第三節(jié) 電感和電容對交變電流的影響

1、第三節(jié) 電感和電容對交變電流的影響教學(xué)目標(biāo)一、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).二、能力目標(biāo)1.培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的思維習(xí)慣.2.培養(yǎng)學(xué)生用學(xué)過的知識去理解、分析新問題.三、德育目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生有志于把所學(xué)的物理知識應(yīng)用到實際中去的學(xué)習(xí)習(xí)慣.教學(xué)重點1.電感、電容對交變電流的阻礙作用.2.感抗、容抗的物理意義.教學(xué)難點1.感抗的概念及影響感抗大小的因素.2.容抗概念及影響容抗大小的因素.教學(xué)方法演示實驗+閱讀+講解教學(xué)用具雙刀雙擲開關(guān)、學(xué)生用低壓交直流電源、燈泡（6 V、0.3 A）、線圈（用變壓器的副線圈）、電

2、容器（“103F、15 V”與“200F、15 V”）2個、兩個扼流圈、投影片、投影儀.課時安排1課時教學(xué)過程投影本節(jié)課學(xué)習(xí)目標(biāo)1.理解為什么電感對交變電流有阻礙作用.2.知道感抗的物理意義及影響感抗的因素.3.知道交變電流能通過電容，知道電容器對交變電流有阻礙作用.4.知道容抗的物理意義及影響容抗的因素.學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程一、引入用幻燈片打出下列問題1.什么叫自感現(xiàn)象？2.自感系數(shù)（簡稱自感或電感）與什么因素有關(guān)系呢？3.電容器如何充放電？學(xué)生作簡單回顧，然后講解.二、新課教學(xué)講解：在直流電路中，影響電流跟電壓關(guān)系的只有電阻.在交流電器中，影響電流跟電壓關(guān)系的，除電阻外，還有電感和電容.電阻器

3、、電感器、電容器是交流電路中三種基本器件.下面研究電感器和電容器對交流電影響.演示一實驗電路如下圖中（甲）（乙）所示.首先演示甲圖，電鍵接到交直流電源上，引導(dǎo)學(xué)生觀察兩燈亮度相同.（說明電阻對交流電和直流電阻礙作用相同）演示乙電路圖，將開關(guān)接到直流電上，燈亮度不變；而接到交流電上，燈泡亮度變暗.說明線圈對直流電和交流電的阻礙作用不同；對直流電起阻礙作用的只是線圈的電阻；對交流電，除了線圈電阻外，電感也起作用.師問為什么會產(chǎn)生這種現(xiàn)象？引導(dǎo)學(xué)生從電磁感應(yīng)現(xiàn)象分析，當(dāng)線圈中通過交變電流時，產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流的變化.用感抗表示線圈對交變電流的阻礙作用的大小（如用電阻表示電阻器對電流阻礙大小，感

4、抗單位：歐（）) 師問感抗的大小跟哪些因素有關(guān)？引導(dǎo)學(xué)生看書，然后總結(jié).感抗XL：決定于線圈的自感系數(shù)和交變電流的頻率.當(dāng)線圈的自感系數(shù)越大，自感作用就越大，感抗越大；當(dāng)交變電流的頻率越高，電流變化越快，自感作用也越大.（出示扼流圈）線圈在電子技術(shù)中有廣泛應(yīng)用，有兩種扼流圈，就是利用電感對交變電流的阻礙作用制成的.1.低頻扼流圈觀察構(gòu)造：線圈繞在閉合鐵芯上，線圈匝數(shù)多，故自感系數(shù)大.另外電阻小.分析得其作用：對低頻交流電有較大阻礙作用，得：“通直流，阻交流”.2.高頻扼流圈構(gòu)造：線圈繞在鐵氧體芯上，線圈匝數(shù)少，故自感系數(shù)小.分析得：對低頻交變電流阻礙小，對高頻交變電流阻礙大.“通低頻，阻高頻”

5、.演示二演示實驗，電路如圖所示.觀察實驗現(xiàn)象：開關(guān)打到直流電上，燈泡不亮，開關(guān)打到交流電上，燈泡亮了.結(jié)論：直流電不能通過電容器，交流電能夠通過電容器.師問電容器的兩極板間是絕緣介質(zhì)，為什么交流電能夠通過呢？用CAI課件展示電容器接到交流電源上，充電、放電的動態(tài)過程.強調(diào)自由電荷并沒有通過電容器兩極板間的絕緣介質(zhì)，當(dāng)電容器接交變電源上時，正極板上的電子向負(fù)極板上流，使兩極板上聚集電荷增加，形成充電電流.當(dāng)電源電壓降低時，負(fù)極板上的電子通過電源流向正極板，兩極板上的電荷中和掉一部分，形成放電電流.演示：將“1000F,15 V”的電容器去掉，觀察燈泡的亮度.現(xiàn)象：燈泡比原來電路中接電容器時變亮.

6、說明：電容器對交變電流也有阻礙作用.容抗XC：表示電容器對交流電的阻礙作用大小，如同用電阻表示電阻器對電流阻礙作用大小，感抗表示線圈對交流電阻礙作用大小，單位都為：歐姆（）.教師指出：容抗產(chǎn)生原因為“電容器極板上電荷的積累對電荷定向運動阻礙”.師問那么容抗跟什么因素有關(guān)？學(xué)生：閱讀教材內(nèi)容.演示將電路中的“1000F”電容換成“200F”電容器.觀察現(xiàn)象：燈泡比原來“接1000 F”電容器時暗.說明：容抗和電容器的電容值大小有關(guān).實驗表明：電容器的電容大小和交變電流的頻率決定容抗.電容越大，在同樣電壓下電容器容納電荷越多，因此充放電的電流越大，容抗就越小.交流電的頻率越高，充放電就進(jìn)行得越快，

7、充放電流越大，容抗越小.即電容器的電容越大，交變電流頻率越高，容抗越小.電容器具有“通交流，隔直流”“通高頻，阻低頻”特點.介紹電感和電容的廣泛存在.三、鞏固練習(xí)例 如圖，當(dāng)交變電源的電壓有效值是220 V，頻率為50 Hz時，三只電燈的亮度相同；當(dāng)僅將交流電源的頻率改為100 Hz時，各燈亮度如何變化呢？分析：當(dāng)f升高時，電容器的容抗變小，線圈的感抗變大，電阻器的電阻不變，故a燈變亮，b燈變暗，c燈不變.四、小結(jié)由于電感線圈中通過交變電流時，產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流變化，對交變電流有阻礙作用.電感對交變電流阻礙作用大小，用感抗來表示.線圈自感系數(shù)越大，交變電流的頻率越高，感抗越大，即線圈有“

8、通直流、阻交流”或“通低頻，阻高頻”特征.交變電流“通過”“通交流、隔直流”或“通高頻、阻低頻”特征.五、作業(yè)練習(xí)二寫在作業(yè)本上六、板書設(shè)計七、本節(jié)優(yōu)化訓(xùn)練設(shè)計1.有一電阻極小的導(dǎo)線繞制而成線圈，接在交流電上，如果電源電壓峰值保持不變，比較下面哪種情況，通過線圈的電流強度最小A.所加電源頻率為50 HzB.所加電源頻率為100 HzC.所加電源頻率為50 Hz，減少線圈匝數(shù)D.在線圈中加入鐵芯，所加電源頻率為100 Hz2.有兩個電容分別為C1=5F,C2=3F兩電容器，分別加在峰值一定的交流電源上，比較下列哪種情況通過電容器的電流強度最大A.在C1上加f=50 Hz的交變電流B.在C2上加f=50 Hz的交變電流C.在C1上加f=60 Hz的交變電流D.在