经验告诉我们,成功是留给有准备的人。作为教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动,帮助教师更好的完成实现教学目标。教案的内容具体要怎样写呢?小编收集并整理了“探究电阻、电感和电容的作用”,欢迎阅读,希望您能够喜欢并分享!
2.3探究电阻、电感和电容的作用
三维教学目标
1、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的阻碍作用的大小。知道容抗与哪些因素有关。
2、过程与方法
(1)培养学生独立思考的思维习惯;
(2)培养学生用学过的知识去理解、分析新问题的习惯。
3、情感、态度与价值观:培养学生有志于把所学的物理知识应用到实际中去的学习习惯。
教学重点:电感、电容对交变电流的阻碍作用。感抗、容抗的物理意义。
教学难点:感抗的概念及影响感抗大小的因素。容抗概念及影响容抗大小的因素。
教学方法:实验法、阅读法、讲解法。
教学手段:双刀双掷开关、学生用低压交直流电源、灯泡(6V、0.3A)、线圈(用变压器的副线圈)、电容器(“103μF、15V”与“200μF、15V”)2个、两个扼流圈、投影片、投影仪。
(一)引入新课
在直流电路中,影响电流跟电压关系的只有电阻。在交变电流路中,影响电流跟电压关系的,除了电阻外,还有电感和电容。电阻器、电感器、电容器是交变电流路中三种基本元件。这节课我们学习电感、电容对交变电流的影响。
(二)进行新课
1、电感对交变电流的阻碍作用
演示:电阻、电感对交、直流的影响。实验电路如下图甲、乙所示:
演示甲图,电键分别接到交、直流电源上,引导学生观察两次灯的亮度(灯的亮度相同。说明电阻对交流和直流的阻碍作用相同。)
演示乙图,电键分别接到交、直流电源上,引导学生观察两次灯的亮度(电键接到直流上,亮度不变;接到交流上时,灯泡亮度变暗。说明线圈对直流电和交变电流的阻碍作用不同。)
线圈对直流电的阻碍作用只是电阻;而对交变电流的阻碍作用除了电阻之外,还有电感。
问题1:为什么会产生这种现象呢?
答:由电磁感应的知识可知,当线圈中通过交变电流时,产生自感电动势,阻碍电流的变化。
问题2:电感对交变电流阻碍作用的大小,用感抗来表示。感抗的大小与哪些因素有关?请同学们阅读教材后回答。
答:感抗决定于线圈的自感系数和交变电流的频率。线圈的自感系数越大,自感作用就越大,感抗就越大;交变电流的频率越高,电流变化越快,自感作用越大,感抗越大。
线圈在电子技术中有广泛应用,有两种扼流圈就是利用电感对交变电流的阻碍作用制成的。出示扼流圈,并介绍其构造和作用。
(1)低频扼流圈
构造:线圈绕在闭合铁芯上,匝数多,自感系数很大。
作用:对低频交变电流有很大的阻碍作用。即“通直流、阻交流”。
(2)高频扼流圈
构造:线圈绕在铁氧体芯上,线圈匝数少,自感系数小。
作用:对低频交变电流阻碍小,对高频交变电流阻碍大。即“通低频、阻高频”。
2、交变电流能够通过电容器
演示:电容对交、直流的影响。实验电路如图所示:
开关S分别接到直流电源和交变电流源上,观察现象(接通直流电源,灯泡不亮;接通交变电流源,灯泡亮了说明了直流电不能够通过电容器,交变电流能够“通过”电容器。)
电容器的两极板间是绝缘介质,为什么交变电流能够通过呢?用CAI课件展示电容器接到交变电流源上,充、放电的动态过程。强调自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介质,只是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。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
演示:电容器对交变电流的影响:将刚才实验电路中“1000μF,15V”的电容器去掉,观察灯泡的亮度,说明了什么道理?
答:灯泡的亮度变亮了。说明电容器对交变电流也有阻碍作用。(的确是这样。物理上用容抗来表示电容器对交变电流阻碍作用的大小。)
问题2:容抗跟哪些因素有关呢?请同学们阅读教材后回答。
答:容抗决定于电容器电容的大小和交变电流的频率。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。即电容器的电容越大,交变电流频率越高,容抗越小。
电容器具有“通交流、隔直流”“通高频、阻低频”的特点。
4、课堂总结、点评
本节课主要学习了以下几个问题:
1、由于电感线圈中通过交变电流时产生自感电动势,阻碍电流变化,对交变电流有阻碍作用。电感对交变电流阻碍作用大小用感抗来表示。线圈自感系数越大,交变电流的频率越高,感抗越大,即线圈有“通直流、阻交流”或“通低频,阻高频”特征。
2、交变电流“通过”电容器过程,就是电容器充放电过程。由于电容器极板上积累电荷反抗自由电荷做定向移动,电容器对交变电流有阻碍作用。用容抗表示阻碍作用的大小。电容器的电容越大,交流的频率越高,容抗越小。故电容器在电路中有“通交流、隔直流”或“通高频、阻低频”特征。
5、实例探究
电感对交变电流的影响
【例1】如图所示电路中,L为电感线圈,R为灯泡,电流表内阻为零。电压表内阻无限大,交流电源的电压u=220sin10πtV。若保持电压的有效值不变,只将电源频率改为25Hz,下列说法中正确的是()
1.电流表示数增大B.电压表示数减小C.灯泡变暗D.灯泡变亮
电感和电容对交变电流的影响
例2、图所示是电视机电源部分的滤波装置,当输入端输入含有直流成分、交流低频成分的电流后,能在输出端得到较稳定的直流电,试分析其工作原理及各电容和电感的作用。
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6、巩固练习
1、关于低频扼流圈,下列说法正确的是
A.这种线圈的自感系数很小,对直流有很大的阻碍作用B.这种线圈的自感系数很大,对低频电流有很大的阻碍作用
C.这种线圈的自感系数很大,对高频交流的阻碍作用比低频交流的阻碍作用更大
D.这种线圈的自感系数很小,对高频交流的阻碍作用很大而对低频交流的阻碍作用很小
2、在图所示电路中,u是有效值为200V的交流电源,C是电容器,R是电阻。关于交流电压表的示数,下列说法正确的是()
A.等于220VB.大于220VC.小于220VD.等于零
3、在图所示的电路中,a、b两端连接的交流电源既含高频交流,又含低频交流;L是一个25mH的高频扼流圈,C是一个100pF的电容器,R是负载电阻,下列说法中正确的是()
A.L的作用是“通低频,阻高频”B.C的作用是“通交流,隔直流”
C.C的作用是“通高频,阻低频”D.通过R的电流中,低频电流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比
教学目标
知识目标
1.知道什么是洛仑兹力,知道电荷运动方向与磁场方向平行时,电荷受到的洛仑兹力等于零;电荷运动方向与磁场方向垂直时,电荷受到的洛仑兹力最大。
2.会用左手定则熟练地判定洛仑兹力方向.
能力目标
由通电电流所受安培力推导出带电粒子受磁场作用的洛仑兹力的过程,培养学生的迁移能力.
情感目标
通过本节教学,培养学生科学研究的方法论思想:即“推理──假设──实验验证”.
教材分析
本节的重点是洛伦滋力的大小和它的方向,在引导学生由安培力的概念得出洛伦滋力的概念后,让学生深入理解洛伦滋力,学习用左手定则判断洛伦滋力的方向,注意强调:磁场对运动电荷有作用力,磁场对静止电荷却没有作用力.
教法建议
在教学中需要注意教师与学生的互动性,教师先复习导入,通过实验验证洛仑兹力的存在,然后启发指导学生自己推导公式.理解洛仑兹力方向的判定方向,注意与点电荷所受电场大小、方向的区别.具体的建议是:
1.教师通过演示实验法引入,复习提问法导出公式,类比电场办法掌握公式的应用.
2.学生认真观察实验、思考原因,在教师指导下自己推导,类比理解掌握公式.
--方案磁场对运动电荷作用
一素质教育目标
(一)知识教学点
1.知道什么是洛仑兹力,知道电荷运动方向与磁场方向平行时,电荷受到的洛仑兹力等于零;电荷运动方向与磁场方向垂直时,电荷受到的洛仑兹力最大,
2.会用左手定则熟练地判定洛仑兹力方向.
(二)能力训练点
由通电电流所受安培力推导出带电粒子受磁场作用的洛仑兹力的过程,培养学生的迁移能力.
(三)德育渗透点
通过本节教学,培养学生进行“推理──假设──实验验证”的科学研究的方法论教育.
(四)美育渗透点
注意营造师生感情平等交流的氛围,用优美的语音感染学生.在平等自由的审美情境中,使师生的感情达到共鸣,从而培养学生的审美情感.
二学法引导
1.教师通过演示实验法引入,复习提问法导出公式,类比电场办法掌握公式的应用。
2.学生认真观察实验、思考原因,在教师指导下自己推导,类比理解掌握公式。
三重点、难点、疑点及解决办法
1.重点
洛仑兹力的大小和它的方向。
2.难点
用左手定则判断洛仑兹力的方向。
3.疑点
磁场对运动电荷有作用力,磁场对静止电荷却没有作用力。
4.解决办法
引导和启发学生由安培力的概念得出洛仑兹力的概念,使学生深入理解洛仑兹力的大小和方向。
四课时安排
1课时
五教具学具准备
阴极射线发射器,蹄形磁铁。
六师生互动活动设计
教师先复习导入,通过实验验证洛仑兹力的存在,然后启发指导学生自己推导公式。理解洛仑兹力方向的判定方向,注意与点电荷所受电场大小、方向的区别。
七教学步骤
(一)明确目标
(略)
(二)整体感知
本节教学讲述磁场对运动电荷的作用力,首先通过演示实验表明磁场对运动电荷有作用力,然后由通电导线受磁场力推导出洛仑兹力的大小和方向,重点掌握洛仑兹力的概念。
(三)重点、难点的学习与目标完成过程
1.理论探索
前面我们学习了磁场对通电导线有力的作用,若导线无电流,安培力为零。由此我们就会想到:磁场对通电导线的安培力可能是作用在大量运动电荷上的力的宏观表现,也就是说磁场对运动电荷可能有力的作用。
2.实验验证
从演示实验中可以观察到:阴极射线(电子流)在磁场中发生偏转,即实验证明了磁场对运动电荷有力的作用,这一力称为洛仑兹力.
3.洛仑兹力的方向
根据左手定则确定安培力方向的办法,迁移到用左手定则判定洛仑兹力的方向,特别要注意四指应指向正电荷的运动方向;若为负电荷,则四指指向运动的反方向,带电粒子在磁场中运动过程中,洛仑兹力方向始终与运动方向垂直.请同学们思考,洛仑兹力会改变带电粒子速度大小吗?讨论:洛仑兹力对带电粒子是否做功?
4.洛仑兹力的大小
根据通电导线所受安培力的大小,结合导体中电流的微观表达式,让学生推导出:当带电粒子垂直于磁场的方向上运动时所受洛仑兹力大小,当带电粒子平行磁场方向运动时,不受洛仑兹力.带电粒子在磁场中运动所受的洛仑兹力的大小和方向都与其运动状态有关.
运动电荷在磁场中受洛仑兹力作用,运动状态会发生变化,其运动方向会发生偏转.高能的宇宙射线的大部分不能射到地球上,就是地磁场对射线中的带电粒子的洛仑兹力改变了其运动方向,对地球上的生物起着保护作用.
(四)思维、扩展
本节课我们学习了洛仑兹力的概念.我们知道带电粒子平行磁场运动或静止时,都不受磁场力的作用,带电粒子垂直磁场运动时,所受洛仑兹力的大小,方向和磁场方向、运动方向互相街.可用左手定则判断(举例练习用左手定则判断洛仑兹力的方向.)
如果粒子运动方向不与磁场方向垂直时,同学们可根据今天所学内容推导出它受的洛仑兹力大小和方向吗?
八布置作业
九板书设计
四磁场对运动电荷的作用
一磁场对运动电荷的作用力──洛仑兹力
二洛仑兹力的方向──左手定则
三洛仑兹力的大小
1.若∥或
2.若⊥,
四洛仑兹力的特点
1.洛仑兹力对运动电荷不做功,不会改变电荷运动的速率.
2.洛仑兹力的大小和方向都与带电粒子运动状态有关.
经验告诉我们,成功是留给有准备的人。作为高中教师准备好教案是必不可少的一步。教案可以让上课时的教学氛围非常活跃,有效的提高课堂的教学效率。你知道怎么写具体的高中教案内容吗?小编经过搜集和处理,为您提供探究磁场对电流的作用,相信能对大家有所帮助。
第1节探究磁场对电流的作用第三课时:磁场对电流的作用习题课
1、导线框放置在光滑水平面上,在其中放一个矩形线圈,通以顺时针方向电流,线圈三个边平行于线框的三个边,且边间距离相等,A端接电池的正极,B接负极,则矩形线圈的运动情况是:()
A、静止不动B、向左平动C、向右平动D、转动
2、如图所示,在玻璃皿的中心放一个圆柱形电极,沿边缘内壁放一个圆环形电极,把它们分别与电池的两极相连,然后在玻璃皿中放入导电液体,如盐水.如果把玻璃皿放在磁场中,如图所示,将会发生的现象是()
A、没有什么现象B、液体会向玻璃皿中间流动
C、液体会顺时针流动D、液体会逆时针流动
3、长L的直导线ab放在相互平行的金属导轨上,导轨宽为d,通过ab的电流强度为I,匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直纸面向里,ab与导轨的夹角为θ,则ab所受的磁场力的大小为:()
A、BILB、BIdC、D、
4、如图所示,一位于XY平面内的矩形通电线圈只能绕OX轴转动,线圈的四个边分别与X、Y轴平行.线圈中电流方向如图.当空间加上如下所述的哪种磁场时,线圈会转动起来?()
A、方向沿X轴的恒定磁场B、方向沿Y轴的恒定磁场
C、方向沿Z轴的恒定磁场D、方向沿Z轴的变化磁场
5、如图所示,条形磁铁放在光滑斜面上,用平行于斜面的轻弹簧拉住而平衡.A为水平放置的导线的截面.导线中无电流时,磁铁对斜面的压力为N1;当导线中有电流通过时,磁铁对斜面的压力为N2,此时弹簧的伸长量减小,则()
A.N1<N2A中电流方向向外
B.N1=N2A中电流方向向外
C.N1N2A中电流方向向内
D.N1N2A中电流方向向外
6.如图11.2-1所示,一金属直杆MN两端接有导线,悬挂于线圈上方,MN与线圈轴线均处于竖直平面内,为使MN垂直纸面向外运动,可以
A.将a、c端接在电源正极,b、d端接在电源负极
B.将b、d端接在电源正极,a、c端接在电源负极
C.将a、d端接在电源正极,b、c端接在电源负极
D.将a、c端接交流电源的一端,b、d端接在交流电源的另一端
7.条形磁铁放在水平桌面上,它的上方靠近S极一侧悬挂一根与它垂直的导电棒,如图11.2-12所示(图中只画出棒的截面图).在棒中通以垂直纸面向里的电流的瞬间,可能产生的情况是
A.磁铁对桌面的压力减小B.磁铁对桌面的压力增大
C.磁铁受到向左的摩擦力D.磁铁受到向右的摩擦力
8.如图11.2-13所示,把一重力不计的通电直导线水平放在蹄形磁铁磁极的正上方,导线可以自由转动,当导线通入图示方向电流I时,导线的运动情况是(从上往下看)()
A.顺时针方向转动,同时下降B.顺时针方向转动,同时上升
C.逆时针方向转动,同时下降D.逆时针方向转动,同时上升
9.一通电细杆置于倾斜的导轨上,杆与导轨间有摩擦,当有电流时直杆恰好在导轨上静止.图11.2-16是它的四个侧视图,标出了四种可能的磁场方向,其中直杆与导轨间的摩擦力可能为零的是()
10、如图所示,原来静止的圆形通电线圈通以逆时针方向的电流I,在其直径AB上靠近B点放一根垂直于线圈平面的固定不动的长直导线,通过如图所示的方向的电流I′,在磁场力作用下圆线圈将()
A、向左运动B、向右运动C、以直径AB为轴运动D、静止不动
13、在倾角为θ的光滑斜面上放置有一通有电流I,长为L,质量为m的导体棒,如图,(1)欲使棒静止在斜面上,外加磁场的磁感应强度B的最小值为多大?沿什么方向?(2)欲使棒静止在斜面上,且对斜面无压力,应加匀强磁场B的值为多大?沿什么方向?(3)欲使棒能静止在斜面上,外加磁场的方向应在什么范围内?请在图中画出。
11、在倾角=30°的斜面上,固定一金属框,宽l=0.25m,接入电动势E=12V、内阻不计的电池.垂直框面放有一根质量m=0.2kg的金属棒ab,它与框架的动摩擦因数为,整个装置放在磁感应强度B=0.8T的垂直框面向上的匀强磁场中(如图11.2-5).当调节滑动变阻器R的阻值在什么范围内时,可使金属棒静止在框架上?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,框架与棒的电阻不计,g=10m/s2)
文章来源:http://m.jab88.com/j/72049.html
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