電感和電容對交變電流的影響
一．教材分析、學(xué)情分析
學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前，學(xué)生剛剛學(xué)過交變電流的有關(guān)知識，電感和電容對學(xué)生而言也并不陌生。學(xué)生是帶著過去的知識和經(jīng)驗走進堂的，教師應(yīng)善于抓住新舊知識之間的差異，引發(fā)新舊知識之間的沖突，利用最近發(fā)展區(qū)，促進學(xué)生認識水平的提高，從而使學(xué)生順利完成新知識的自主建構(gòu)。
二、目標
（一）知識與技能目標：
1．理解電感和電容對交變電流的阻礙作用。
2．知道感抗和容抗的物理意義及影響因素。
3．通過實驗培養(yǎng)學(xué)生觀察能力；通過猜想、假設(shè)、實驗、交流合作與分析論證，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力。
（二）過程與方法目標：
1、了解如何通過實驗現(xiàn)象得出相關(guān)的實驗結(jié)論的方法。
2、深刻理解對比的實驗方法在該實驗中的應(yīng)用。
（三）情感、態(tài)度與價值觀目標：
1、在實驗過程中養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度。
2、在科學(xué)探究和科學(xué)辯論中提高科學(xué)素養(yǎng)。
3、培養(yǎng)理論聯(lián)系生活實際的辯證唯物主義思想。
三、重點：
1、探究活動的情境創(chuàng)設(shè)及學(xué)生探究過程的調(diào)控與把握。
2、感抗和容抗的影響因素及特點分析。
3、電容和電感線圈對交流電阻礙作用規(guī)律的得出及相關(guān)應(yīng)用。
四、教學(xué)難點：
1、影響感抗和容抗的因素及特點分析。
2、電容和電感對交流電阻礙作用的得出及相關(guān)應(yīng)用。
3、學(xué)生探究過程的調(diào)控與把握。
五、教學(xué)過程：
（一）意想不到的實驗
(免去新導(dǎo)入的過程，直接將情境融入內(nèi)容。)
師：今天我們學(xué)習(xí) “電容和電感對交變電流的影響”，那么什么是電感呢？
1、學(xué)生回答
2、展示
師：看電感就是由導(dǎo)線繞制而成的。如果把電感和小燈泡串聯(lián)接入電路，會發(fā)生什么事情？
生：小燈泡會亮。
（教師演示，燈果然亮了）
師：我們再看一遍。
（教師演示，燈亮了，但明顯比剛才變暗了。）
師：這是怎么回事？
（面對意想不到的新情況，學(xué)生開始議論紛紛。）
請一位同學(xué)上臺觀察，然后把看到的情況向大家匯報。
（揭開謎底）展示電路圖如下：
師：為什么將電由直流切換為交流，燈泡變暗了？
學(xué)生自主探究：
a) 小組討論
b) 獲得結(jié)論： 交流——自感現(xiàn)象——燈變暗
（二）探究感抗的大小
1、感抗：電感線圈對交流電的阻礙作用叫感抗。
2、學(xué)生自主分析影響感抗的因素：
1）猜想與假設(shè)
感抗是由于自感現(xiàn)象而產(chǎn)生的。
自感電動勢越大感抗越大。
交變電流頻率越大，電流變化越快。
2）實驗探究：（小組內(nèi)分工合作，組間競爭）
（1） 保持線圈的自感系數(shù)L不變，將直流（f=0）和交流作對比：
（2） 保持交流電的頻率f不變，改變線圈的自感系L：
3）結(jié)論（小組匯報）：線圈的自感系數(shù)L越大，交流電的頻率f 越高，電感線圈對交流電的阻礙作用就越大，即感抗越大。
3、感抗的應(yīng)用——扼流圈
（1）低頻扼流圈（展示畫面）
結(jié)構(gòu)特點
功能特點
由銅線繞制而成直流電阻很小，通�？梢院雎�
有鐵芯、線圈匝數(shù)多（幾千匝，甚至超過一萬）自感系數(shù)很大，一般為幾十亨
作用：對低頻交流電的阻礙作用很大（對高頻交流電的阻礙作用更大）
學(xué)生總結(jié)特點：通直流，阻交流（低頻和高頻)
注意問題：低頻扼流圈的造價較高
(2)高頻扼流圈（結(jié)合畫面）
結(jié)構(gòu)特點
功能特點
多為空心，少數(shù)有鐵芯；自感系數(shù)很小，一般為幾毫亨
匝數(shù)少，幾百或幾千
作用：只對高頻交流電有較大的阻礙作用；對低頻交流電的阻礙作用較小，對直流電的阻礙作用極�。ㄖ绷麟姷念l率f = 0）
學(xué)生比較該規(guī)律中頻率的變化，總結(jié)高頻扼流圈的工作特點：通直流，通低頻，阻高頻。
（三）“不可理喻”的電容
師：什么是電容？
生：兩個相互靠近而又彼此絕緣的導(dǎo)體組成電容。是一種儲存電荷的容器。
師：既然構(gòu)成電容的兩個導(dǎo)體彼此絕緣，電荷無論如何也無法通過電容，如果把它和小燈泡串聯(lián)接入電路，打死我也不相信燈泡會亮！大家覺得呢？有沒有反對意見？
（學(xué)生稍許沉默，然后開始討論。注意：老師并沒有“命令”學(xué)生這么去做，完全是自發(fā)的討論。）
同學(xué)甲：我覺得在交流電路里，情況可能不是這么簡單。
師：那你怎么認為？
生甲：我覺得燈可以亮。補充一下，這是一種猜測，因為交變電流方向在不斷變化嘛。
師：我覺得你分析的挺有道理，但你能不能回答我另一個問題？
生甲：請講。
師：如果兩根導(dǎo)線的線頭互相靠近，這算不算電容？
生甲：（略加思索）應(yīng)該算！
師：那好，一天晚上，你正在臺燈下勤奮學(xué)習(xí)，有人悄悄剪斷了你家的導(dǎo)線。
生甲：這個。。。
師：那我們就讓事實說話吧。
（邀請生甲上臺操作。）
接直流電：燈不亮。
接交流電：燈亮了！
師：雖然我一直在堅持自己的觀點，但我們必須得相信事實�？礃幼邮俏义e了。請問生甲，此時此刻，你有什么感想？
生甲：（不好意思地）沒想到我是正確的。只時還不太明白。
師：你的表現(xiàn)其實真的很不錯！
（學(xué)生鼓掌。）
師：那么電容是如何“通交流”的呢？
師生共同分析，鼓勵更多同學(xué)發(fā)表自己觀點。
結(jié)論：在交變電壓的作用下，電容器交替進行充、放電，電路中就有了電流。
（四）探究容抗的大小
師：請問生甲，你家的電線被剪斷了，為什么不能導(dǎo)電？
生甲：我還沒想明白。
師：請大家想想，交變電流可以“通過”電容器，電容器對交變電流有沒有阻礙作用呢？
1、電容對交流的阻礙作用的大小用容抗表示。
2、自主探究（教師應(yīng)做好啟發(fā)和引導(dǎo)工作）：剪斷的導(dǎo)線為什么不能“通”交流呢？
猜想：“距離”太大；正對面積太小—電容太小
聯(lián)想：電容靠不斷充放電“通”電流。
推想：電容大一次充電量大；頻率高單位時間內(nèi)充電次數(shù)多，所以電流大，容抗小。
3、結(jié)論：電容C越大，交流的頻率f越高，電容器的阻礙作用越小，容抗越小
4、實際應(yīng)用：通交流、隔直流，通高頻、阻低頻。
（五）知識拓展（聯(lián)系實際，由物理走向生活）
（展示）電容不僅存在于成型的電容器中，也存在于電路的導(dǎo)線、元及機殼間．有時候這種電容的影響是很大的，當(dāng)交流的頻率很高時更是這樣．同樣．電感也不僅存在于成型的線圈中．下面將要學(xué)習(xí)的遠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．
板書設(shè)計
一、感抗
1、定義：電感線圈對交流電的阻礙作用叫感抗。
2、影響感抗的因素：
3．應(yīng)用
二、容抗
1．定義：電容對交流電的阻礙作用叫容抗
2．影響容抗的因素：
3，應(yīng)用
七．后練習(xí)
C類
1．電感對交變電流的影響的以下說法中，正確的是( ABCD )
A．電感對交變電流有阻礙作用
B．電感對交變電流阻礙作用的大小叫感抗
C．電感對某一頻率的交變電流的阻礙作用跟線圈的自感系數(shù)有關(guān)
D．線圈的自感系數(shù)越大，交變電流的頻率越高，電感對交變電流的阻礙作用就越大
B類
2．電容對交變電流的影響的以下說法中，正確的是( ACD )
A．交變電流能通過電容器
B．電容器具有通直流、阻交流的作用
C．電容器電容較小時，它具有通高頻、阻低頻的功能
D．電容器的電容越大，交變電流的頻率越高，電容器對交變電流的阻礙作用就越小
A類
3．下列說法中，正確的是( D )
A．電感對交流的阻礙作用是因為電感存在電阻
B．電容對交流的阻礙作用是因為電容器有電阻
C．感抗、容抗和電阻一樣，電流通過它們做功時都是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
D．在交變電流中，電阻、感抗、容抗可以同時存在
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