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【物理】5.3《电感和电容对交变电流的影响》示范教案(新人教版选修3-2)


5.3 电感和电容对交变电流的影响
学习目标
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,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,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。

学习重点
1、电感对交变电流的阻碍作用大小及感抗与哪些因素有关; 2、电容对交变电流的阻碍作用大小及容抗与哪些因素有关。

学习难点
交变电流能够通过电容器的本质。

实验器材
学生电源、电池组、电感线圈、小灯泡、电容器、导线若干。

学习过程
一、创设情境,导入新课 设问:交流电与直流电的区别有什么? 实验:激发学生的学习兴趣。 二、自主、合作、探究 (一) 、电感对交变电流的阻碍作用 画出三个实验电路图,请学生连接实验电络图 (1) (2)

(3)

(1) (2) (3)三个电路图中交流电源与直流电源的电动势相同。A1、A2、A3 为三个完 全相同的小灯泡。闭合电键,让学生观察 A1、A2、A3 亮度。 教师提问:观察 A1、A2、A3 亮度情况 学生回答实验现象:A1、A2 亮度相同,A3 较暗。 教师提问:这说明什么? 学生回答:这表明电感对直流电没有阻碍作用,对交流电有阻碍作用。 教师引入:那为什么会发生这种现象呢? 教师点拨:上一章我们学习了一种特殊的电磁感应现象——自感现象。 (让学生回想自 感现象) 学生回答:自感现象是由于导体本身的电流发生变化,而产生的电磁感应现象。 教师点拨:本实验中当线圈通入交变电流时,线圈中的电流大小和方向时刻变化,在 线圈中会产生自感电动势阻碍电流变化。 板书:电感对交变电流的阻碍作用大小,用感抗来表示。 思考提高:感抗的大小与哪些因素有关。看课本 219 页,找学生回答。 感抗的大小总与线圈的自感系数和交流电的频率有关。线圈自感系数越大交变电流频 率越高,电感对交变电流的阻碍作用就越大,感抗也就越大。. (二) 、自感现象的应用 学生看课本 219 页,关于低频扼流圈的部分,总结其构造:线圈绕在铁芯上,匝数多, 自感系数大,电阻较小。 作用:通直流阻交流。 看课本 219-220 页关于高频扼流圈的部分,总结: 构造:线圈绕在铁氧体芯上或空心,匝数少,自感系数小。 作用:通低频,阻高频。 学以致用:

1、如图,白炽灯和电感线圈串联后接在交流电源的两端,当交流电源的频率增加时 ( ) A、线圈感抗增加 B、线圈感抗减少 C、电灯变暗 D、电灯变亮 答案: (A 、C) 2、电容对交变电流的作用 画出两个实验电路图,让学生连接实验电路图。

A1

A2

(1)

( 2)

(1) (2)两个电路中交流电源与直流电源电动势相同,A1、A2、为两个完全相同的小 灯泡,闭合电键,让学生观察 A1、A2、的亮暗情况。 教师:实验现象? 学生:A1 不亮,A2 亮。 教师:说明什么? 学生:A1 不亮说明直流不能通过电容器,A2 亮说明交流电可以通过电容器。A2 比 A3 亮说明电容器对交流电有阻碍作用。 自主探究:为什么会出现这种现象。 学生看书总结:电容器有“通交流,隔直流”的作用。电容器实质是电容交替进行充 放电,导致导线中有电流,通过用电灯有电亮则灯亮。 画出两个实验电路图,让学生连接实验电路图。

A1

A2

(1) 教师:比较 A1、A2 亮度情况。

(2)

学生:A1 比 A2 亮,则电容对交流有阻碍作用,电容对交流的阻碍作用的大小,用容抗

XC 表示。
总结:影响容抗大小的因素,看课本 220 页,交流电的频率和电容器的电容大小,电 容器的电容越大,交流的频率越高,电容器对交流的阻碍作用就越小,容抗越小。 学以致用:在图中所示的电路中,C 为电容器,R 为灯泡,电流总内阻为零,电压表内 阻无穷大,若保持交流电源的电压的有效值不变,只将电源频率增大,下列说法中正确的有 ( ) A、电流表示数增大 B、电压表示数增大 C、灯泡变亮 D、灯泡变暗 答案(C) (三)总结 电感和电容对交流的阻碍作用既与电感、电容有关,还与交流的频率有关,这种关系 为: 电感:通直流,阻交流;通低频,阻高频。 电容:通交流,隔直流;通高频,阻低频。


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