电感和电容对交变电流的影响教学案例-人教版(实用教案).doc

(完整word)电感和电容对交变电流的影响教学案例 人教版(实用教案)
《电感和电容对交变电流的影响》教学案例
南京师大附中江宁分校 唐冬梅
【三维目标】
。知识与技能().理解为什么电感对交变电流有阻碍作用。(）.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。（）。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.（)。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。
。过程与方法().培养学生独立思考的思维习惯.
（)。培养学生用学过的知识去理解、分析新问题的习惯.
.情感态度与价值观（).通过学习电感和电容对交流电的阻碍作用来体会事物的相对性与可变性。（）。让学生充分体会通路与断路之间的辩证统一性。(）.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】
.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、讲解法
【教学用具】
学生电源(）、信号发生器(）、音频放大器、示波器（）、灯泡（ 、 ）、线圈、电容器（“μ、 ”与“μ、 ”）、 开关、导线若干
【课时安排】
课时
【教学过程】
复习
。自感电动势的公式是什么？
自感电动势的公式是自ΔΔ，说明自感电动势的大小:决定于线圈本身的构造和通过线圈的电流的变化快慢。
.电容器所带的电量与电容器两极板间的电势差、电容有怎样的关系?
电容器所带的电荷量等于电容器两极板间的电势差和电容的乘积.
在直流电路中，影响电流跟电压关系的只有电阻。在交流电路中，影响电流跟电压关系的，除了电阻外，还有电感（线圈)和电容。电阻器、电感器、电容器是交流电路中三种基本元件.这节课我们就来研究电感、电容对交变电流的影响。
科学探究过程
科学探究方式
（)理论探究
（)实验探究
本节课所出现的直流电指的是直流电中特殊的一种大小和方向都不变的直流电。(恒定电流)
新课
一。电感对交变电流的影响问题
如图把大线圈大与白炽灯串联起来,先把它们接到稳压电源上,再把它们接到有效值也是交流电源上。观察两种情况下灯泡的亮度。

。你观察到什么现象呢?
接稳压电源时,灯较亮。
接交变电流时,小灯泡明显变暗.
问题。这个实验说明了什么？
电感对交变电流有阻碍作用
问题.你能从理论上解释一下你所观察到的现象吗?
因为交变电流通过线圈时,电流的大小和方向都作周期性变化，电流的磁场也作周期性变化，从而在线圈内部产生自感电动势，自感电动势是阻碍原电流变化的.所以电流的最大值、有效值都相应减小，这就反映了电感对交变电流的阻碍作用。
电感对交变电流的阻碍作用用感抗描述。
问题.猜想：感抗可能与哪些因数有关？
线圈的自感系数 交流的频率
问题。你能利用实验桌上的一个大线圈和一个小线圈（大> 小)、小灯泡、有效值是的交流电源设计一个实验来证明感抗与线圈的自感系数关系吗?通过这个实验得出感抗与线圈的自感系数有怎样的关系呢？
设计的电路如下图:

线圈的自感系数越大，电感对交流的阻碍作用就越大，线圈的感抗就越大
问题.我们怎么通过实验来证明感抗与交流频率的有关呢?通过实验你得出感抗与交流的频率怎样的关系呢？

交流的频率越高，电感对交流的阻碍作用就越大,线圈的感抗就越大
问题。谁能从理论上解释我们得到的结论呢？（线圈的自感系数越大,交流的频率越高,线圈的感抗就越大）
自感系数越大,交流的频率越高，自感电动势自ΔΔ越大，对交流电的阻碍就越大，线圈的感抗就越大。
问题.根据电感的性质你怎样绕制一个通直流、阻交流或通直流，通低频、阻高频线圈呢?
低频扼流圈通直流阻交流
高频扼流圈通直流 通低频 阻高频
二。电容对交变电流的影响
如图,把白炽灯和小电容器（)串联起来,先把它们接到稳压电源上,再把它们接到有效值也是交流电源上。观察两种情况下灯泡的亮度。

问题。你观察到什么现象呢?
接稳压电源，稳定时灯泡不亮
接交流电源，灯泡亮
问题.这个实验说明了什么？
稳恒电流不能通过电容器，而交流能够“通过"电容器.
问题。电容器“隔直流、通交流”是真的有电流通过电容器了吗？
电容器的两极板间用绝缘介质隔开，因此直流不能通过．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。
问题。电容器对交变电流有阻碍作用吗？怎样用实验证明呢？
如图，把白炽灯和小电容器()串联起来，接到有效值是交流电源上。观察下图两种情况下灯泡的亮度.

电容器对交流电的阻碍作用用容抗来描述
问题.猜想:容抗可能与哪些因数有关?
电容器的电容 交流的频率
问题。你能利用实验桌上的一个大电容（)和一个小电容（)、小灯泡、有效值是的交流电源设计实验来证明容抗与电容器的电容有关系吗？通过实验你得出容抗与电容有怎样的关系呢？

电容器的电容越大，电容器对交流的阻碍作用就越小，电容器的容抗越小
问题.那么我们怎么通过实验来证明容抗与交流频率有关呢？通过实验你得出容抗与交流频率有怎样的关系呢？

交流的频率越高，电容器对交流的阻碍作用就越小，电容器的容抗越小
问题。谁能从理论上解释我们得到的结论呢？（电容器的电容越大，交流的频率越高，电容器的容抗越小)
因为电容器的电容越大，所带的电荷量就越多，交流的频率越高，冲放电的时间就越短,所以电容器的电容越大，交流的频率越高,充放电流就越大，电容对交流的阻碍作用就越小，电容器的容抗越小。
问题。在电子技术中，从某一装置输出的电流中常包含有直流成分和交流成分，如果只需要把交流成分输送到下一级装置，你能设计一个电路办到吗？
设计的电路图如下

隔直电容器——通交流、隔直流．
问题。在电子技术中，从某一装置输出的电流中常包含有高频成分和低频成分,如果只需要把低频成分输送到下一级装置，你能设计一个电路办到吗？
设计的电路图如下：

旁路电容器——通高频、阻低频．
三．总结反思
电感具有通直流阻交流通低频阻高频性质
电容具有隔直流 通交流 阻低频 通高频性质
【教学反思】
在准备这节的过程中，一直有一个疑问就是这里所说的直流电到底是学生电源上的直流还是稳压。稳压电源的输出电压只有，那么做对比实验时，交流电也只能接的，在做“把大线圈大与白炽灯串联起来，先把它们接到稳压电源上，再把它们接到有效值也是交流电源上，观察两种情况下灯泡的亮度，”这两个实验时,却出现了接交流电时灯泡更亮的事实。所以我觉的人教版教材上对此实验的设计有点问题。因为一般的学生电源上稳压电源的输出电压虽然标的是，但实际的输出电压却只有，而交流电选择旋钮虽然指向，而实际输出电压却高于，导致了接交流电时灯泡更亮。为了避免因仪器带来实验失败,必需重新设计实验。新设计实验的电路图如下：

按上图把稳压电源接入电路,闭合开关、，调节滑动变阻器，使灯泡和一样亮，再把交流电接入电路，闭合开关、，会看到灯泡明显比暗,说明电感对交流电有阻碍作用。
把交流电接入电路，闭合开关、,会看到灯泡明显比暗，说明感抗与线圈的自感系数有关系,线圈的自感系数越大,电感对交流的阻碍作用就越大，线圈的感抗就越大.

按上图把稳压电源接入电路，闭合开关、，灯泡亮，灯泡不亮，说明稳恒电流不能通过电容器。
把交流电源接入电路，闭合开关、，灯泡亮,灯泡亮，说明交流能够”通过”电容器。
把交流电接入电路，闭合开关、，会看到灯泡明显比暗，说明容抗与电容器的电容有关系，电容器的电容越大，电容器对交流的阻碍作用就越小，电容器的容抗越小。
这样设计以后实验现象很明显。

人生最大的幸福，莫过于连一分钟都无法休息 零碎的时间实在可以成就大事业 珍惜时间可以使生命变的更有价值 时间象奔腾澎湃的急湍,它一去无返，毫不流连 一个人越知道时间的价值，就越感到失时的痛苦 得到时间,就是得到一切 用经济学的眼光来看,时间就是一种财富 时间一点一滴凋谢,犹如蜡烛漫漫燃尽 我总是感觉到时间的巨轮在我背后奔驰，日益迫近 夜晚给老人带来平静,给年轻人带来希望 不浪费时间，每时每刻都做些有用的事，戒掉一切不必要的行为 时间乃是万物中最宝贵的东西，但如果浪费了，那就是最大的浪费 我的产业多么美，多么广，多么宽,时间是我的财产,我的田地是时间 时间就是性命，无端的空耗别人的时间，知识是取之不尽，用之不竭的。只有最大限度地挖掘它，才能体会到学习的乐趣. 新想法常常瞬息即逝，必须集中精力，牢记在心,及时捕获。 每天早晨睁开眼睛，深吸一口气，给自己一个微笑，然后说：“在这美妙的一天，我又要获得多少知识啊!” 不要为这个世界而惊叹，要让这个世界为你而惊叹！ 如果说学习有捷径可走，那也一定是勤奋. 学习犹如农民耕作，汗水滋润了种子，汗水浇灌了幼苗，没有人瞬间奉送给你一个丰收。 藏书再多，倘若不读,只是一种癖好；读书再多，倘若不用，只能成为空谈。 学习好似一片沃土,只要辛勤耕耘,定会有累累的硕果；如若懒于劳作，当别人跳起丰收之舞时，你已是后悔莫及了. 不渴望能够一跃千里，只希望每天能够前进一步，学习的成功与失败原因是多方面的，要首先从自己身上找原因，才能受到鼓舞，找出努力的方向