物理《電感和電容對交變電流的影響》教學(xué)設(shè)計
物理《電感和電容對交變電流的影響》教學(xué)設(shè)計
教學(xué)目標(biāo)
知識目標(biāo)
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)．
能力目標(biāo)
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．
情感目標(biāo)
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(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(jié)著重說明交流與直流的區(qū)別，有利于加深學(xué)生對交變電流特點(diǎn)的認(rèn)識．
教學(xué)重點(diǎn)
突出交流與直流的區(qū)別，不要求深人討論感抗和容抗的問題．可結(jié)合學(xué)校的實(shí)際情況，盡可能多用實(shí)驗(yàn)說明問題，不必在理論上進(jìn)行討論．
教法建議
1、根據(jù)電磁感應(yīng)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(dāng)復(fù)習(xí)或回憶已學(xué)過的有關(guān)知識，讓學(xué)生自然地得出結(jié)論．這樣既有利于理解新知識，又可以培養(yǎng)學(xué)生的能力，使學(xué)生學(xué)會如何把知識聯(lián)系起來，形成知識結(jié)構(gòu)，進(jìn)而獨(dú)立地獲取新知識．
2、對交變電流可以通過電容器的道理，課本用了一個形象的模擬圖，結(jié)合電容器充、放電的過程加以說明，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(jié)最后，結(jié)合實(shí)際說明了電容的廣泛存在，可以適當(dāng)加以擴(kuò)展和引伸，以開闊學(xué)生思路和引導(dǎo)學(xué)生在學(xué)習(xí)中注意聯(lián)系實(shí)際問題．
教學(xué)設(shè)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：啟發(fā)式綜合教學(xué)法
教學(xué)用具：小燈泡、線圈（有鐵芯）、電容器、交流電源、直流電源．
教學(xué)過程：
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(yàn)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．
二、講授新課：
1、電感對交變電流的作用：
實(shí)驗(yàn)：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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)：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?yàn)殡娙萜鞯膬蓚�極板被絕緣介質(zhì)隔開了．電容器接到交流電源時，實(shí)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(jī)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(diǎn)“漏電”一般不會造成人身危險，只是為了在機(jī)身和外殼間真的發(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(jī)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．
總結(jié)：
電容：通高頻，阻低頻．
電感：通低頻，阻高頻．
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