电感和电容对交变电流的影响教学设计

八、板书设计
电感和电容对交变电流的影响
一、电感对交变电流的影响
1．电感的特性：“通直流，阻交流”
2．感抗（XL）：电感对交变电流的阻碍作用的大小。单位：欧（Ω）。
3．决定感抗大小的因素：电感的自感系数（L）、交流电的频率（f）
L越大、f越高，XL越小
二、电容对交变电流的影响
1．电容器的特性：“通交流，隔直流”。
（5）通过实验的互动过程，诱发对探究物理规律的兴趣。
（6）合作学习过程中，培养学生主动与他人合作的精神，具有团队精神；通过真实记录观察到的现象，体验实事求是的科学态度。
五、教学重点及难点
教学重点
电感和电容对交变电流的影响。
教学难点
容抗和感抗的大小和哪些因素有关。
六、教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
【提问】
容抗与感抗类似，所以猜想容抗与电容和交变电流的频率有关。
将全班分为4大组，分配探究任务：
1．探究自感系数对感抗大小的影响。
2．探究电容对感抗大小的影响。
3．探究交流电的频率对感抗大小的影响。
4．探究交流电的频率对容抗大小的影响。
提供的器材：交流低压电源，信号发生器（可以产生频率不同电压相同的低压交流电）、小灯泡、电容器、电感器、多用电表，电键，导线若干。
1、首先我们来回顾一下：什么是电容器？
2、如果将电容器接入直流电路中，电路中有没有电流？（没有，因为电容器中间是绝缘的。）
电容器：任何两个彼此绝缘且相隔很近的导体构成一个电容器。
引入学生熟悉的知识，感知物理就在身边，激起学生的疑问。
新课讲授
1、看图问：请同学们观察一个如图所示实验，当电键闭合后，出现什么现象？[对比实验]现在我们有三个小灯泡，让它们并联接入交流电路中，可以观察到三个灯泡的亮度相同，说明这是三个相同的灯泡。
三、学情分析
电容和电感的知识，学生有一定感性和模糊的体会，但理解电感和电容对交变电流的影响，对学生而言有一定的困难。因此在本节课教学中利用了演示实验和理论探究的方法，让学生自己体验、分析、归纳、讨论、评价等得出结论。
1、本节课自身在课本中的地位：与现实生活不紧密，虽然用电器在生活中随处可见，但学生对其研究没有，所以会导致课堂气氛沉闷，学生缺少主动性。
容抗：电容对交变电流有阻碍作用，阻碍作用的大小用容抗来表示。
电键闭合后，A2立刻亮，A1缓慢亮，因为线圈会阻碍A1电流的变化。
为什么会有阻碍电流变化的现象呢？
因为电感器会产生一个阻碍导体中原电流变化的自感电动势，
感抗和容抗的大小和什么因素有关呢？
各小组进行猜想？
回答：感抗与自感系数和交变电流的频率有关，原因是自感电动势与自感系数和电流的变化快慢有关，在交变电流里是用频率表示电流变化的快慢的。
2．电容器的电容越大，交流电的频率越高，电容器对交流的阻碍作用越小，也就是说，电容器的容抗就越小。
通过真实记录观察到的现象，体验实事求是的科学态度。
【巩固练习】
1．如图所示电路中，三只电灯的亮度相同，如果交流电的频率增大，三盏电灯的亮度将如何改变？为什么？
2．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？
3、在教材的编排上本节从电容和电感的知识点结合闭合电路的相关知识，设计学生探究实验，对现象进行分析归纳，最后总结出产生电感和电容对交变电流的影响，这样的编排符合学生的认知规律。
4、本教学设计中通过学生的互动实验，不仅帮助学生们理解感抗和容抗的概念，提高了实验动手能力，更重要的是使学生在互动和探索的过程中，培养学生的合作精神、获得探究的成功体验，尤其提高了学生们发现问题和解决问题的能力。特别是用信号发生器来产生频率可调的交变电流，使学生感悟科学探究方法和强化创新意识。
2．容抗（XC）：电容对交变电流的阻碍作用的大小。单位：欧（Ω）。
3．决定容抗大小的因素：电容器的电容（C）、交流电的频率（f）
C越大、f越高，XC越小
串联电容器的灯泡和串联电感线圈的灯泡比没有串联任何东西的灯泡暗些又说明什么？（说明电容和电感对交流电有阻碍的作用。
说明：电容通交流，电感阻交流。
我们把电感对交变电流的阻碍作用的大小用感抗来表示。而对电容对交变电流的阻碍作用的大小用容抗来表示。
板书：感抗：电感对交变电流有阻碍作用，阻碍作用的大小用感抗来表示。
（2）通过探究感抗和容抗的大小由哪些因素有关，获得实验探究过程的体验，培养学生分析、解决问题的能力。
情感、态度与价值观
（1）通过实验的互动过程，诱发对探究物理规律的兴趣。
（2）合作学习过程中，培养学生主动与他人合作的精神，具有团队精神；通过真实记录观察到的现象，体验实事求是的科学态度。
二、教学内容及模块整体分析
2、学生的知识基础：学生已经学过电磁感应等有关知识。
四、教学策略选择与设计
（1）了解电感器和电容器对交变电流的导通和阻碍作用。
（2）定性了解电感器和电容器对交变电流阻碍作用的大小与什么因素有关。
（3）通过探究实验，尝试应用科学的方法研究物理问题，认识物理实验在物理学发展过程中的作用。
（4）通过探究感抗和容抗的大小由哪些因素有关，获得实验探究过程的体验，培养学生分析、解决问题的能力。
1、课题选自高中物理选修3-2第四章第七节，该教学模块是磁生电现象的成因以及应用。
2、本课在教学中只是对容抗和感抗的理解，强化知识的应用性。通过学生的互动实验，不仅帮助学生们理解感抗和容抗的概念，提高了实验动手能力，更重要的是使学生在互动和探索的过程中，培养学生的合作精神、获得探究的成功体验，尤其提高了学生们发现问题和解决问题的能力。特别是用信号发生器来产生频率可调的交变电流，使学生感悟科学探究方法和强化创新意识。
电感和电容对交变电流的影响教学设计
课题：电感和电容对交变电流的影响
科目
物理
教学对象
高二学生
课时
1课时
提供者
张耀华
单位
忻州市五台县槐荫中学
一、教学目标
知识与技能
（1）了解电感器和电容器对交变电流的导通和阻碍作用。
（2）定性了解电感器和电容器对交变电流阻碍作用的大小与什么因素有关。
过程与方法
（1）通过探究实验，尝试应用科学的方法研究物理问题，认识物理实验在物理学发展过程中的作用。
学生练习
通过巩固练习，加强对知识的理解和认识。
七、教学评价设计
本节课采用了发生式教学，以学生为主体，让学生通过观察演示实验、讨论猜想、探究实验等方式理解决定感抗和容抗大小的因素，使学生经历了一个完整的构建知识的过程。注重方法的总结，不单让学生学到知识，更重要的是学会学习的方法。本节还有一部分关于电感“通低频，阻高频”，电容器“通高频，阻低频”的知识，可在下一个课时利用例题引入讲解。在课堂教学中老师对学生的学习、探究、讨论、等给予及时的评价、引导和总结，使学生有了对的整体认识和感性认识的结合。
在实验事实的基础上，能让学生建立“ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ象”，此时再引入概念，学生才能真正构建和理解概念。事半功倍。
培养学生的对实验观察能力和猜想能力。
通过实验的互动过程，诱发对探究物理规律的兴趣。
通过合作学习过程中，培养学生主动与他人合作的精神，具有团队精神；
今天得出的这个结论只是一个定性的，粗略的结论。
1．线圈的自感系数越大、交流电的频率越高，电感对交流的阻碍作用越大，也就是说，线圈的感抗越大。
为什么串联了电容器的电路都亮了呢？
我们先来看看这幅电路图。将电键往上打，我们会发现电流表会动一下，原因是电源往电容器充电，将电键往下打，我们会发现电流表也会动一下，原因是电容器放电，若想电路中有持续的电流，则要求电容器不断地充放电。这也就是为什么串联了电容器的电路都亮了，并不是真有电流通过电容器，而是电容器在不断地充放电。
学生分析实验现象，得出结论，各组选派代表进行交流。
教师启发学生评估各组实验结果，进行总结：
让学生观察演示实验，借助实验事实验证自己的猜想正确与否，并做出初步的结论：（电容器不通直流）电容隔直流，电感通直流。。
激发学生的学习兴趣。通过探究实验，尝试应用科学的方法研究物理问题，认识物理实验在物理学发展过程中的作用。由此推广到其他类似情况，学生较容易接受。
现在我们在其中的一个支路中串联一个电容，在另一个支路中串联一个电感。再将它们接入直流电路中。会有什么现象？
现象：没有串联任何东西的灯泡马上变亮，串联电容器的灯泡不亮，串联电感线圈的慢一点亮。
再将它们接入交流电路中。会有什么现象？
现象：没有串联任何东西的灯泡马上变亮，串联电容器的灯泡和串联电感线圈的灯泡都亮，不过亮度比没有串联任何东西的灯泡暗些。