高二物理5.3《電感和電容對交變電流的影響》學案(人教版選修3-2)
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111 5.3 電感和電容對交變電流的影響 教學目標 (二)過程與方法 1.培養(yǎng)學生獨立思考的思維習慣。 2.培養(yǎng)學生用學過的知識去理解、分析新問題的習慣。 (三)情感、態(tài)度與價值觀 培養(yǎng)學生有志于把所學的物理知識應用到實際中去的學習習慣。 教學重點、難點 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。 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。 教學方法 實驗法、閱讀法、講解法。 教學手段 雙刀雙擲開關、學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)、電容器(“103 μF、15 V”與“200 μF、15 V”)2個、兩個扼流圈、投影片、投影儀 教學過程 (一)引入新課 在直流電路中,影響電流跟電壓關系的只有電阻。在交變電流路中,影響電流跟電壓關系的,除了電阻外,還有電感和電容。電阻器、電感器、電容器是交變電流路中三種基本元件。這節(jié)課我們學習電感、電容對交變電流的影響。 (二)進行新課 1.電感對交變電流的阻礙作用 [演示]電阻、電感對交、直流的影響。實驗電路如下圖甲、乙所示: 演示甲圖,電鍵分別接到交、直流電源上,引導學生觀察兩次燈的亮度 燈的亮度相同。說明電阻對交流和直流的阻礙作用相同。 演示乙圖,電鍵分別接到交、直流電源上,引導學生觀察兩次燈的亮度 電鍵接到直流上,亮度不變;接到交流上時,燈泡亮度變暗。說明線圈對直流電和交變電流的阻礙作用不同。 線圈對直流電的阻礙作用只是電阻;而對交變電流的阻礙作用除了電阻之外,還有電感.為什么會產生這種現(xiàn)象呢? 由電磁感應的知識可知,當線圈中通過交變電流時,產生自感電動勢,阻礙電流的變化。 電感對交變電流阻礙作用的大小,用感抗來表示。感抗的大小與哪些因素有關?請同學們閱讀教材后回答。 感抗決定于線圈的自感系數(shù)和交變電流的頻率。線圈的自感系數(shù)越大,自感作用就越大,感抗就越大;交變電流的頻率越高,電流變化越快,自感作用越大,感抗越大。 線圈在電子技術中有廣泛應用,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。出示扼流圈,并介紹其構造和作用。 (1)低頻扼流圈 構造:線圈繞在閉合鐵芯上,匝數(shù)多,自感系數(shù)很大。 作用:對低頻交變電流有很大的阻礙作用。即“通直流、阻交流”。 (2)高頻扼流圈 構造:線圈繞在鐵氧體芯上,線圈匝數(shù)少,自感系數(shù)小。 作用:對低頻交變電流阻礙小,對高頻交變電流阻礙大。即“通低頻、阻高頻”。 2.交變電流能夠通過電容器 [演示]電容對交、直流的影響。實驗電路如圖所示: 開關S分別接到直流電源和交變電流源上,觀察現(xiàn)象 接通直流電源,燈泡不亮;接通交變電流源,燈泡亮了。說明了直流電不能夠通過電容器,交變電流能夠“通過”電容器。 電容器的兩極板間是絕緣介質,為什么交變電流能夠通過呢?用CAI課件展示電容器接到交變電流源上,充、放電的動態(tài)過程。強調自由電荷并沒有通過電容器兩極板間的絕緣介質,只是當電源電壓升高時電容器充電,電荷向電容器的極板上集聚,形成充電電流;當電源電壓降低時電容器放電,電荷從電容器的極板上放出,形成放電電流。電容器交替進行充電和放電,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 [演示]電容器對交變電流的影響 將剛才實驗電路中“1000 μF,15 V”的電容器去掉,觀察燈泡的亮度,說明了什么道理? 燈泡的亮度變亮了。說明電容器對交變電流也有阻礙作用。 的確是這樣。物理上用容抗來表示電容器對交變電流阻礙作用的大小。容抗跟哪些因素有關呢?請同學們閱讀教材后回答。 容抗決定于電容器電容的大小和交變電流的頻率.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??;交變電流的頻率越高,充放電進行得越快,充放電電流越大,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”的特點。 介紹電感、電容的廣泛存在。 (三)課堂總結、點評 本節(jié)課主要學習了以下幾個問題: 1.由于電感線圈中通過交變電流時產生自感電動勢,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“通直流、阻交流”或“通低頻,阻高頻”特征. 2.交變電流“通過”電容器過程,就是電容器充放電過程.由于電容器極板上積累電荷反抗自由電荷做定向移動,電容器對交變電流有阻礙作用.用容抗表示阻礙作用的大小.電容器的電容越大,交流的頻率越高,容抗越小.故電容器在電路中有“通交流、隔直流”或“通高頻、阻低頻”特征。 (四)實例探究 電感對交變電流的影響 【例1】如圖所示電路中,L為電感線圈,R為燈泡,電流表內阻為零。電壓表內阻無限大,交流電源的電壓u=220sin10πt V。若保持電壓的有效值不變,只將電源頻率改為25Hz, 下列說法中正確的是 ( ) A.電流表示數(shù)增大 B.電壓表示數(shù)減小 C.燈泡變暗 D.燈泡變亮 電感和電容對交變電流的影響 【例2】圖所示是電視機電源部分的濾波裝置,當輸入端輸入含有直流成分、交流低頻成分的電流后,能在輸出端得到較穩(wěn)定的直流電,試分析其工作原理及各電容和電感的作用。 (五)鞏固練習 1.關于低頻扼流圈,下列說法正確的是 A.這種線圈的自感系數(shù)很小,對直流有很大的阻礙作用 B.這種線圈的自感系數(shù)很大,對低頻電流有很大的阻礙作用 C.這種線圈的自感系數(shù)很大,對高頻交流的阻礙作用比低頻交流的阻礙作用更大 D.這種線圈的自感系數(shù)很小,對高頻交流的阻礙作用很大而對低頻交流的阻礙作用很小 2.在圖所示電路中,u是有效值為200 V的交流電源,C是電容器,R是電阻.關于交流電壓表的示數(shù),下列說法正確的是 ( ) A.等于220 V B.大于220 V C.小于220 V D.等于零 3.在圖所示的電路中,a、b兩端連接的交流電源既含高頻交流,又含低頻交流;L是一個25 mH的高頻扼流圈,C是一個100 pF的電容器,R是負載電阻,下列說法中正確的是 ( ) A.L的作用是“通低頻,阻高頻” B.C的作用是“通交流,隔直流” C.C的作用是“通高頻,阻低頻” D.通過R的電流中,低頻電流所占的百分比遠遠大于高頻交流所占的百分比 4.如圖所示,交變電流電壓的瞬時表達式u=311sin157t V時,三個電流表的示數(shù)相同,若電源電壓改為u′=sin314t V時,則 ( ) A.電流表 的示數(shù)減小 B.電流表的示數(shù)增大 C.電流表的示數(shù)不變 111- 配套講稿:
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- 關 鍵 詞:
- 高二物理 物理
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