物理《電感和電容對交變電流的影響》教學(xué)設計
物理《電感和電容對交變電流的影響》教學(xué)設計
教學(xué)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(lái)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(guān)．
3、知道交變電流能通過(guò)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(lái)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(guān)．
能力目標
使學(xué)生理解如何建立新的物理模型而培養學(xué)生處理解決新問(wèn)題能力．
情感目標
1、通過(guò)電感和電容對交流電的阻礙作用體會(huì )事物的相對性與可變性．
2、讓學(xué)生充分體會(huì )通路與斷路之間的辯證統一性．
3、培養學(xué)生尊重事實(shí)，實(shí)事求是的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度．
教學(xué)建議
教材分析
本節著(zhù)重說(shuō)明交流與直流的區別，有利于加深學(xué)生對交變電流特點(diǎn)的認識．
教學(xué)重點(diǎn)
突出交流與直流的區別，不要求深人討論感抗和容抗的問(wèn)題．可結合學(xué)校的實(shí)際情況，盡可能多用實(shí)驗說(shuō)明問(wèn)題，不必在理論上進(jìn)行討論．
教法建議
1、根據電磁感應的知識，學(xué)生不難理解感抗的概念和影響感抗大小的因素．教學(xué)中要注意適當復習或回憶已學(xué)過(guò)的有關(guān)知識，讓學(xué)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(xué)生的能力，使學(xué)生學(xué)會(huì )如何把知識聯(lián)系起來(lái)，形成知識結構，進(jìn)而獨立地獲取新知識．
2、對交變電流可以通過(guò)電容器的道理，課本用了一個(gè)形象的模擬圖，結合電容器充、放電的過(guò)程加以說(shuō)明，使學(xué)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(xué)生知道就可以了，不要作更深的討論．
3、本節最后，結合實(shí)際說(shuō)明了電容的廣泛存在，可以適當加以擴展和引伸，以開(kāi)闊學(xué)生思路和引導學(xué)生在學(xué)習中注意聯(lián)系實(shí)際問(wèn)題．
教學(xué)設計方案
電感和電容對交變電流作用
教學(xué)目的：
1、了解電感對電流的作用特點(diǎn)．
2、了解電容對電流的作用特點(diǎn)．
教學(xué)重點(diǎn)：電感和電容對交變電流的作用特點(diǎn)．
教學(xué)難點(diǎn)：電感和電容對交變電流的作用特點(diǎn)．
教學(xué)方法：?jiǎn)l(fā)式綜合教學(xué)法
教學(xué)用具：小燈泡、線(xiàn)圈（有鐵芯）、電容器、交流電源、直流電源．
教學(xué)過(guò)程：
一、引入：
在直流電流電路中，電壓 、電流 和電阻 的關(guān)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(shí)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(shí)驗：把一線(xiàn)圈與小燈泡串聯(lián)后先后接到直流電源和交流電源上，觀(guān)察現象：
現象：接直流的亮些，接交流的暗些．
引導學(xué)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(xué)生解釋原因：交流通過(guò)線(xiàn)圈時(shí)，電流時(shí)刻在改變．由于線(xiàn)圈的自感作用，必然要產(chǎn)生感應電動(dòng)勢，阻礙電流的變化，這樣就形成了對電流的阻礙作用．
實(shí)驗和理論分析都表明：線(xiàn)圈的自感系數越大、交流的頻率越高，線(xiàn)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(xiàn)圈，自感系數很大．日光燈起動(dòng)后燈管兩端所需的電壓低于220V，燈管和鎮流器串聯(lián)起來(lái)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(guò)高而損壞．
2、交變電流能夠通過(guò)電容
實(shí)驗：把白熾燈和電容器串聯(lián)起來(lái)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(fā)光．
結論：直流不能通過(guò)電容器．交流能通過(guò)交流電．
引導學(xué)生分析原因：直流不能通過(guò)電容器是容易理解的，因為電容器的兩個(gè)極板被絕緣介質(zhì)隔開(kāi)了．電容器接到交流電源時(shí)，實(shí)際上自由電荷也沒(méi)有通過(guò)兩極間的絕緣介質(zhì)，只是由于兩極板間的電壓在變化，當電壓升高時(shí)，電荷向電容器的極板上聚集，形成充電電流；當電壓降低時(shí)，電荷離開(kāi)極板，形成放電電流．電容器交替進(jìn)行充電和放電，電路中就有了電流，表現為交流“通過(guò)”了電容器．
學(xué)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(shí)候用手觸摸外殼仍會(huì )感到“麻手”，用試電筆測試時(shí)，氖管發(fā)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(gè)極板，電源中的交變電流能夠通過(guò)這個(gè)“電容器”．雖然這一點(diǎn)“漏電”一般不會(huì )造成人身危險，只是為了在機身和外殼間真的發(fā)生漏電時(shí)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(xiàn)、無(wú)件、機殼間．有時(shí)候這種電容的影響是很大的，當交變電流的頻率很高時(shí)更是這樣．同樣，感也不僅存在于線(xiàn)圈中，長(cháng)距離輸電線(xiàn)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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