2019-2020年高中物理 24 電容器在交流電路中的作用教案 教科版選修3-2.doc

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2019-2020年高中物理 24 電容器在交流電路中的作用教案 教科版選修3-2 ●教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)目標(biāo) 1.知道交變電流能通過(guò)電容器，知道為什么電容器對(duì)交變電流有阻礙作用. 2.知道用容抗來(lái)表示電容對(duì)交變電流的阻礙作用的大小，知道容抗與哪些因素有關(guān). 二、能力目標(biāo) 1.培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的思維習(xí)慣. 2.培養(yǎng)學(xué)生用學(xué)過(guò)的知識(shí)去理解、分析新問(wèn)題。 三、德育目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生有志于把所學(xué)的物理知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際中去的學(xué)習(xí)習(xí)慣。 ●教學(xué)重點(diǎn) 1.電容對(duì)交變電流的阻礙作用。 2.容抗的物理意義。 ●教學(xué)難點(diǎn) 容抗概念及影響容抗大小的因素. ●教學(xué)方法 演示實(shí)驗(yàn)+閱讀+講解 ●教學(xué)用具 電容器（“103μF、15 V”與“200μF、15 V”）2個(gè)、兩個(gè)扼流圈、投影片、投影儀。 課時(shí)安排 1課時(shí) ●教學(xué)過(guò)程 電容對(duì)交變電流的影響 （1）交變電流能“通過(guò)”電容器 實(shí)驗(yàn)：把白熾燈和電容器串聯(lián)起來(lái)分別接在交流和直流 電路里，引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象。 提出問(wèn)題： ①由此現(xiàn)象說(shuō)明電容器對(duì)電流有什么影響？ ②交變電流是怎樣“通過(guò)”電容器的呢 觀察現(xiàn)象： 接通直流電源，燈泡不亮，接通交流電源，燈泡能夠發(fā)光 思考討論： 電容器對(duì)直流電來(lái)說(shuō)是斷路的，而對(duì)交變電流來(lái)說(shuō)不再是斷路的了。 （2）交變電流“通過(guò)”電容器的原理 交變電流在一個(gè)周期內(nèi),電容器的沖放電過(guò)程A、B、C、D B A D C 引導(dǎo)歸納： 電容器通過(guò)充電和放電電路中就有了電流，表現(xiàn)為交流通過(guò)了電路 在交變電流的每一個(gè)周期內(nèi)，電容器沖放電兩次形成的沖放電電流方向改變兩次 當(dāng)電壓升高時(shí)，電荷向電容器的極板上聚集，形成充電電流；當(dāng)電壓降低時(shí)，電荷離開極板，形成放電電流．電容器交替進(jìn)行充電和放電，電路中就有了電流，表現(xiàn)為交流“通過(guò)”了電容器． ［演示二］演示實(shí)驗(yàn)，電路如圖所示. 觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：開關(guān)打到直流電上，燈泡不亮，開關(guān)打到交流電上，燈泡亮了. 結(jié)論：直流電不能通過(guò)電容器，交流電能夠通過(guò)電容器. ［師問(wèn)］電容器的兩極板間是絕緣介質(zhì)，為什么交流電能夠通過(guò)呢？ 用CAI課件展示電容器接到交流電源上，充電、放電的動(dòng)態(tài)過(guò)程.強(qiáng)調(diào)自由電荷并沒(méi)有通過(guò)電容器兩極板間的絕緣介質(zhì)，當(dāng)電容器接交變電源上時(shí)，正極板上的電子向負(fù)極板上流，使兩極板上聚集電荷增加，形成充電電流.當(dāng)電源電壓降低時(shí)，負(fù)極板上的電子通過(guò)電源流向正極板，兩極板上的電荷中和掉一部分，形成放電電流. ［演示］：將“1000μF,15 V”的電容器去掉，觀察燈泡的亮度. 現(xiàn)象：燈泡比原來(lái)電路中接電容器時(shí)變亮. 說(shuō)明：電容器對(duì)交變電流也有阻礙作用. 容抗XC：表示電容器對(duì)交流電的阻礙作用大小，如同用電阻表示電阻器對(duì)電流阻礙作用大小，感抗表示線圈對(duì)交流電阻礙作用大小，單位都為：歐姆（Ω）. 教師指出：容抗產(chǎn)生原因?yàn)椤半娙萜鳂O板上電荷的積累對(duì)電荷定向運(yùn)動(dòng)阻礙”. ［師問(wèn)］那么容抗跟什么因素有關(guān)？ 學(xué)生：閱讀教材內(nèi)容. ［演示］將電路中的“1000μF”電容換成“200μF”電容器. 觀察現(xiàn)象：燈泡比原來(lái)“接1000 μF”電容器時(shí)暗. 說(shuō)明：容抗和電容器的電容值大小有關(guān). 實(shí)驗(yàn)表明：電容器的電容大小和交變電流的頻率決定容抗.電容越大，在同樣電壓下電容器容納電荷越多，因此充放電的電流越大，容抗就越小.交流電的頻率越高，充放電就進(jìn)行得越快，充放電流越大，容抗越小.即電容器的電容越大，交變電流頻率越高，容抗越小.電容器具有“通交流，隔直流”“通高頻，阻低頻”特點(diǎn). 例題：如圖所示電路中，如果交流電的頻率增大，三盞電燈的亮度將如何改變?為什么? 解析：當(dāng)交變電流的頻率增大時(shí)，線圈對(duì)交變電流的阻礙作用增大，通過(guò)燈泡L1的電流將因此而減小，所以燈泡的L1亮度將變暗；而電容對(duì)交變電流的阻礙作用則隨交變電流頻率的增大而減小，即流過(guò)燈泡L2的電流增大，所以燈泡 L2的亮度將變亮.由于電阻的大小與交變電流的頻率無(wú)關(guān)，流過(guò)燈泡L3的電流不變，因此其亮度也不變， 板書設(shè)計(jì) 電容對(duì)交變電流的影響 （1）交變電流能“通過(guò)”電容器 （2）交變電流“通過(guò)”電容器的原理 （3）電容器對(duì)交變電流的阻礙作用 ①容抗 表示電容對(duì)交變電流的阻礙作用 ②容抗的大?。? 交變電流的頻率越高電容器的電容越大，容抗越小。 ③實(shí)際問(wèn)題：機(jī)殼電容漏電 總結(jié)： 電容 通交流 隔直流 通高頻 阻低頻