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2019-2020年高中物理 電感和電容對交變電流的影響教案 人教版第二冊 一、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) 二、教學(xué)重點(diǎn)：：電感和電容對交變電流的作用特點(diǎn) 三、教學(xué)難點(diǎn)：電感和電容對交變電流的作用特點(diǎn) 四、教學(xué)方法：：啟發(fā)式綜合教學(xué)法 五、教學(xué)用具：：小燈泡、線圈（有鐵芯）、電容器、交流電源、直流電源 六、教學(xué)過程： （一）引入新課： 在直流電路中，電壓U、電流I和電阻R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）進(jìn)行新課： 1、電感對交變電流的阻礙作用： 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。 電感對交變電流阻礙作用的大小用感抗來表示。 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，感抗也就越大。 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。日光燈啟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，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。 向?qū)W生簡單介紹扼流圈。 甲　低頻扼流圈 乙　高頻扼流圈 2、交變電流能夠通過電容器 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。 甲　充電　　　　　　　　　　乙　放電 金屬中的電流是由于負(fù)電荷的定向移動引起的，它等效于正電荷向相反方向的移動，這幅圖中用到了這種等效畫法。 結(jié)論：直流不能通過電容器。交流能通過電容器。 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，開成放電電流。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。 3、電容器對交變電流的阻礙作用 在上面的實(shí)驗(yàn)中，如果把電容器從電路中取下來，使燈泡直接與交流電源相連，觀察現(xiàn)象。 可以看到，燈泡要比接有電容器時亮得多。 這個實(shí)驗(yàn)表明：電容也對交流有阻礙作用。 電容對交流的阻礙作用，用容抗來表示。 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，感抗也就越小。 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，這是為什么？ 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(xiǎn)，但是為了在機(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。 容抗不僅存在于成形的電容器中，也存在于電路的導(dǎo)線、元件、機(jī)殼間。有時候這種容抗的影響是很大的，當(dāng)交變電流的頻率很高時更是這樣。同樣，感抗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。 （三）總結(jié)：電容：通高頻，阻低頻?！‰姼校和ǖ皖l，阻高頻。 （四）布置作業(yè)：鞏固練習(xí)：課后練習(xí)二