人教物理选修3《电感和电容对交变电流的影响》导学案.doc

课时17 5、3电感和电容对交变电流的影响适用年级： 高二 所需课时： 1课时 教材分析本课题对知识和技能的要求并不高，但学生对容抗和感抗的理解有一定的困难。在教学设计中通过学生的互动实验，不仅帮助学生们理解感抗和容抗的概念，提高了实验动手能力，更重要的是使学生在互动和探索的过程中，培养学生的合作精神、获得探究的成功体验，尤其提高了学生们发现问题和解决问题的能力。教学目标知识与技能（1）了解电感器和电容器对交变电流的导通和阻碍作用。（2）定性了解电感器和电容器对交变电流阻碍作用的大小与什么因素有关。过程与方法（1）通过探究实验，尝试应用科学的方法研究物理问题，认识物理实验在物理学发展过程中的作用。（2）通过探究感抗和容抗的大小由哪些因素有关，获得实验探究过程的体验，培养学生分析、解决问题的能力。情感、态度与价值观（1）通过实验的互动过程，诱发对探究物理规律的兴趣。（2）合作学习过程中，培养学生主动与他人合作的精神，具有团队精神；通过真实记录观察到的现象，体验实事求是的科学态度。教学重点、难点重点电感和电容对交变电流的影响。难点容抗和感抗的大小和哪些因素有关。教学过程引入新课进行新课进行新课【复习引入】教师：首先我们来回顾，什么是电容器？学生：任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体构成一个电容器。教师提出问题：如果将电容器接入直流电路中，电路中有没有电流？学生讨论回答：没有，因为电容器中间是绝缘的。教师继续复习提问：当电键闭合后，甲图出现什么现象？学生：电键闭合后，灯泡D缓慢亮，因为线圈会阻碍通过灯泡电流的变化。教师：为什么会有阻碍电流变化的现象呢？学生：因为电感器会产生一个阻碍导体中原电流变化的自感电动势，教师：今天，我们就来研究电感和电容对交变电流的影响。【新课讲授】 （1）、感抗、容抗对比实验现在我们有三个小灯泡，让它们并联接入交流电路中，可以观察到三个灯泡的亮度相同，说明这是三个相同的灯泡。现在我们在其中的一个支路中串联一个电容，在另一个支路中串联一个电感。再将它们接入直流电路中。会有什么现象？现象：没有串联任何东西的灯泡马上变亮，串联电容器的灯泡不亮，串联电感线圈的慢一点亮。教师说明：（电容器不通直流）电容隔直流，电感通直流。再将它们接入交流电路中。会有什么现象？现象：没有串联任何东西的灯泡马上变亮，串联电容器的灯泡和串联电感线圈的灯泡都亮，不过亮度比没有串联任何东西的灯泡暗些。教师：为什么串联了电容器的电路都亮了呢？我们先来看看这幅电路图。将电键往上打，我们会发现电流表会动一下，原因是电源往电容器充电，将电键往下打，我们会发现电流表也会动一下，原因是电容器放电，若想电路中有持续的电流，则要求电容器不断地充放电。这也就是为什么串联了电容器的电路都亮了，并不是真有电流通过电容器，而是电容器在不断地充放电。（此处若不能进行实验，可利用动画演示）串联电容器的灯泡和串联电感线圈的灯泡比没有串联任何东西的灯泡暗些又说明什么？教师说明：说明电容和电感对交流电有阻碍的作用。师生总结：电容通交流，电感阻交流。我们把电感对交变电流的阻碍作用的大小用感抗来表示。而对电容对交变电流的阻碍作用的大小用容抗来表示。板书：感抗：电感对交变电流有阻碍作用，阻碍作用的大小用感抗来表示。容抗：电容对交变电流有阻碍作用，阻碍作用的大小用容抗来表示。（2）、影响感抗、容抗大小的因素【教师继续提出问题】感抗和容抗的大小和什么因素有关呢？【各小组进行猜想】学生可能会回答：感抗与自感系数和交变电流的频率有关，原因是自感电动势与自感系数和电流的变化快慢有关，在交变电流里是用频率表示电流变化的快慢的。容抗与感抗类似，所以猜想容抗与电容和交变电流的频率有关。 【实验验证】小组讨论后进行实验验证。教师可以将全班分为4大组，分配探究任务：1探究自感系数对感抗大小的影响。2探究电容对感抗大小的影响。3探究交流电的频率对感抗大小的影响。4探究交流电的频率对容抗大小的影响。提供的器材：交流低压电源，信号发生器（可以产生频率不同电压相同的低压交流电）、小灯泡、电容器、电感器、多用电表，电键，导线若干。【交流评估】学生分析实验现象，得出结论，各组选派代表进行交流。教师启发学生评估各组实验结果，进行总结：【得出结论】1线圈的自感系数越大、交流电的频率越高，电感对交流的阻碍作用越大，也就是说，线圈的感抗越大。2电容器的电容越大，交流电的频率越高，电容器对交流的阻碍作用越小，也就是说，电容器的容抗就越小。（3）、巩固练习1如图所示电路中，三只电灯的亮度相同，如果交流电的频率增大，三盏电灯的亮度将如何改变？为什么？2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，这是为什么？ 小结（1）知识：感抗、容抗的物理意义，影响感抗、容抗大小的因素。（2）方法：通过探究实验，初步理解物理学的科学探究方法。课后反思本