电感和电容对交变电流的影响 教案.docx

电感和电容对交变电流的影响教案

??一、教学目标

1.知识与技能目标

理解电感对交变电流的阻碍作用，知道感抗的概念，会用公式\(X_{L}=2\pifL\)计算感抗。

理解电容对交变电流的阻碍作用，知道容抗的概念，会用公式\(X_{C}=\frac{1}{2\pifC}\)计算容抗。

了解电感和电容在电路中的应用实例，能解释一些与电感、电容有关的电磁现象。

2.过程与方法目标

通过实验探究电感和电容对交变电流的影响，培养学生的观察能力、分析能力和归纳总结能力。

通过理论分析，让学生理解感抗和容抗的概念及影响因素，体会物理学科中逻辑推理的重要性，提高学生的逻辑思维能力。

3.情感态度与价值观目标

通过实验探究，激发学生对物理学科的兴趣，培养学生严谨的科学态度和勇于探索的精神。

通过了解电感和电容在实际生活中的应用，让学生体会物理知识与生活实际的紧密联系，提高学生将物理知识应用于实际的意识。

二、教学重难点

1.教学重点

感抗和容抗的概念及计算。

电感和电容对交变电流影响的规律。

2.教学难点

感抗和容抗概念的理解，特别是影响感抗和容抗大小的因素。

从实验现象和理论分析两方面深入理解电感和电容对交变电流的阻碍作用。

三、教学方法

讲授法、实验法、讨论法、类比法相结合

四、教学过程

（一）导入新课（5分钟）

1.展示生活中常见的电感器和电容器实物，如收音机中的电感线圈、电子设备中的滤波电容等，引导学生观察并思考这些元件在电路中的作用。

2.提问学生：交变电流能够通过导线，那么它能否顺利通过电感和电容呢？引入本节课的主题电感和电容对交变电流的影响。

（二）进行新课

1.电感对交变电流的影响（15分钟）

实验演示

1.按图5.31连接实验电路，分别把电阻\(R\)、电感线圈\(L\)接入电路，闭合开关\(S\)，调节交变电流的电压，使电压表的示数相同，观察通过电阻\(R\)和电感线圈\(L\)的电流大小。

2.改变交变电流的频率，再次观察电流表示数的变化。

现象分析

1.引导学生观察实验现象，发现当电压相同时，通过电感线圈的电流比通过电阻的电流小。

2.当交变电流的频率增大时，通过电感线圈的电流进一步减小。

理论解释

1.交变电流通过电感线圈时，由于电流时刻在变化，线圈中会产生自感电动势。

2.根据楞次定律，自感电动势总是阻碍原电流的变化。

3.这种阻碍作用使得电感对交变电流有阻碍作用，我们把电感对交变电流阻碍作用的大小叫做感抗，用\(X_{L}\)表示。

感抗的计算

1.感抗\(X_{L}\)与交变电流的频率\(f\)和线圈的自感系数\(L\)有关，其表达式为\(X_{L}=2\pifL\)。

2.说明\(2\pi\)是常数，\(f\)的单位是赫兹（Hz），\(L\)的单位是亨利（H），\(X_{L}\)的单位是欧姆（\(\Omega\)）。

3.分析公式可知，当\(L\)一定时，\(f\)越高，感抗\(X_{L}\)越大；当\(f\)一定时，\(L\)越大，感抗\(X_{L}\)越大。

应用实例

1.电感线圈在电路中常用作扼流圈。

2.介绍低频扼流圈和高频扼流圈的工作原理及应用。

3.让学生思考为什么电感线圈对低频交变电流的阻碍作用比对高频交变电流的阻碍作用小。

2.电容对交变电流的影响（15分钟）

实验演示

1.按图5.32连接实验电路，分别把电阻\(R\)、电容器\(C\)接入电路，闭合开关\(S\)，调节交变电流的电压，使电压表的示数相同，观察通过电阻\(R\)和电容器\(C\)的电流大小。

2.改变交变电流的频率，再次观察电流表示数的变化。

现象分析

1.引导学生观察实验现象，发现当电压相同时，通过电容器的电流比通过电阻的电流大。

2.当交变电流的频率增大时，通过电容器的电流也增大。

理论解释

1.交变电流通过电容器时，电容器两极板间的电压不断变化，电容器不断进行充放电。

2.充电和放电过程中形成了电流，相当于交变电流通过了电容器。

3.这种充放电过程对交变电流有阻碍作用，我们把电容对交变电流阻碍作用的大小叫做容抗，用\(X_{C}\)表示。

容抗的计算

1.容抗\(X_{C}\)与交变电流的频率\(f\)和电容器的电容\(C\)有关，其表达式为\(X_{C}=\frac{1}{2\pifC}\)。

2.说明\(2\pi\)是常数，\(f\)的单位是赫兹（Hz），\(C\)的单位是法拉（F），\(X_{C}\)的单位是欧姆（\(\Omega\)）。

3.分析公式可知，当\(C\)一定时，\