2018-2019学年人教版选修3-2 电感和电容对交流电的影响 教案.doc

1、5.3电感和电容对交变电流的影响教学设计一、核心素养：新版课程标准中对物理“学 核心素养”的阐述主要包括“物质运动观”、 “ 学思维与创新”、 “探究与应用”、 “ 学态度与责任” 等四个维度。本节课第一、二维度是基本要求，第三维度可以通过教师演示实验、学生分组实验及自制教具给学生提供实验探究的行为体验，第四维度可以通过观看通电后电气设备的金属外壳会让试电笔发光的视频及课外延展，给学生提供相应情感体验，培养学生 学用电的态度与责任。二、教学目标：1、通过实验，了解电感和电容对交变电流形成阻碍和导通作用。2、知道感抗和容抗的物理意义及影响因素。3、通过猜想、假设、实验、交流合作与分析论证，体验

2、学探究过程。三、教学重难点：1、理解电感和电容对交变电流形成阻碍的原因。2、知道感抗和容抗的物理意义及影响因素。四、教学过程：（一）引入观看视频，问题生成：为什么有时候用手触摸电气设备的金属外壳，会感到“麻手”，为什么通电后电气设备的金属外壳会让试电笔发光？ （二）新授一、电感对交变电流的影响1、探究电感器对交变电流的阻碍作用：教师演示实验探究：将电感线圈 L 与小灯泡串联，先接到 10V 直流电源上，再接到 10V 交流电源上，观察两种情况下灯泡的亮度。现象：接 直流电源 ，灯泡更亮。结论：电感器对交流电有 阻碍 作用。有铁芯 无铁芯L有铁芯 无铁芯L2、探究影响感抗大小的因素：（1）感抗：

3、电感线圈对交流电的阻碍作用的大小。（2）思考并猜想：影响感抗大小的因素可能会有哪些呢？（3）实验探究：学生分组实验探究：保持交流电的电压 6V 不变，保持交流电的频率 f 不变，改变线圈的自感系数 L；现象：插入铁芯后，自感系数 L 增大 ，灯泡 变亮 。结论：自感系数 L 越大，感抗 越大 。教师演示实验探究：保持交流电的电压 14V 不变，保持线圈的自感系数 L 不变，改变交流电的频率 f(50H -60H -100H )；现象：频率 f 增大，灯泡 变亮 。结论：频率 f 越大，感抗 越大 。（4）理论分析：感抗是由于自感现象而产生的。实验和理论分析都表明：线圈的 自感系数越大 ，交流电

4、的 频率越高 ，电感对交流的阻碍作用就 越大 ，也就是说，线圈的 感抗就 越大。3、电感的特性：通直流、阻交流、通低频、阻高频。4、电感的应用扼流圈有些电源输出的电流既有交流成分又有直流成分，而我们只需要稳定的直流通过 R2，不希望其中混有太多的交流， 你有什么办法？ 低频扼流圈（展示画面）结构特点：线圈绕在 铁芯 上，匝数 多 ，自感系数 大 。功能特点： 通 直流 ，阻 交流 。高频扼流圈（结合画面）结构特点： 线圈绕在 铁氧体 上，有的是 空心的 ，匝数 少 ，自感系数 小 。R2R1有铁芯 无铁芯L功能特点： 通 直流 、通 低频 ，阻 高频 。二、电容对交变电流的影响1、探究电容器对

5、交变电流的阻碍作用。(1)学生分组实验探究：将 250F 的电容器与小灯泡串联，先接到 4V 直流电源上，再接到 4V 交流电源上，观察两种情况下灯泡的亮度。现象：接直流电源，灯泡 不亮 。接交流电源，灯泡 亮 。结论：电容器，通 交流 ，隔 直流 。(2) 理论探究：电容是如何“通交流”的呢？(3) 学生分组实验探究：将 250F 的电容器与小灯泡串联，先接到 4V 交流电源上，接着把电容器从电路中取下来，使灯泡直接与 4V 交流电源相连，观察两种情况下灯泡的亮度。现象：不接电容器时，灯泡 更亮 。结论：电容器对 交流 有阻碍作用。2、探究影响容抗大小的因素。（1）容抗：电容对交流电阻碍作用

6、的大小。（2）思考并猜想：影响容抗大小的因素会有哪些呢？（3）实验探究：学生分组实验探究： 保持交流电的电压 6V 不变，保持交流电的频率 f 不变，改变电容器的电容 c； 现象：电容越大，灯泡 越亮 。结论：电容越大，容抗 越小 。教师演示实验探究： 保持交流电的电压 5V 不变，保持电容器的电容 c=100F 不变，改变交流电的频率 f(50H -60H -100H )；小电容 大电容现象：频率 f 越大，灯泡 越亮 。结论：频率 f 越大，容抗 越小 。实验和理论分析都表明：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 。也就是说，电容器的容抗就 越小 。3、

7、电容的特性：通交流、隔直流、通高频、阻低频。4、实际应用：现在我们又知道，电容具有“隔直流、通交流”的作用，如果同时使用电感器和电容器，是不是可以使负载电阻 R2 上的交流成分更少？试着在右图的基础上增加元件，设计出符合要求的电路图。为了尽量减少 R2 上的交流成分，应该怎样选择线圈的自感 L 和电容器的电容 C？线圈的自感 L 大和电容器的电容 C 大？三、你明白了吗？为什么有时候用手触摸电气设备的金属外壳，会感到“麻手”，为什么通电后电气设备的金属外壳会让试电笔发光？电容不仅存在于成型的电容器中，也存在于电路的导线、元件及机壳间与电源相连的机芯和金属外壳可以看做电容器的两个极板，电源中的交变电流能“通过”这个“电容器” 。用手触摸金属外壳时，可能有一点点电流经人体流入大地。四、课堂小结：1、电感对交流电有阻碍作用（1）感抗：电感对交流电的阻碍作用的大小用感抗表示。（2）影响感抗的因素： （3）特性：通直流、阻交流、通低频、阻高频。2、电容对交流电有阻碍作用（1）容抗：电容对交流电的阻碍作用的大小用容抗表示。（2）影响容抗的因素： （3）特性：通交流、隔直流、通高频、阻低频。五、课后拓展：为什么现在发电机产生的和用户使用的都是交流电，而且也有了交流输电，却还要建设直流输电？