高中物理-电感和电容对交变电流的影响教学设计

高中物理-电感和电容对交变电流的影响教学设计

一．学习目标

1．通过实验了解电感和电容对交变电流的阻碍和导通作用。

2．知道感抗和容抗的物理意义及影响因素。

3．通过猜想、假设、实验、交流合作与分析论证,体会科学探究过程。

二．预习案

1、电感和电容对交变电流的影响

（1）电感对交变电流的阻碍作用：电感对交变电流的阻碍作用的大小用来表示。线圈的越大、交变电流的越高,电感对交变电流的阻碍作用就越 ,感抗也越。

（2）电容器对交变电流的阻碍作用：电容对交变电流的阻碍作用的大小用表示。电容器的电容越、交变电流的频率越 ,电容器对交变电流的阻碍作用就越 ,容抗也越。这些都表明交变电流能通过电容器。

2、在交变电流路中,如果把电感的作用概括为“通直,阻交”、“通低,阻高”。则对电容的作用可概括为：“隔直,通交”、“阻低,通高”。

三．课内探究

探究一电感对交变电流的阻碍作用

1.把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来,先把它们接到直流电源上,再把它们接到交流电源上。实验中取直流电源的电压与交流电

压的有效值相等。灯泡的亮度一样吗？此现象说

明了什么问题？

2.为什么电感对交流电有阻碍作用？

3.实验表明线圈的自感系数越大、交变电流的频率越高,电

感对交变电流的阻碍作用越大。为什么线圈的感抗跟线圈的

自感系数和交流电的频率有关呢？

4.如图它是由几十匝线圈绕在空心铁氧体芯上组成,你认为它是低频扼流圈还是高频扼流圈?它对低频有显著阻碍作用吗?

探究二电容器对交变电流的阻碍作用

1.把小灯泡和电容器串联起来,先把它们接到直流电源上,再把它们接到交流电源上,灯泡的发光情况一样吗？此现象说明了什么？

2.电容器对交流阻碍作用的大小与哪些因素有关?

探究三电阻、电感器、电容器对对交变电流阻碍作用的区别与联系

电阻电感器电容器

产生的原因由于电感线圈的自感现象阻碍电流的变化

在电路中的特点对直流、交流均有

阻碍作用

不能通直流,只能通变

化的电流．对直流的阻

碍作用无限大,对交流

的阻碍作用随频率的降低而增大

决定因素由导体本身（长短、

粗细、材料）决定,

与温度有关

由导体本身的自

感系数和交流的

频率f决定

电能的转化与做功电流的能与电场能往复转化

典例分析

例1.如图所示,电路中完全相同的三只灯泡L1、L2、L3分别与电阻R、电感L、电容C串联,然后再并联到220V、50Hz的交流电路上,

三只灯泡亮度恰好相同。若保持交变电压不变,将交变

电流的频率提高到60Hz,则发生的现象是（）

A、三灯亮度不变

B、三灯均变亮

C、L1不变、L2变亮、L3变暗

D、L1不变、L2变暗、L3变亮

例2、如图所示,线圈的自感系数L和电容器的电容C都

很小（如L=1mH,C=200pF）,此电路的重要作用是

（）

A、阻直流通交流,输出交流

B、阻交流通直流,输出直流

C、阻低频通高频,输出高频交流

D、阻高频通低频,输出低频交流和直流

练习接在交流电源上的电灯泡正常发光,以下说法正确的

是

A．把电介质插入电容器,灯泡变亮

B．增大电容器两极板间的距离,灯泡变亮

C．减小电容器两极板间的正对面积,灯泡变暗

D．使交变电流频率减小,灯泡变暗

参考答案

探究一电感对交变电流的阻碍作用

1. 接通直流电源时,灯泡亮些；接通交流电源时,灯泡暗些；此现象说明电感对交变电流有阻碍作用

2. 交流电通过电感线圈时,电感线圈中产生自感电动势,阻碍电流的变化,使灯泡变暗

3. 感抗是由自感现象引起的,线圈的自感系数L越大,自感作用就越大,因而感抗越大；交流电的频率f越高,电流的变化率越大,自感作用也越大,因而感抗越大

4.它是高频扼流圈,它对低频没有显著阻碍作用.

探究二电容器对交变电流的阻碍作用

1. 接通直流电源,灯泡不亮；接通交流电源,灯泡亮了；此现象说明了直流电不能够通过电容器,交流电能够“通过”电容器。

2.电容器电容越大、交流的频率越高,电容器对交流的阻碍作用就越小,容抗越小。探究三电阻、电感器、电容器对对交变电流阻碍作用的区别与联系

典例分析例1 D 例2 D 练习 ACD