人教版高中物理选修3-2第五章第三节电感和电容对交变电流的影响教案

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 ( http: / / www.21cnjy.com )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 ( http: / / www.21cnjy.com )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。
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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 ( http: / / www.21cnjy.com )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：
使用220V交流电源的电气 ( http: / / www.21cnjy.com )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 ( http: / / www.21cnjy.com )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 ( http: / / www.21cnjy.com )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
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。