高中物理 电感和电容对交变电流的影响教案 人教版第二册VIP免费

17．3电感和电容对交变电流的影响一、教学目的：1．了解电感对电流的作用特点2．了解电容对电流的作用特点二、教学重点：：电感和电容对交变电流的作用特点三、教学难点：电感和电容对交变电流的作用特点四、教学方法：：启发式综合教学法五、教学用具：：小灯泡、线圈（有铁芯）、电容器、交流电源、直流电源六、教学过程：（一）引入新课：在直流电路中，电压U、电流I和电阻R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。（二）进行新课：1、电感对交变电流的阻碍作用：实验：把一线圈与小灯泡串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。电感对交变电流阻碍作用的大小用感抗来表示。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，感抗也就越大。应用：日光灯镇流器是绕在铁芯上的线圈，自感系数很大。日光灯启动后灯管两端所需的电压低于220V，灯管和镇流器串联起来接到电源上，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。向学生简单介绍扼流圈。2、交变电流能够通过电容器实验：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。交流能通过电容器。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，电荷向电容器的极板上聚集，形成充电电流；当电压降低时，电荷离开极板，开成放电电流。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。3、电容器对交变电流的阻碍作用在上面的实验中，如果把电容器从电路中取下来，使灯泡直接与交流电源相连，观察现象。可以看到，灯泡要比接有电容器时亮得多。这个实验表明：电容也对交流有阻碍作用。电容对交流的阻碍作用，用容抗来表示。实验和理论分析都表明：电容器的电容越大、交流的频率越高，电容器对交流的阻碍作用就越小，感抗也就越小。学生思考：乙高频扼流圈甲低频扼流圈甲充电乙放电金属中的电流是由于负电荷的定向移动引起的，它等效于正电荷向相反方向的移动，这幅图中用到了这种等效画法。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？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，但是为了在机身和外壳间真的发生漏电时确保安全，电气设备和电子仪器的金属外壳都应该接地。容抗不仅存在于成形的电容器中，也存在于电路的导线、元件、机壳间。有时候这种容抗的影响是很大的，当交变电流的频率很高时更是这样。同样，感抗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。（三）总结：电容：通高频，阻低频。电感：通低频，阻高频。（四）布置作业：巩固练习：课后练习二