物理《電感和電容對交變電流的影響》教學設計

時間：2024-05-21 03:16:29

物理《電感和電容對交變電流的影響》教學設計

物理《電感和電容對交變電流的影響》教學設計

　　教學目標

　　知識目標

　　1、理解為什么電感對交變電流有阻礙作用．

　　2、知道用感抗來表示電感對交變電流阻礙作用的大小，知道感抗與哪些因素有關．

　　3、知道交變電流能通過電容器．知道為什么電容器對交變電流有阻礙作用．

　　4、知道用容抗來表示電容對交變電流阻礙作用的大小，知道容抗與哪些因素有關．

　　能力目標

　　使學生理解如何建立新的物理模型而培養學生處理解決新問題能力．

　　情感目標

　　1、通過電感和電容對交流電的阻礙作用體會事物的相對性與可變性．

　　2、讓學生充分體會通路與斷路之間的辯證統一性．

　　3、培養學生尊重事實，實事求是的科學精神和科學態度．

　　教學建議

　　教材分析

　　本節著重說明交流與直流的區別，有利于加深學生對交變電流特點的認識．

　　教學重點

　　突出交流與直流的區別，不要求深人討論感抗和容抗的問題．可結合學校的實際情況，盡可能多用實驗說明問題，不必在理論上進行討論．

　　教法建議

　　1、根據電磁感應的知識，學生不難理解感抗的概念和影響感抗大小的因素．教學中要注意適當復習或回憶已學過的有關知識，讓學生自然地得出結論．這樣既有利于理解新知識，又可以培養學生的能力，使學生學會如何把知識聯系起來，形成知識結構，進而獨立地獲取新知識．

　　2、對交變電流可以通過電容器的道理，課本用了一個形象的模擬圖，結合電容器充、放電的過程加以說明，使學生有所了解即可．對于容抗的概念和影響容抗大小的因素，課本是直接給出的，讓學生知道就可以了，不要作更深的討論．

　　3、本節最后，結合實際說明了電容的廣泛存在，可以適當加以擴展和引伸，以開闊學生思路和引導學生在學習中注意聯系實際問題．

　　教學設計方案

　　電感和電容對交變電流作用

　　教學目的：

　　1、了解電感對電流的作用特點．

　　2、了解電容對電流的作用特點．

　　教學重點：電感和電容對交變電流的作用特點．

　　教學難點：電感和電容對交變電流的作用特點．

　　教學方法：啟發式綜合教學法

　　教學用具：小燈泡、線圈（有鐵芯）、電容器、交流電源、直流電源．

　　教學過程：

　　一、引入：

　　在直流電流電路中，電壓、電流和電阻的關系遵從歐姆定律，在交流電路中，如果電路中只有電阻，例如白熾燈、電爐等，實驗和理論分析都表明，歐姆定律仍適用．但是如果電路中包括電感、電容，情況就要復雜了．

　　二、講授新課：

　　1、電感對交變電流的作用：

　　實驗：把一線圈與小燈泡串聯后先后接到直流電源和交流電源上，觀察現象：

　　現象：接直流的亮些，接交流的暗些．

　　引導學生得出結論：接交流的電路中電流小，間接表明電感對交流有阻礙作用．

　　為什么電感對交流有阻礙作用？

　　引導學生解釋原因：交流通過線圈時，電流時刻在改變．由于線圈的自感作用，必然要產生感應電動勢，阻礙電流的變化，這樣就形成了對電流的阻礙作用．

　　實驗和理論分析都表明：線圈的自感系數越大、交流的頻率越高，線圈對交流的阻礙作用就越大．

　　應用：日光燈鎮流器是繞在鐵芯上的線圈，自感系數很大．日光燈起動后燈管兩端所需的電壓低于220V，燈管和鎮流器串聯起來接到電源上，得用鎮流器對交流的阻礙作用，就能保護燈管不致因電壓過高而損壞．

　　2、交變電流能夠通過電容

　　實驗：把白熾燈和電容器串聯起來分別接在交流和直流電路里．

　　現象：接通直流電源，燈泡不亮，接通交流電源，燈泡能夠發光．

　　結論：直流不能通過電容器．交流能通過交流電．

　　引導學生分析原因：直流不能通過電容器是容易理解的，因為電容器的兩個極板被絕緣介質隔開了．電容器接到交流電源時，實際上自由電荷也沒有通過兩極間的絕緣介質，只是由于兩極板間的電壓在變化，當電壓升高時，電荷向電容器的極板上聚集，形成充電電流；當電壓降低時，電荷離開極板，形成放電電流．電容器交替進行充電和放電，電路中就有了電流，表現為交流“通過”了電容器．

　　學生思考：

　　使用220V交流電源的電氣設備和電子儀器，金屬外殼和電源之間都有良好的絕緣，但是有時候用手觸摸外殼仍會感到“麻手”，用試電筆測試時，氖管發光，這是什么？

　　原因：與電源相連的機芯和金屬外殼可以看作電容器的兩個極板，電源中的交變電流能夠通過這個“電容器”．雖然這一點“漏電”一般不會造成人身危險，只是為了在機身和外殼間真的發生漏電時確保安全，電氣設備和電子儀器的金屬外殼都應該接地．

　　3、電容不僅存在于成形的電容器中，也存在于電路的導線、無件、機殼間．有時候這種電容的影響是很大的，當交變電流的頻率很高時更是這樣．同樣，感也不僅存在于線圈中，長距離輸電線的電感和電容都很大，它們造成的電壓損失常常比電阻造成的還要大．

　　總結：

　　電容：通高頻，阻低頻．

　　電感：通低頻，阻高頻．

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