮度相同,若将S与交变电源接通:(B)
A.L1、L2两灯泡亮度仍相同
B.L1比L2更亮些
C.L1比L2更暗些
D.交变电源电压的有效值与直流电压相同,两灯与原来一样亮
5、如图5-3-9所示电路由交变电源供电,如果交变电流的频率降低,则:(BC)
A.线圈自感系数变小;
B.线圈感抗变小
C.电路中电流增大
D.电路中电流变小
6、如图5-3-10所示电路,接在交变电流上的灯泡正常发光,则下列措施能使灯泡变亮的是:(C)
A.将电容器两极板间距离增大一些
B.将电容器两极板正对面积减小一些
C.把电介质插入电容器两极间
D.把交变电流频率降低一些
7、有两个电容分别为C1=5μF,C2=3μF两电容器,分别加在峰值一定的交流电源上,比较下列哪种情况通过电容器的电流强度最大:(C)
A.在C1上加f=50Hz的交变电流
B.在C2上加f=50Hz的交变电流
C.在C1上加f=60Hz的交变电流
D.在C2上加f=60Hz的交变电流
8、感抗描述电感线圈对交变电流的大小。感抗的大小与两个因素有关:线圈的越大,交变电流的越高,则感抗越大。
阻碍作用自感系数频率
9、容抗描述电容器对交变电流的大小。容抗的大小与两个因素有关,电容器的越大,交变电流的越高,则容抗越小。
阻碍作用电容频率
10、使用220V交变电流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”。虽然这一点“漏电”一般不会造成人身危险,但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。
11、下面的电路图5-3-11是电子技术中的常用电路.a、b是电路的输入端,其中输入的高频电流用“”表示,低频电流用“~”表示,直流电流用“—”表示.负载电阻R中通过的电流有以下说明:
①图甲中R通过的是低频电流
②图乙中R通过的是高频电流
③图乙中R通过的是低频电流
④图丙中R通过的是直流电流
⑤图丁中R通过的是高频电流
其中正确的是(D)
A.①②③B.②③④C.③④⑤D.①③④
12、在收音机线路中,经天线接收下来的电信号既有高频成份,又有低频成份,经放大后送到下一级,需要把低频成份和高频成份分开,只让低频成份输送到再下一级,我们可以采用如图5-3-12所示电路,其中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
13、看图5-3-13所示的电路后回答:
(1)输出信号与输入信号有什么区别?
输入信号中有高频成份,输出信号中无高频成份。
(2)试说明电路中L、C1、C2三个元件的作用。
C1和C2的作用是通高频、阻低频;L的作用是阻高频、通低频。

“电感和电容对交变电流的影响”教学案例


“电感和电容对交变电流的影响”教学案例

──以普通高中《物理课程标准》的课程目标要求来设计

浙江东阳中学韦国清

普通高中《物理课程标准》中从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度上,提出了高中物理课程的具体目标。在--过程中,我们需要从这三个维度来构建教学内容和安排教学活动。下面是结合课程目标的要求,全日制普通高中教科书(试验修订本·必修加选修)物理第二册《电感和电容对交变电流的影响》一节的--。

【教学目标】

1.知识与技能

知道电感线圈有“通直流阻交流”和电容器有“隔直流通交流”的作用;知道感抗、容抗的大小由哪些因素决定;能解释电感和电容对交变电流产生影响的原因;了解电感和电容器在电子技术等方面的应用。

2.过程与方法

观察演示实验,理解实验过程中控制变量的方法;通过研究感抗(容抗)与自感系数(电容)的定性关系,获得实验探究过程的体验;通过对电感和电容对交变电流影响的理论分析,体会理论解释实验的成功感受。

3.情感态度与价值观

通过实验的互动过程,诱发对探究物理规律的兴趣;简介电感和电容的应用,欣赏物理器件的美妙的应用;通过具实记录观察到的现象和数据,体验实事求是的科学态度。

【教学用具】

1.演示交直流电源、小灯泡(12v)、阻值15Ω的电阻、电感线圈(J2426小型变压器)、10μF电容器、低频信号发生器(J2462-1型)等供演示用;

2.各种不同型号的高频、低频扼流圈供演示用;

3.学生低压交直流电源(最小的输出电压大于16V)、15μF和200μF的电容器J2426小型变压器(将线圈匝数不同的两组线圈用不同颜色的导线接出)、小灯泡(6V)、导线等供学生实验用(以上器材每两人一组)。

【设计思路】

从教材的要求来看,本课题对知识与技能的要求均不高。一般的教法可以简单比较电感和电容对交变电流的阻碍作用,进行一些理性的讲解,配合若干验证性的实验,使学生了解感抗和容抗的大小与哪些因素有关。教材中对演示实验的要求很简单,更没有学生实验的要求。

本--特别强调了对实验的挖掘。例如增加了学生互动的实验,不仅帮助学生理解感抗和容抗的概念,提高实验动手能力,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;通过引入新课时设计的实验,培养学生的问题意识和激发学生的学习兴趣;通过教学中的若干个演示实验的设计,特别是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】

一、引入课题

请同学们先来观察一组实验,如图1所示。介绍有关器材:低压交直流电源,小灯泡,3个经过包装的电学元件(根据外面不能判断是何元件)。

演示1:

(1)将小灯泡直接接到交变电流源上,调节电压使灯泡正常发光;

(2)如果将1号电学元件串联入电路中,观察现象(灯泡变暗);

(3)再将2号电学元件串联入电路中,观察现象(灯泡变得更暗);

(4)然后将3号电学元件串联入电路中,观察现象(灯泡仍较暗)。

演示2:

门路1号元件接相同电压的直流上,观察现象[与演示1(1)情况相同亮度];

(2)将2号元件接相同电压的直流上,观察现象(比原来变亮);

(3)将3号元件接相同电压的直流上,观察现象(亮了一下不亮)。

小结:1号元件对交直流的影响几乎相同,2号元件对交变电流的影响较大,3号元件对直流电影响很大,且直流电不能通过3号元件。

根据现象进行猜想,然后经过学生的讨论分析,做出判断。将这三个元件从暗盒中拿出,分别得出1号元件为电阻、2号元件为电感线圈、3号元件为电容器。

从上面观察到的现象说明:除电阻外,电感、电容对直流和交变电流的影响程度是不同的,这是我们要来研究的问题。

二、研究电感线圈对突变电流的阻碍作用

电感对交变电流的阻碍作用的大小用感抗的大小来表示。那么,感抗的大小可能与哪些因素有关呢?

启发学生:可能与自感系数、交变电流的频率和电压等有关。

1.研究感抗与自感系数的关系

提供低压交变电流源、小灯泡、学生实验用的变压器,若干导线,要求学生设计实验,研究感抗与自感系数的定性关系。

学生互动,教师巡回指导,纠正学生的差错在此过程可能出现的问题:(1)基本的连接不会;(2)线圈的连接不会等。

请一组学生简述实验的设计思路及实验现象和由此得到的结果:将灯泡与线圈串联接入交变电流,线圈的连接分两次,一次是线圈匝数较少,另一次线圈的匝数较多,灯泡出现由亮变暗的现象,说明线圈的自感系数大时,线圈对交变电流的阻碍作用大,感抗大。

提示:线圈的自感系数在其他条件不变的情况下,匝数越多自感系数越大。

2.研究感抗与交变电流的频率的关系

如果要研究感抗与交变电流频率的关系应该如何办?──在电压不变的情况下选用变频的交变电流源,为了研究方便,我们可选信号发生器来替代。

演示3:信号发生器可以输出电压一定且不同频率的交变电流。串联好电路,保持电压不变的条件下,使输出交变电流的频率升高,观察到灯泡变暗的现象。说明:频率越高,线圈对交变电流的阻碍越大,感抗越大。

3.研究与交变电流电压的关系(将灯泡换成交变电流表)

演示4:在交变电流频率、线圈的自感系数不变的条件下,交流的电压加倍,电流加倍。可得出感抗与交变电流电压U无关。

结论:L越大感抗越大、越高感抗越大、感抗与U无关。

三、研究电容对突变电流的阻碍作用

电容对交变电流的阻碍作用用容抗来表示。从上面的研究,可以得到推论,容抗的大小可能与电容和交变电流的频率有关。

1.研究容抗与电容C的关系

学生互动:提供电容分别为150μF与200μF的电容器2只。巡回辅导学生做实验。

2.研究容抗与交变电流频率的关系

演示5:信号发生器可以输出不同频率的交变电流。串联好电路,保持电压不变的条件下,使输出交变电流的频率升高,观察到灯泡变亮的现象,说明:频率越高,电容器对交变电流的阻碍越小,容抗越小。

结论:C越大容抗越小、f越高容抗越小。

四、问题讨论

1.分析电感线圈在交直流电中的作用(学生互相议论后回答)

由于交变电流的频率越低感抗越小,而直流电的频率等于0,在直流电中电感对它的阻碍作用几乎没有。所以电感线圈有“通直流阻交流”的作用。

交变电流的频率越高,感抗越大,阻碍作用越大。所以电感有“通低频、阻高频”作用。

理论解释:

(1)电感线圈:直流电通过电感线圈时,由于电流不发生变化,电感线圈对直流电没有阻碍作用;交变电流通过电感线圈时,在线圈中要产生自感现象(自感电流总要阻碍电路中原来电流的变化),所以电感线圈对交变电流有阻碍作用。

(2)为什么线圈的自感系数越大,感抗越大?

自感系数越大,对一定的交变电流产生的自感现象越明显,阻碍作用越大,感抗也越大。

(3)为什么交变电流的频率越高,感抗越大?

交变电流的频率越高,即电流的交化越快,产生的自感现象越明显,阻碍作用越大,感抗也越大。

2.分析电容器在交直流电中的作用(学生互相议论后回答)

由于交变电流的频率越低容抗越大,而直流电的频率为0,在直流电路中,电容对它的阻碍作用很大(无穷大),直流电不能通过电容器。所以电容器有“通交流、隔直流”作用。

交变电流的频率越高,容抗越小,阻碍作用越小,所以有“通高频、阻低频”作用。

理论解释:

(1)电容器:因为电容器的两极板间是绝缘的电介质,直流电不能通过电容器。

(2)交变电流能真正通过电容器吗?

当电容器接上交变电压时,实际上自由电行也没有通过电容两极板间的绝缘介质。p.194图8-10所示,只不过在交变电压的作用下,当电源的电压升高时,电容器充电,电荷向电容极板聚集,形成了充电电流;当电源电压降低时,电荷从电容器的极板上放出,形成了放电电流。电容器交替进行充电和放电,电路中就有了电流,表现为交变电流“通过”了电容器。(3)为什么电容越大,容抗越小?

电容器的电容越大,表明电容器储存电荷的能力越大,在电压一定的条件下,单位时间内电路中充放电移动的电荷量越大,电流越大。所以电容对交变电流的阻碍作用越小,容抗越小。

(4)为什么交变电流的频率越高,容抗越小?

在交变电流的电压一定时,交变电流的频率越高,电路中充放电越频繁,单位时间内电荷移动速率越大,电流越大。所以电容对交变电流的阻碍作用越小,容抗越小。

五、技术上的应用

(1)电工和电子技术中的扼流圈。利用电感对交变电流的阻碍作用制成的,有低频扼流圈和高频扼流圈两种(示意实物)。低频扼流圈匝数为几乎到超过一万,对低频交变电流有较大的阻碍作用,线圈本身电阻较小,对直流电阻碍作用较小;高频扼流圈匝数为几百匝,对低频交变电流的阻碍作用较小,对高频交变电流的阻碍作用很大。

(2)在电子技术中,从某一装置输出的电流常常既有交流成分,又有直流成分。如果只需要把交流成分输送到下一级装置,只要在两级电路之间接入一个电容器(称为隔直电容器)就可以了。如图2所示,电流通过电容器,只能是交流部分通过电容器到达后一级装置,直流电隔在前一级装置。

(3)在电子技术中,从某一装置输出的交流常常既有高频成分,又有低频成分。如果只需把低频成分送到下一级装置,只要在下一级电路的输入端并联一个电容器就可以达到目的,如图3所示。具有这种用途的电容器叫做高频旁路电容器。说明它的工作原理。

说明:频率越高的交流部分容抗越小,易通过电容器。高频部分电流通过电容器分流了,低频部分电流,由于容抗大不易通过电容器而输入到下一级。

(4)电容电感不仅在制造的现成电容器和电感线圈中存在。在导线之间。电子元件及机壳之间,有时会造成较大的影响,这是我们应该注意到的。

【教学体会】

通过本节课的教学实践,尝试了教学方式的多样化。教学中在体现了教师的主导作用的前提下,充分调动了学生的主体活动对教学效果带来了积极的影响。课中的学生实验的互动探究、课题引出时设置的有趣的实验演示以及课堂中学生的相互讨论,从课内的表现来看,对调动学生学习兴趣起到了良好的作用,学生参与积极,促进了学生的自主学习;从课后的反馈来看,对学生深入理解所学的物理知识与技能有帮助。同时体会到,在新课程体系下,尽管我们要用新的理念去改革传统的物理教学,但是物理教学重视实验教学这一传统的做法是我们应该坚持的。

文章来源:http://m.jab88.com/j/45946.html

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