第五章 交变电流
5.3 电感和电容对交变电流的影响
一、学习目标
1.知道电阻、电感器和电容器在交、直流电路中的作用.
2.知道感抗、容抗的大小由哪些因素决定并知道其决定式.
3.能解释电感和电容对交变电流产生影响的原因.
二、自主学习
1.电感对交变电流的阻碍作用的大小用 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越大,线圈的 越大.
2.扼流圈是电工技术和电子技术常用的元件,它利用了 对电流的阻碍作用,扼流圈分为两类:一类是低频扼流圈,可以用来“通 ,阻 ”;一类是高频扼流圈,可以用来“通 ,通 ,阻 ”.?
3.电源加在两极板间的电压的 和 在不断地变化,电容器交替的进行 和 ,电路中有了电流,表现为交流“通过”了电容器。
4.电容对交变电流的阻碍作用的大小用 表示.?电容器的 越大,交流 越高,电容器对交流的阻碍作用就 。也就是说,电容器的 就越小。
三、合作探究、合作学习
1.电阻对交变电流的阻碍作用
【实验探究】
电阻与小灯泡串联分别接到直流和有效值等于直流电压的交流时,观察小灯泡的亮度情况!
现象:
解释:由电阻的决定式: ,可知:
2.电感对交变电流的阻碍作用
【实验探究】
(2)电感和小灯泡串联分别接到直流和有效值等于直流电压的交流时,观察小灯泡的亮度情况!
现象:
解释:根据阻碍作用的原因(自感现象),自感电动势表达式: ,可见
*由已学过知识推导感抗的决定式: ,可知:
3.电容对交变电流的阻碍作用
【实验探究】
(3)电容和小灯泡串联分别接到直流和有效值等于直流电压的交流时,观察小灯泡的亮度情况!
现象:
解释:*由已学过知识推导容抗的决定式: ,可知:
小结
元件
阻碍作用大小
特性
名称
决定式
电阻
电感
电容
【达标检测】
1.关于电感器对交变电流的影响,以下说法中正确的是( )
A.电感器对交变电流有阻碍作用
B.电感器对交变电流阻碍作用越大,感抗就越小
C.电感器具有“通交流、阻直流,通高频、阻低频”的性质
D.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就越大
2.下列关于电容器、电感器在电路中的作用的说法不正确的是( )
A.交变电流的频率越高,电流“通过”电容器的能力越强
B.交变电流的频率越高,电流“通过”电感线圈的能力越弱
C.电容器在电路中的作用是“通直流,阻交流”
D.电感器在电路中的作用是“通低频,阻高频”
3.直流电源的电压与交流电压的有效值相同,自感线圈的直流电阻不计,则灯泡发光最强的是( )
4.如图所示,在电路两端接上交流电源,保持电压不变,使频率增大,发现各灯的亮暗变化情况是:灯1变暗、灯2变亮、灯3不变,则M、N、L处所接元件可能是( )
A.M为电阻,N为电容器,L为电感器
B.M为电阻,N为电感器,L为电容器
C.M为电感器,N为电容器,L为电阻
D.M为电容器,N为电感器,L为电阻
5.如图所示电路中,L为电感线圈,R为灯泡,电流表内阻为零,电压表内阻无限大,交变电流的电压u=220sin 100πt(V).若保持电压的有效值不变,只将电源频率改为100 Hz,下列说法正确的有( )
A.电流表示数增大 B.电压表示数增大
C.灯泡变暗 D.灯泡变亮
5.3 电感和电容对交变电流的影响
教学目标:
知识与技能 1、知道电阻对直流和交流阻碍具有相同的阻碍作用;
2、理解为什么电感对交变电流有阻碍作用; 3、知道用感抗来表示电感对交变电流阻碍作用的大小,知道感抗与哪些因素有关; 4、知道交变电流能“通过”电容器.知道为什么电容器对交变电流有阻碍作用; 5、知道用容抗来表示电容对交变电流阻碍作用的大小,知道容抗与哪些因素有关.
(二)过程与方法 培养学生应用学过的知识处理、解决新问题的能力.
(三)情感态度与价值观 1、通过电感和电容对交流电的阻碍作用体会事物的相对性与可变性. 2、让学生充分体会通路与断路之间的辩证统一性. 3、培养学生尊重事实,实事求是的科学精神和科学态度.
教学重点:理解电感和电容对交变电流的阻碍作用及原因
教学难点:感抗的概念及影响感抗大小的因素和容抗的概念及影响容抗大小的因素
教学方法:视频、讲授、启发、讨论
教学用具:信息技术
教学过程:
(一)引入新课:
生活用电是正弦交流电,家用电器中,如传统镇流器、集成电路板等,电阻、电感和电容是常用的电子元件。那么电阻、电感和电容对交流电有什么样的影响,起到什么样的作用呢?这节课我们就来一起探究一下这个问题!
新课教学:
1.电阻对交变电流的阻碍作用
【实验探究】播放实验视频,引导学生思考问题。
电阻与小灯泡串联分别接到直流和有效值等于直流电压的交流时,观察灯泡的亮度情况!
现象:灯泡一样亮,说明电阻对直流和交流具有相同的阻碍作用。
解释:由电阻的决定式:,可知电阻的阻碍作用只由电阻本身的属性决定,跟电流无关。
2.电感对交变电流的阻碍作用
【实验探究】播放实验视频,引导学生思考问题。
(2)电感和小灯泡串联分别接到直流和有效值等于直流电压的交流时,观察灯泡亮度情况!
现象:接交流时灯泡比较暗,说明电感对交流电的阻碍作用比直流的大。
解释:①电感对交流阻碍作用的原因,来源于自感电动势,由自感电动势表达式:,可见自感系数越大、电流变化越快,自感电动势越大,电感的阻碍作用就越大。
【播放乐乐视频】进一步理解电阻和电感对交流的的阻碍作用!总结电感特性:通直流、阻交流;通低频、阻高频。
②*由已学过知识推导(老师推导)感抗的决定式:,可知:自感系数越大、频率越大(即电流变化越快),感抗越大。(推导过程如下:)
3.电容对交变电流的阻碍作用
【实验探究】引导学生猜想实验现象.
(3)电容和小灯泡串联分别接到直流和有效值等于直流电压的交流时,观察交流灯泡亮度情况!
现象:接直流时,灯泡不亮,说明电容不通直流;接交流时,灯泡亮了,说明电容通交流。
解释:①电容器两极板间彼此结缘,所以直流电不能通过;而交流电,电压在不断变化,电容器不断充放电,形成不断变化的电流。
【播放乐乐视频】进一步理解电容对交流的的阻碍作用!总结电容特性:隔直流、阻交流;通高频、阻低频。
②*引导学生用感抗决定式的推导方法推导容抗的决定式:,可知:电容越大、频率越大,容抗越小。(推导过程如下:)
课堂小结:
元件
阻碍作用大小
特性
名称
决定式
电阻
电阻(阻抗)
对直流和交流有相同的阻碍作用
电感
感抗
通直流、阻交流;通低频、阻高频
电容
容抗
隔直流、阻交流;通高频、阻低频
课堂练习:
布置作业:课本【问题与练习】1、2、3及导学案未完成的内容。
课件26张PPT。电阻对直流和
交流有相同阻
碍作用通直流
阻交流【课后作业】问题与练习 1、2、3导学案