電感和電容對交流電的影響教學(xué)設(shè)計(jì)

1、5.3電感和電容對交變電流的影響教學(xué)設(shè)計(jì)枝江市第一高級中學(xué) 阮小倩一、核心素養(yǎng)： 新版課程標(biāo)準(zhǔn)中對物理“學(xué)科核心素養(yǎng)”的闡述主要包括“物質(zhì)運(yùn)動觀”、“科學(xué)思維與創(chuàng)新”、“探究與應(yīng)用”、“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”等四個維度。本節(jié)課第一、二維度是基本要求，第三維度可以通過教師演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)及自制教具給學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)探究的行為體驗(yàn)，第四維度可以通過觀看通電后電氣設(shè)備的金屬外殼會讓試電筆發(fā)光的視頻及課外延展，給學(xué)生提供相應(yīng)情感體驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)用電的態(tài)度與責(zé)任。二、教學(xué)目標(biāo)： 1、通過實(shí)驗(yàn)，了解電感和電容對交變電流形成阻礙和導(dǎo)通作用。2、知道感抗和容抗的物理意義及影響因素。3、通過猜想、假設(shè)、實(shí)驗(yàn)、交流

2、合作與分析論證，體驗(yàn)科學(xué)探究過程。三、教學(xué)重難點(diǎn)： 1、理解電感和電容對交變電流形成阻礙的原因。2、知道感抗和容抗的物理意義及影響因素。四、教學(xué)過程：（一）引入觀看視頻，問題生成：為什么有時候有鐵芯無鐵芯L用手觸摸電氣設(shè)備的金屬外殼，會感到“麻手”，為什么通電后電氣設(shè)備的金屬外殼會讓試電筆發(fā)光？ （二）新授一、電感對交變電流的影響1、探究電感器對交變電流的阻礙作用：教師演示實(shí)驗(yàn)探究：將電感線圈L與小燈泡串聯(lián)，先接到10V直流電源上，再接到10V交流電源上，觀察兩種情況下有鐵芯無鐵芯L燈泡的亮度?，F(xiàn)象：接 直流電源 ，燈泡更亮。結(jié)論：電感器對交流電有 阻礙 作用。2、探究影響感抗大小的因素：有鐵

3、芯無鐵芯L（1）感抗：電感線圈對交流電的阻礙作用的大小。（2）思考并猜想：影響感抗大小的因素可能會有哪些呢？（3）實(shí)驗(yàn)探究：學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)探究：保持交流電的電壓6V不變，保持交流電的頻率f不變，改變線圈的自感系數(shù)L；現(xiàn)象：插入鐵芯后，自感系數(shù)L 增大 ，燈泡 變亮 。結(jié)論：自感系數(shù)L越大，感抗 越大 。教師演示實(shí)驗(yàn)探究：保持交流電的電壓14V不變，保持線圈的自感系數(shù)L不變，改變交流電的頻率f(50HZ-60HZ-100HZ)；現(xiàn)象：頻率f增大，燈泡 變亮 。結(jié)論：頻率f越大，感抗 越大 。（4）理論分析：感抗是由于自感現(xiàn)象而產(chǎn)生的。實(shí)驗(yàn)和理論分析都表明：線圈的 自感系數(shù)越大 ，交流電的 頻率越高

4、 ，電感對交流的阻礙作用就 越大 ，也就是說，線圈的 感抗就 越大。3、電感的特性：通直流、阻交流、通低頻、阻高頻。  R2R14、電感的應(yīng)用扼流圈有些電源輸出的電流既有交流成分又有直流成分，而我們只需要穩(wěn)定的直流通過R2，不希望其中混有太多的交流，你有什么辦法？ 低頻扼流圈（展示畫面）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：線圈繞在 鐵芯 上，匝數(shù) 多 ，自感系數(shù) 大 。功能特點(diǎn)： 通 直流 ，阻 交流 。高頻扼流圈（結(jié)合畫面）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 線圈繞在 鐵氧體 上，有的是 空心的 ，匝數(shù) 少 ，自感系數(shù) 小 。 功能特點(diǎn)： 通 直流 、通 低頻 ，阻 高頻 。二、電容對交變電流的影響1、探究電容器對交變電

5、流的阻礙作用。(1)學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)探究：將250F的電容器與小燈泡串聯(lián)，先接到4V直流電源上，再接到4V交流電源上，觀察兩種情況下燈泡的亮度?，F(xiàn)象：接直流電源，燈泡 不亮 。 接交流電源，燈泡 亮 。結(jié)論：電容器，通 交流 ，隔 直流 。(2) 理論探究：電容是如何“通交流”的呢？ (3) 學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)探究：將250F的電容器與小燈泡串聯(lián)，先接到4V交流電源上，接著把電容器從電路中取下來，使燈泡直接與4V交流電源相連，觀察兩種情況下燈泡的亮度?，F(xiàn)象：不接電容器時，燈泡 更亮 。結(jié)論：電容器對 交流 有阻礙作用。小電容大電容2、探究影響容抗大小的因素。（1）容抗：電容對交流電阻礙作用的大小。（2）

6、思考并猜想：影響容抗大小的因素會有哪些呢？（3）實(shí)驗(yàn)探究：學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)探究： 保持交流電的電壓6V不變，保持交流電的頻率f不變，改變電容器的電容c； 現(xiàn)象：電容越大，燈泡 越亮 。結(jié)論：電容越大，容抗 越小 。教師演示實(shí)驗(yàn)探究： 保持交流電的電壓5V不變，保持電容器的電容c=100F不變，改變交流電的頻率f(50HZ-60HZ-100HZ)；現(xiàn)象：頻率f越大，燈泡 越亮 。結(jié)論：頻率f越大，容抗 越小 。實(shí)驗(yàn)和理論分析都表明：電容器的 電容 越大，交流的 頻率 越高，電容器對交流的阻礙作用就 越小 。也就是說，電容器的容抗就 越小 。3、電容的特性：通交流、隔直流、通高頻、阻低頻。4、實(shí)際應(yīng)用

7、：現(xiàn)在我們又知道，電容具有“隔直流、通交流”的作用，如果同時使用電感器和電容器，是不是可以使負(fù)載電阻R2上的交流成分更少？試著在右圖的基礎(chǔ)上增加元件，設(shè)計(jì)出符合要求的電路圖。為了盡量減少R2上的交流成分，應(yīng)該怎樣選擇線圈的自感L和電容器的電容C？線圈的自感L大和電容器的電容C大？三、你明白了嗎？為什么有時候用手觸摸電氣設(shè)備的金屬外殼，會感到“麻手”，為什么通電后電氣設(shè)備的金屬外殼會讓試電筆發(fā)光？電容不僅存在于成型的電容器中，也存在于電路的導(dǎo)線、元件及機(jī)殼間 與電源相連的機(jī)芯和金屬外殼可以看做電容器的兩個極板，電源中的交變電流能“通過”這個“電容器”。用手觸摸金屬外殼時，可能有一點(diǎn)點(diǎn)電流經(jīng)人體流入大地。四、課堂小結(jié)：1、電感對交流電有阻礙作用（1）感抗：電感對交流電的阻礙作用的大小用感抗表示。（2）影響感抗的因素： （3）特性：通直流、阻交流、通低頻、阻高頻。2、電容對交流電有阻礙作用