人教版 (新课标)选修33 电感和电容对交变电流的影响教案

这是一份人教版 (新课标)选修33 电感和电容对交变电流的影响教案

一．教学设计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．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．二．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。三．教学重点、难点 1．重点（1）电感、电容对交变电流的阻碍作用。（2）感抗、容抗的物理意义。2．难点（1）感抗的概念及影响感抗大小的因素。（2）容抗概念及影响容抗大小的因素。四．教学方法：实验法、阅读法、讲解法。 教具：双刀双掷开关、学生用低压交直流电源、灯泡（6 V、0.3 A）、线圈（用变压器的副线圈）、电容器（“103 μF、15 V”与“200 μF、15 V”）2个、两个扼流圈五．教学过程 1．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。 2．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.为什么会产生这种现象呢？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。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。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“1000 μF，15 V”的电容器去掉，观察灯泡的亮度，说明了什么道理？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。容抗跟哪些因素有关呢？请同学们阅读教材后回答。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。介绍电感、电容的广泛存在。3．小结：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。4．实例探究电感对交变电流的影响(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=220sin10πt V。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 （ ）A．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(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。知识总结与迁移：1．知识总结（1）在直流电路中，只有_______对电流起阻碍作用．在交流电路中，对电流起阻碍作用的除了_______以外，还有_______和_______．（2）电感对交变电流的阻碍作用：①电感对交变电流的阻碍作用的大小，用_______表示．线圈感抗的大小由线圈的______________和交变电流的_______决定；线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，感抗越 _____．②在电工和电子技术中使用的扼流圈，就是利用电感阻碍交变电流的作用制成的，它分为： Ⅰ．低频扼流圈：自感系数_______，作用：____________________________． Ⅱ．高频扼流圈：自感系数_______，作用：____________________________．（3）电容对交变电流的阻碍作用：①电容对交变电流的阻碍作用的大小，用_______表示．电容器的容抗大小由电容器的_______和交变电流的_______决定；电容器的电容越大，交变电流的频率越高，容抗越_____．②电容器的对电流的阻碍作用可概括为____________________________________2．课堂练习：（1）在交变电路中有一个空心线圈，当把一根圆柱形铁芯穿入该线圈后，该线圈的感抗将_______．（2）电容对交变电流的阻碍作用的大小，用容抗表示，电容器的容抗决定于： （ ）A．电容器的电容 B．交变电流的频率 C．交流电压 D．电容器的电容和交变电流的频率（3）低频扼流圈的作用是： （ ）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，对低频交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对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（4）若平行板电容器与灯泡串联，接在交流电源上灯泡正常发光，则： （ ）A．若在其平行板中间放入一块玻璃，灯泡一定变亮B．把电容器两极板间距离增大，灯泡一定变亮C．使电容器两极板正对面积减小，灯泡一定变暗D．使交变电流频率增加，灯泡变暗（5）如图所示电路由交变电源供电，如果交变电流的频率越低，则（ ）A．线圈自感系数变小 B．线圈感抗变小 C．电路中电流变大 D．电路中电流变小（6）如图所示电路由交变电源供电，如果交变电流的频率增大，则（ ）A．电容器上电量最大值增大 B．电容器容抗增大C．电路中灯泡亮度变亮 D．电路中灯泡亮度变暗（7）关于电感和电容对交变电流的影响，以下说法正确的是（ ）A．在电工和电子技术中使用的扼流圈，就是利用电感阻碍交变电流的作用制成的B．电感对交变电流具有阻碍的作用C．交流电能够“通过”电容器 D．电感对交变电流没有阻碍的作用七．作业：1．关于电容器通过交变电流的理解，正确的是（ ）A．有自由电荷通过电容器中的电介质B．电容不断的充、放电，与之相连的导线中有自由电荷移动，这样就形成了电流C．交变电压相同时，电容越大，电流越大D．交变电压相同时，频率越高，电流越大2．如图所示的电路，一电感线圈和一个“220V，40W”的灯泡串联，电路两端接在220V的交变电路中，如果将电感的铁芯抽去，则灯泡的发光情况是 。3．如图所示的电路，一电容器和一个灯泡串联，接在交变电路中，灯泡恰能正常发光，若将电容器两极板间距离增大些，则灯泡的发光情况是 。4．如图所示电路，当在a、b两端加上直流电压时，L1正常发光，L2不亮；当a、b两端加上同样电压的交变电流时，L1发光亮度变暗而L2正常发光，则A、B分别为 ， 。aABb第4题C第3题L第2题5．在图所示的交流电路中，保持电源电压一定，当交变电流的频率增大时，各交流电压表的示数将A．V1、V3增大，V2减小B．V1不变，V2减小，V3增大C．V1不变，V2增大，V3减小D．V1、V2、Y3都不变6．如图所示，如果交流电频率增大，三盏灯亮度将如何变化？为什么？