电感和电容对交变电流的影响
一、教学目标 【知识和技能】
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阻碍作用的大小,知道容抗与哪些因素有关。
【过程和方法】
使学生理解如何建立新的物理模型而培养学生处理解决新问题能力。 【情感、态度、价值观】
1.通过电感和电容对交流电的阻碍作用体会事物的相对性与可变性。 2.让学生充分体会通路与断路之间的辩证统一性。 3.培养学生尊重事实,实事求是的科学精神和科学态度。 二、教学重点和难点
1.重点:电感和电容对交变电流的作用特点。 2.难点:电感和电容对交变电流的作用特点。 三、教学仪器
自制电感和电容演示电路板,电感器、电容器、示波器、滑动变阻器、开关、学生电源、导线若干。 四、教学方法
启发式教学、探究式教学、讨论式综合教学法 五、教学过程 【导入新课】
在直流电流电路中,电压、电流和电阻的关系遵从欧姆定律,在交流电路中,如果电路中只有电阻,例如白炽灯、电炉等,实验和理论分析都表明,欧姆定律仍适用。但是如果电路中包括电感、电容,情况就要复杂了。 【新课教学】
(一)电感器对交变电流的阻碍作用:
1.演示实验1:用自制电路板演示电感器接直流和交流时灯泡的亮暗情况
实验现象:接直流L2亮些,接交流L2暗些
引导学生得出结论:接交流的电路中电流小,间接表明电感对交流有阻碍作用。
为什么电感对交流有阻碍作用?
引导学生解释原因:交流通过线圈时,电流时刻在改变。由于线圈的自感作用,必然要产生感应电动势,阻碍电流的变化,这样就形成了对电流的阻碍作用。
2.探究实验1:用示波器观察电感器对交变电流的阻碍作用
实验现象:频率增大,峰值减小 实验结论:通低频,阻高频
实验和理论分析都表明:线圈的自感系数越大、交流的频率越高,线圈对交流的阻碍作用就越大。即:XL = 2π?L
3.应用:
低频扼流圈:(1)构造:线圈绕在闭合的铁芯上,匝数N为几千到几万,自感系数L为几十亨,且线圈的电阻较小。(2)作用:通直流,阻交流
高频扼流圈:(1)构造:线圈绕在圆柱形的铁氧体芯上,匝数N为几百或几十,自感系数L为几个毫亨。(2)作用:通直流,通低频,阻高频
(二)交变电流能够通过电容
1.演示实验2:用自制电路板演示电容器接直流和交流时灯泡的亮暗情况
实验现象:接通直流电源,灯泡不亮,接通交流电源,灯泡能够发光。 结论:直流不能通过电容器,交流能通过电容器。 2.为什么电容器有隔直流通交流的作用?(动画演示)
引导学生分析原因:直流不能通过电容器是容易理解的,因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开了。电容器接到交流电源时,实际上自由电荷也没有通过两极间的绝缘介质,只是由于两极板间的电压在变化,当电压升高时,电荷向电容器的极板上聚集,形成充电电流;当电压降低时,电荷离开极板,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。
(三)电容器对交变电流的阻碍作用
1.探究实验2:用示波器观察电容器对交变电流的阻碍作用
电感和电容对交变电流的影响教案设计



