纯电感电路公开课教案

纯电感和电容电路（80分钟）本次课的教学内容属于课程标准中工作任务2：交流电路。

一、教学说明1、要完成本次课的教学，教师应准备如下材料：教材、多媒体课件。

2、学生应具备的基础：1）掌握正弦交流电的相量概念；2）掌握电阻电路在交流电路中的计算。

二、教学目的通过本次课的学习，要求学生达到以下知识和能力目标。

1、知识目标1）能描述纯电感电路的电流、电压、功率等参数的测量方法和分析方法；2）能描述纯电容电路的电流、电压、功率等参数的测量方法和分析方法。

2、能力目标1）能比较三种元件在交流电中的电压电路大小、方向关系。

3、素质目标1）具备查阅资料的能力；2）具备独立工作或团队合作的能力；3）具备精益求精、严谨求实的工作态度；4）具备良好的职业道德和素质。

三、教学重点和难点分析1、教学重点纯电感和电容在正弦交流电路中的电压电流关系。

正弦交流电的电压和电流是用相量来表示的，对于电阻电路来说在交直流电路中都适用欧姆定律，没有特别大的区别。

电感和电容这两种元件属于储能元件，电压电流的关系不是比例关系，而是求导和积分的关系，这样导致在计算电压电流关系时出现一个相位差的问题，这个是需要特别注意的，对于电感来说电压超前电流九十度，对于电容来说电流超前电压九十度。

2、教学难点三种元件的比较。

电阻、电感和电容是在交流电路中主要出现的元件，这三种元件由于本身性能的不一样，导致在相同的交流电源作用下有不一样的电压电流，这个是学生非常容易搞混的内容，需要学生对这三种元件有一个清晰的概念，为后续的完整电路计算打好基础。

四、教学思想本次课程是交流电路的第四次课程，在前几次的课程已经详细介绍了交流电的概念，电阻在交流电中的表现，以及电容器的基本功能等内容，为本次课程做好了充分的准备，在此次课程中主要介绍学生电感和电容在交流电路中的表现，这个知识点对于学生来说是比较抽象的，需要反复强调前面的基础知识，以加深理解。

五、教学安排通过六、教学过程和教学方法设计教学过程采用“讲授、演示、讨论”的方式开展，辅以多媒体课件、分析讨论等教学手段。

纯电感电路教案授课班级：10农机教学目标：1．了解扼流圈和电感对交流电的阻碍作用。

2．掌握感抗的计算。

3．掌握纯电感电路中电流与电压的关系。

教学重点：1．感抗的计算。

2．纯电感电路中电流与电压的关系。

教学难点：纯电感电路中电流与电压的关系。

教学要点：直接引入课题：第二节纯电感电路一、电路二、电感对交流电的阻碍作用1．实验：电感在交、直流电路中的作用2．分析与结论电感线圈对直流电和交流电的阻碍作用是不同的。

对于直流电起阻碍作用的只是线圈电阻，对交流电，除线圈电阻外，电感也起阻碍作用。

（1）感抗：电感对交流电的阻碍作用。

用X L表示，单位： 。

（2）电感对交流电有阻碍作用的原因。

（3）感抗与ω、L有关。

（4）X L与L、f有关的原因。

（5）L 越大，X L 就越大，f 越大，X L 就越大。

（6）X L = ω L = 2 π f L单位：X L ―欧姆（Ω）；f －赫兹（Hz ）；L －亨利（H ）。

（7）应用：低频扼流圈：用于“通直流、阻交流”的电感线圈。

上千匝线圈，几十亨。

（低频信号元件）高频扼流圈：用于“通低频、阻高频”的电感线圈。

上百匝线圈，几毫亨。

三、电流与电压之间的关系1．大小关系I =L X U I m =L X U m ( i ≠ L X u )2．相位关系：（1）电流落后电压2π。

------示波器 （2）表示 ：解析式、相量图和波形图。

U=U m sin ωti = I m sin(ωt -900)课堂练习:已知一电感 L = 80 mH ，外加电压 u L = 50 sin(314t + 65°) V 。

试求：(1) 感抗 X L ， (2) 电感中的电流 I L ， (3) 电流瞬时值 i L 。

解：(1) 电路中的感抗为X L = wL = 314 ×0.08 Ω ≈ 25 Ω 图 8-2电感(2)(3) 电感电流 i L 比电压 u L 滞后 90°，则小结1．纯电感电路中欧姆定律的表达式。

．电感电流与电压的大小关系
Ω
看时间决定是否上此内容)
纯电感电路课堂练习卷
姓名学号
1、在纯电感正弦电路中，电压与电流的相位关系是，相位差为；
2、直流电路中，纯电感相当于；感抗表示线圈对所呈现的阻碍作用。

3、纯电感电路中，当交流电源的频率增大时，则感抗；
4、把一个电感为48mH的线圈接在u=110√2Sin（314t+π/2）V的交流电源上，求：（1）线圈中电流的大小；（2）写出电流的解析式；（3）画出电流和端电压的相量图；
5、已知一纯电感电路中，ｕ＝220Sin（314t+450）V，i=5Sin（314t-450）A，求此纯电感电路的感抗，电感L ，画出相量图；
6、把一个电感为60mH的线圈接在u=110√2Sin（100t+π/2）V的交流电源上，求：（1）线圈中电流的大小；（2）写出电流的解析式；（3）画出电流和端电压的相量图；。

纯电感电路一、教学目标1、认识纯电感电路，了解电感对交流电的阻碍作用。

2、理解感抗的物理意义，会计算感抗。

3、掌握纯电感电路中电流与电压的关系。

4、了解瞬时功率、有功功率与无功功率。

二、教学重点、难点分析重点：1、纯电感电路电感元件电压与电流关系及波形图。

2、掌握感抗、有功功率与无功功率。

难点：1、纯电感电路电感元件电压与电流关系及波形图。

2、理解感抗、无功功率的物理含义。

三、教具电化教学设备。

四、教学方法演示法、讨论法，多媒体课件。

五、教学过程Ⅰ复习提问复习纯电阻电路的电压、电流关系。

Ⅱ引入新课Ⅲ学习新课演示实验一：连接纯电感电路，灯与电感串联，双刀双掷开关分别接通直流电源和交流电源（直流电压和交流电压的有效值相等），观察灯的亮度情况，思考电感对直流电、交流电的阻碍作用。

实验电路原理如图互动1：学生上台观察，分组讨论现象：接通交流电源时灯的亮度明显变暗。

结论：电感对直流电和交流电的阻碍作用不同。

1. 感抗感抗：电感对交流电的阻碍作用。

记为X L ，单位是Ω。

公式：X L =ωL=2πfL分析可知，感抗在直流电路中值为零，对电流没有阻碍作用；只有在电流频率大于零，即为交流电时，感抗才对电流由阻碍作用，且频率越高，阻碍作用越大。

这也反映了电感元件“通直流，阻交流；通低频，阻高频”的特性，其本质为电感元件在电流变化时所产生的自感电动势对交变电流的反抗作用。

演示实验二：视频演示互动2：学生观看视频，总结电压电流的关系结论：（1）电感两端电压与电流不同相。

（2）电压与电流的有效值成正比。

2、电流与电压的关系1）数值关系在纯电感电路中，电压和电流的有效值和最大值之间的关系符合欧姆定律，即I m =L X U m ( i ≠ L X u ) I =L X U 2）相位关系在纯电感电路中，电压超前电流900，或者说电流滞后电压900 即：2-i u πϕϕ=电流i 和电压u 的波形图和矢量图如图图2 纯电感电路电流、电压波形图 图3纯电感电路电流、电压矢量图三、纯电感电路的功率1、瞬时功率纯电感电路中的瞬时功率等于电压瞬时值与电流瞬时值的乘积，即t I t U ui p m m ωπωsin )2sin(⋅+==其波形图如图4所示。

第周第课时月日课题纯电感电路（二）知识目标掌握纯电感电路电感元件电压与电流关系及旋转矢量图能力目标掌握感抗、有功功率与无功功率教学内容及组织教法[课题引入]1、提问相关知识2、引入本节课题[新课内容]（以讲解为主）三、纯电感电路的功率纯电感电路中的瞬时功率等于电压瞬时值与电流瞬时值的乘积，即由上式可以看出，纯电感电路的瞬时功率P是随时间按正弦规律变化的，其频率为电源频率的2倍，振幅为UI，其波形图如右图所示。

平均功率值可通过曲线与t轴所包围面积的和来求。

曲线在t轴上方，表明P>0；曲线在t轴下方，表明p<0。

图中OAB的面积与BCD的面积相等，并且分居在t轴上、下两侧，它们的符号相反，这两部分的和为零，这说明纯电感电路中平均功率为零，即纯电感电路的有功功率为零。

其物理意义是，纯电感在交流电路中不消耗电能。

虽然纯电感电路不消耗能量，但是电感线圈L和电源之间在不停地进行着能量交换。

在和这两个1／4周期中，由于电流不断增加，因此电感线圈的磁场不断增强，它所储存的磁场能量就不断增加。

磁场所储存的能量是电感线圈L 从电源吸取了电能转变为磁场能的。

另外，从波形图中可以看出，在这两个l／4周期内u L和i的方向相同，瞬时功率P是正值，这表示电感线圈L从电源吸取了能量，并把它转变为磁场能储存在线圈中。

在和这两个1／4周期中，电流的绝对值是不断减小的，这样电感线圈的磁场的强度和它所储存的磁场能也随着减少，磁场能就转化为电能送还给电源。

另外，在这两个l／4周期内，u L、i的方向相反，P是负值，这表示电感线圈把它的磁场能又送还给电源，即电感线圈L释放出能量。

对于不同的电源和不同的电感线圈，它们之间能量转换的多少不同。

为反映出纯电感电路中能量的相互转换，把单位时间内能量转换的最大值(即瞬时功率的最大值)，叫做无功功率，用符号Q L表示式中 UL——线圈两端的电压有效值，单位是伏[特]，符号为V；I——通过线圈的电流有效值，单位是安[培]，符号为A；QL——感性无功功率，单位是乏，符号为var。

海南省三亚技师学院海南三亚中等职业技术学校理论课教案电感对交流电的阻碍作用，可以简单概括为：通直流纯电感电路欧姆定律的表达式：感抗只是电压与电流最大值或有效值的比值，电压比电流超前瞬时功率在一个周期内，有时为正值，有时为负值。

瞬时功率为正值，说明电感从电源吸收能量转换为磁场能储存起来。

瞬时功率为负值，说明电感又将磁场能转换为电能返还给电源。

瞬时功率在一个周期内吸收的能量与释放的能量相等。

无功功率并不是“无用功率”，“无功”两字的实质是指元件间发生了能量的互逆转换，件本身没有消耗电能。

电容对交流电的阻碍作用如果电容器的电阻和分布电感可以忽略不计，纯电容电路欧姆定律的表达式为：为参考正弦量，电流i的瞬时值表达式为（二）功率电容也是储能元件。

40μF的电容接在一交流电源上，电源电压为试求：海南省三亚技师学院海南三亚中等职业技术学校理论课教案（一）、电压与电流的关系串联电路的总电压瞬时值等于多个元件上电压瞬时值之和，即对应的相量关系为由于u R、u L和u C的相位不同，所以总电压的有效值不等于各个元件上电压有效值之和。

由相量图可得：R = IR、U L = IX L、U C = IX C代入上式，可得式中X = X L—X C，称为电抗，称为阻抗，单位是、电路的电感性、电容性和电阻性当电感吸收能量时，电容放出能量；电容吸收能量时，电感放出能量，、电压三角形、阻抗三角形和功率三角形I值越大，表明串联谐振时电感和电容两端的电压越高，甚至会远远大于电源电压。

串联电路的谐振曲线在电力系统中，串联谐振引起的这种高电压有时会把电容器和线圈的绝缘材料击穿，设备的损坏，因此是绝不允许的，必须设法避免。

在电子技术中，由于外来信号微弱，常常利用串联谐振来获得一个与电压频率相同，海南省三亚技师学院海南三亚中等职业技术学校理论课教案三相绕组始端分别用U1，V1，W1表示，末端用U2，V2，W2表示，分别称为UW相。

发电机的三根引出线及配电站的三根电源线分别以黄（U）、绿（V）、红（W）三种颜色作为标志。

一、教材分析1. 教材内容本节课的主要内容是认识纯电感电路。

通过本节课的学习，使学生掌握纯电感电路的概念、特性及应用。

教材中通过丰富的实例，引导学生了解纯电感电路在实际电路中的应用，提高学生解决实际问题的能力。

2. 教材地位与作用本节课是电磁学部分的重要内容，是学生进一步学习复杂电路的基础。

通过本节课的学习，培养学生分析问题、解决问题的能力，提高学生的科学素养。

二、学情分析1. 学生知识基础学生在学习本节课之前，已掌握了基本的电路知识，对电路的基本元件有一定的了解。

但他们对纯电感电路的认识较为模糊，需要在本节课中进一步加深理解。

2. 学生能力基础学生具备一定的实验操作能力，能够进行电路的搭建与测量。

但在分析纯电感电路特性方面，学生的能力还有待提高。

3. 学生心理特点学生对新鲜事物充满好奇，对实验感兴趣。

在教学过程中，应充分利用实验资源，激发学生的学习兴趣。

三、教学目标1. 知识与技能目标（1）理解纯电感电路的概念。

（2）掌握纯电感电路的特性。

（3）能够分析纯电感电路在实际电路中的应用。

2. 过程与方法目标（1）通过实验观察，探究纯电感电路的特性。

（2）运用控制变量法，分析影响纯电感电路特性的因素。

3. 情感态度与价值观目标培养学生对科学的热爱，提高学生解决实际问题的能力。

四、教学重点与难点1. 教学重点（1）纯电感电路的概念与特性。

（2）纯电感电路在实际电路中的应用。

2. 教学难点（1）纯电感电路特性的分析。

（2）影响纯电感电路特性的因素。

五、教学过程设计1. 导入新课通过展示实际电路中的应用场景，引导学生关注纯电感电路，激发学生的学习兴趣。

2. 知识讲解（1）介绍纯电感电路的概念。

（2）讲解纯电感电路的特性。

（3）分析纯电感电路在实际电路中的应用。

3. 实验探究（1）安排学生进行实验，观察纯电感电路的特性。

（2）引导学生运用控制变量法，分析影响纯电感电路特性的因素。

4. 课堂练习布置一些有关纯电感电路的练习题，巩固所学知识。

纯电感电路教案执教人：吴广时间：2012年11月19日【课题名称】纯电感电路【课时安排】1课时（45分钟）【教学目标】1．了解纯电感电路的定义2．理解纯电感电路中电压与电流之间的大小与相位关系，并学会计算。

3．会画纯电感电路中电压与电流的向量图和波形图。

【教学重点】纯电感电路中电压与电流的大小关系与相位关系【教学难点】纯电感电路中电压与电流的相位关系【关键点】纯电感电路中电压与电流矢量图波形图画法【教学方法】多媒体演示法、讲授法、理论联系实际法【教具资源】多媒体课件【教学过程】一、导入新课本节课我给大家介绍一种新的电子元件“电感”看图片介绍其广泛应用，激发学习兴趣。

二、讲授新课教学环节1：纯电感电路的定义教师活动：根据预习要求直接提出问题学生活动：思考完成教师的问题知识点：只有电感和电源构成的交流电路叫纯电感电路教学环节2：电感对交流电的阻碍作用教师活动1：教师可结合课件演示电路现象，讲解电感对交流电的阻碍作用——感抗的概念，然后可直接给出电感感抗的计算公式，并对公式进行说明和解释，同时配以一定的练习。

学生活动1：学生可在教师的指导下，认真学习感抗的基本概念和感抗的计算公式，并理解影响电感感抗大小的因素，通过一定的练习进行巩固。

教师活动2：教师结合课件演示电路现象，讲解电感元件特性引导学生总结应用学生活动2：学生在教师引导下结合电感在交直流电路中的表现，总结电感的作用知识点：1、感抗及计算：把电感线圈对交流电的阻碍作用称为电感感抗，简称感抗，用符号X L表示，单位是欧姆。

理论和实验证明，感抗的大小X L与电源频率成正比，与线圈的电感成正比。

用公式表示为：X L＝ωL＝2πf L。

2、电感的应用：对于直流电，电感元件相当于短路；对于交流电，电感线圈有“通直流阻交流，通低频阻高频”的特性。

用此特性可以制作低频扼流圈和高频扼流圈。

注意1：教师特别要强调在使用公式时各物理量的单位。

教学环节3：纯电感电路电压与电流的关系教师活动1：教师可在黑板上或利用多媒体课件展示如图1所示的纯电感电路，然后根据展示的电路图，讲解纯电感交流电路的电流与电压的有效值（或最大值）仍符合欧姆定律，即LXUI=或Lmm XUI=。