高中物理《交变电流》教案2 新人教版选修3-2

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1、教学课题：交变电流一．教学目标【知识和技能】1、理解为什么电感对交变电流有阻碍作用．2、知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小，知道感抗与哪些因素有关．3、知道交变电流能通过电容器．知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用．4、知道用容抗来表示电容对交变电流阻碍作用的大小，知道容抗与哪些因素有关．【过程和方法】使学生理解如何建立新的物理模型而培养学生处理解决新问题能力．【情感、态度、价值观】1、通过电感和电容对交流电的阻碍作用体会事物的相对性与可变性．2、让学生充分体会通路与断路之间的辩证统一性

2、．3、培养学生尊重事实，实事求是的科学精神和科学态度．二．教学重点、难点重点：电感和电容对交变电流的作用特点．难点：电感和电容对交变电流的作用特点．三．教学仪器小灯泡、线圈（有铁芯）、电容器、交流电源、直流电源．四．教学方法启发式综合教学法五．教学过程引入在直流电流电路中，电压、电流和电阻的关系遵从欧姆定律，在交流电路中，如果电路中只有电阻，例如白炽灯、电炉等，实验和理论分析都表明，欧姆定律仍适用．但是如果电路中包括电感、电容，情况就要复杂了．新课1、电感对交变电流的作用：实验：把一线圈与小灯泡串

3、联后先后接到直流电源和交流电源上，观察现象：现象：接直流的亮些，接交流的暗些．　　引导学生得出结论：接交流的电路中电流小，间接表明电感对交流有阻碍作用．　　为什么电感对交流有阻碍作用？　　引导学生解释原因：交流通过线圈时，电流时刻在改变．由于线圈的自感作用，必然要产生感应电动势，阻碍电流的变化，这样就形成了对电流的阻碍作用．　　实验和理论分析都表明：线圈的自感系数越大、交流的频率越高，线圈对交流的阻碍作用就越大．应用：日光灯镇流器是绕在铁芯上的线圈，自感系数很大．日光灯起动后灯管两端所需的电压低于

4、220V，灯管和镇流器串联起来接到电源上，得用镇流器对交流的阻碍作用，就能保护灯管不致因电压过高而损坏．2、交变电流能够通过电容实验：把白炽灯和电容器串联起来分别接在交流和直流电路里．现象：接通直流电源，灯泡不亮，接通交流电源，灯泡能够发光．结论：直流不能通过电容器．交流能通过交流电．　　引导学生分析原因：直流不能通过电容器是容易理解的，因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开了．电容器接到交流电源时，实际上自由电荷也没有通过两极间的绝缘介质，只是由于两极板间的电压在变化，当电压升高时，电荷向电容器的极

5、板上聚集，形成充电电流；当电压降低时，电荷离开极板，形成放电电流．电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流“通过”了电容器．学生思考：　　使用220V交流电源的电气设备和电子仪器，金属外壳和电源之间都有良好的绝缘，但是有时候用手触摸外壳仍会感到“麻手”，用试电笔测试时，氖管发光，这是什么？原因：与电源相连的机芯和金属外壳可以看作电容器的两个极板，电源中的交变电流能够通过这个“电容器”．虽然这一点“漏电”一般不会造成人身危险，只是为了在机身和外壳间真的发生漏电时确保安全，电气设备和电子

6、仪器的金属外壳都应该接地．3、电容不仅存在于成形的电容器中，也存在于电路的导线、无件、机壳间．有时候这种电容的影响是很大的，当交变电流的频率很高时更是这样．同样，感也不仅存在于线圈中，长距离输电线的电感和电容都很大，它们造成的电压损失常常比电阻造成的还要大．练习【例1】试比较电阻、电感和电容在交流电路中的作用有何不同？【答】电阻、电感和电容在交流电路中对交变电流都有阻碍作用，统称为阻抗．电阻器在交流电路中阻抗的大小就是电阻值R，它与交流的频率无关．电感器在交流电路中阻抗的大小称为感抗，它与电感器的

7、自感系数、交流的频率均成正比．自感系数越大、交流频率越高，感抗也越大．电容器在交流电路中阻抗的大小称为容抗，它与电容器的电容、交流的频率均成反比，电容越大．交流频率越高，容抗便越小．【例2】如图所示为一低通滤波电路．已知电源电压包含的电流直流成分是240V，此外还含有一些低频的交流成分．为了在输出电压中尽量减小低频交流成分，试说明电路中电容器的作用．【答】电容器对恒定电流（直流成分）来说，相当于一个始终断开的开关，因此电源输出的直流成分全部降在电容器上，所以输出的电压中直流成分仍为240V．但交变

8、电流却可以“通过”电容器，交流频率越高、电容越大，电容器的容抗就越小，在电容器上输出的电压中交流成分就越小．在本题的低通滤波电路中，为了要使电容器上输出的电压中，能将低频的交流成分滤掉，不输出到下一级电路中，就应取电容较大的电容器，实际应用中，取C＞500μF．【例3】如图所示为一高通滤波电路，已知电源电压中既含有高频的交流成分，还含有直流成分．为了在输出电压中保留高频交流成分，去掉直流成分，试说明电路中电容器的作用．【答】电容器串联在电路中，能挡住电源中的直流成分，不使通过，相当