物理：5.3《電感和電容對交變電流的影響》教案（新人教選修3-2）

1、教學(xué)課題： 電感和電容對交變電流的影響一教學(xué)目標(biāo)【知識和技能】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(guān)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(guān)【過程和方法】使學(xué)生理解如何建立新的物理模型而培養(yǎng)學(xué)生處理解決新問題能力【情感、態(tài)度、價值觀】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(xué)生充分體會通路與斷路之間的辯證統(tǒng)一性3、培養(yǎng)學(xué)生尊重事實，實事求是的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度二教學(xué)重點、難點重點：電感和電容對交變電流的

2、作用特點難點：電感和電容對交變電流的作用特點三教學(xué)儀器小燈泡、線圈（有鐵芯）、電容器、交流電源、直流電源四教學(xué)方法啟發(fā)式綜合教學(xué)法五教學(xué)過程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(fù)雜了新課1、電感對交變電流的作用：實驗：把一線圈與小燈泡串聯(lián)后先后接到直流電源和交流電源上，觀察現(xiàn)象：現(xiàn)象：接直流的亮些，接交流的暗些引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)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(dǎo)學(xué)生解釋原因：交流通過線圈時，電

3、流時刻在改變由于線圈的自感作用，必然要產(chǎn)生感應(yīng)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(shù)越大、交流的頻率越高，線圈對交流的阻礙作用就越大應(yīng)用：日光燈鎮(zhèn)流器是繞在鐵芯上的線圈，自感系數(shù)很大日光燈起動后燈管兩端所需的電壓低于220V，燈管和鎮(zhèn)流器串聯(lián)起來接到電源上，得用鎮(zhèn)流器對交流的阻礙作用，就能保護(hù)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(lián)起來分別接在交流和直流電路里現(xiàn)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(jié)論：直流不能通過電容器交流能通過交流電引導(dǎo)學(xué)生分析原因：直流不能通過電容器是容易理解的，因為電容

4、器的兩個極板被絕緣介質(zhì)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(zhì)，只是由于兩極板間的電壓在變化，當(dāng)電壓升高時，電荷向電容器的極板上聚集，形成充電電流；當(dāng)電壓降低時，電荷離開極板，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(xiàn)為交流“通過”了電容器學(xué)生思考：使用220V交流電源的電氣設(shè)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(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

5、外殼間真的發(fā)生漏電時確保安全，電氣設(shè)備和電子儀器的金屬外殼都應(yīng)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(dǎo)線、無件、機殼間有時候這種電容的影響是很大的，當(dāng)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練習(xí)【例1】 試比較電阻、電感和電容在交流電路中的作用有何不同？【答】 電阻、電感和電容在交流電路中對交變電流都有阻礙作用，統(tǒng)稱為阻抗電阻器在交流電路中阻抗的大小就是電阻值R，它與交流的頻率無關(guān)電感器在交流電路中阻抗的大小稱為感抗，它與電感器的自感系數(shù)、交流的頻率均成正比自感系數(shù)越大、交流頻率越高，感抗也

6、越大電容器在交流電路中阻抗的大小稱為容抗，它與電容器的電容、交流的頻率均成反比，電容越大交流頻率越高，容抗便越小【例2】 如圖所示為一低通濾波電路已知電源電壓包含的電流直流成分是240V，此外還含有一些低頻的交流成分為了在輸出電壓中盡量減小低頻交流成分，試說明電路中電容器的作用【答】 電容器對恒定電流（直流成分）來說，相當(dāng)于一個始終斷開的開關(guān)，因此電源輸出的直流成分全部降在電容器上，所以輸出的電壓中直流成分仍為240V但交變電流卻可以“通過”電容器，交流頻率越高、電容越大，電容器的容抗就越小，在電容器上輸出的電壓中交流成分就越小在本題的低通濾波電路中，為了要使電容器上輸出的電壓中，能將低頻的交流成分濾掉，不輸出到下一級電路中，就應(yīng)取電容較大的電容器，實際應(yīng)用中，取C500F【例3】 如圖所示為一高通濾波電路，已知電源電壓中既含有高頻的交流成分，還含有直流成分為了在輸出電壓中保留高頻交流成分，去掉直流成分，試說明電路中電容器的作用【答】 電容器串聯(lián)在電路中，能擋住電源中的直流成分，不使通過，相當(dāng)于斷路但能讓交流成分通過，交流