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电容器在交流电路中的作用教学设计(教科版选修3-2)

作者:佚名 教案来源:网络 点击数:

电容器在交流电路中的作用教学设计(教科版选修3-2)

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电容器在交变电流的作用 
教学目标
一、知 识目标
1.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.
2.知道用容抗来表示电容对交 变电流的阻碍作用的大小,知道容抗与哪些因素有关.
二、能力目标
1.培养学生独立思考的思维习惯.
2.培养学生用 学过的知识去理解、分析新问题。
三、德育目标
培养学生有志于把所学的物理知识应用到实际中去的学习习惯。
 ●教学重点
1.电容对交 变电流的阻碍作用。
2.容抗的物理意义。
●教学难点
容抗概念及影 响容抗大小的因素.
●教学方法
演示实验+阅读+讲解
●教学用具
电容器( “103μF、15 V”与“200μF、15 V”)2个、两个扼流圈、投影片、投影仪。
课时安排
1课时
教学过程
电容对交变电流的影响
(1)交变电流能“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,引导学生观察现象。
提出问题:
①由此现象说明电容器对电流有什么影响?
②交变电流是怎样“通过”电容 器的呢
观察现象:
接通直流电源,灯泡不亮,接通交流电源,灯泡能够发 光
思考讨论:
电容器对直流电来说是断路的,而对交变电流来说不再是断路的了。
(2)交变电流“通过”电容器的原理

交变电流在一个周期内,电容器的冲放电过程A、B、C、D

 

 

 

 

 


引导归纳:
电容器通过充电和放电电路中就有了电流,表现为交流通过了电路
在交变电流的每一个周期内,电容 器冲放电两次形成的冲放电电流方向改变两次
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,形成放电电流.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.
[演示二]演示实验,电路如图所示.
 
观察实验现象:开关打到直流电上,灯泡不亮,开关打到交流电上,灯泡亮了.
结论:直流电不能通过电容器,交流电能够通过电容器.
[师问]电容器的两极板间是绝缘介质,为什么交流电能够通过呢?
用CAI课件展示电容器接到交流电源上,充电、放电的动态过程.强调自由电荷并没有通过电容器两极板间的绝缘介 质,当电容器接交变电源上时,正极板上的电子向负极板上流,使两极板上聚集电荷增加,形成充电电流.当电源 电压降低时,负极板上的电子通过电源流向正极板,两极板上的电荷中和掉一部分,形成放电电流.
[演示]:将“1000μF,15 V”的电容器去掉,观察灯泡的亮度.
现象:灯泡比原来电路中接电容器时变亮.
说明:电容器对交变电流也有阻碍作用 .
容抗XC:表示电容器对交流电的阻碍作用大小,如同用电阻表示电阻 器对电流阻碍作用大小,感抗表示线圈对交流电阻碍作用大小,单位都为:欧姆(Ω).
教师指出:容抗产生原因为“电容器极板上电荷的 积累对电荷定向运动阻碍” .
[师问]那么容抗跟什么因素有关?
学生:阅读教材内容.
[演示]将电路中的“1000μF ”电容换成“200μF”电容器.
观察现象:灯泡比原来“接1000 μ F”电容器时暗.
说明:容抗和电容器的电容值大小有关.
实验表明:电容器的电容大小和交变电流的频率决定容抗.电容越大,在同 样电压下电容器容纳电荷越多,因此充放电 的电流越大,容抗就越小.交流电的频率越高,充放电就进行得越快,充放电流越大 ,容抗越小.即电容器的电容越大,交变电流频率越高,容抗越小.电容器具有“通交流,隔直流”“通高频,阻低频”特点.
例题:如图所示电路中,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?
解析:当交变电流的频率增大时,线圈对交变电流的阻碍作用增大,通过灯泡L1的电流将因此而减小,所以灯泡的L1亮 度 将变暗;而电容对交变电流的阻碍作用则随交变电流频率的 增大而减小,即流过灯泡L2的电流增大,所以灯泡 L2的亮度将变亮.由于电阻的大小与交变电流的频率无关,流过灯泡L3的电流不变,因此 其亮度也不变,
板书设计
电容对交变电流的影响
(1)交变电流能“通过”电容器
(2)交变电流“通过”电容器的原理
(3)电容器对交变电流的阻碍作用
①容抗
表示电容对交变电流的阻碍作用
②容抗的大小:
交变电流 的频率越高电 容器的电容越大,容抗越小。
③实际问题:机壳电容漏电
总结:
电容 通交流 隔直流 通高频 阻低频

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