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1、电感和电容对交变电流的影响教学目标知识目标1、理解为什么电感对交变电流有阻碍作用. 2、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. 3、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. 4、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. 能力目标使学生理解如何建立新的物理模型而培养学生处理解决新问题能力. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 19 页情感目标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
2、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. 教学建议教材分析本节着重说明交流与直流的区别， 有利于加深学生对交变电流特点的认识.教学重点突出交流与直流的区别， 不要求深人讨论感抗和容抗的问题.可结合学校的实际情况，尽可能多用实验说明问题，不必在理论上进行讨论. 教法建议精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 19 页1、根据电磁感应的知识，学生不难理解感抗的概念和影响感抗大小的因素.教学中要注意适当复习或回忆已学过的有关知识，让学生自然地得出结论.这样既有利于理解新知识，又可以培养学生的能力，使学生学会如何
3、把知识联系起来，形成知识结构，进而独立地获取新知识. 2、对交变电流可以 通过电容器的道理，课本用了一个形象的模拟图，结合电容器充、放电的过程加以说明， 使学生有所了解即可 .对于容抗的概念和影响容抗大小的因素，课本是直接给出的，让学生知道就可以了，不要作更深的讨论. 3、本节最后，结合实际说明了电容的广泛存在，可以适当加以扩展和引伸，以开阔学生思路和引导学生在学习中注意联系实际问题. 教学设计方案电感和电容对交变电流作用教学目的：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 . 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3
4、 页，共 19 页教学重点：电感和电容对交变电流的作用特点. 教学难点：电感和电容对交变电流的作用特点. 教学方法：启发式综合教学法教学用具：小灯泡、线圈 (有铁芯)、电容器、交流电源、直流电源 . 教学过程：一、引入：在直流电流电路中，电压U、电流 I 和电阻 R 的关系遵从欧姆定律，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、讲授新课：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 19 页1、电感对交变电流的作用：实验：把一线圈与
5、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. 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. 应用：日光灯镇流器是绕在铁芯上的线圈， 自感系数很大 .日光灯起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， 得用镇流器对交流的阻碍作用，就能保护灯管不致因
6、电压过高而损坏. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 19 页2、交变电流能够通过电容实验：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 .交流能通过交流电 . 引导学生分析原因：直流不能通过电容器是容易理解的，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，形成放电电流
7、.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 . 学生思考：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， 这是什么? 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 19 页原因：与电源相连的机芯和金属外壳可以看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，只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
8、应该接地. 3、电容不仅存在于成形的电容器中，也存在于电路的导线、无件、机壳间.有时候这种电容的影响是很大的，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. 总结：电容：通高频，阻低频 . 电感：通低频，阻高频 . 上一页1下一页交变电流教案一交变电流的产生及变化规律：（一）交变电流：(1)定义强度和方向都随时间做周期性变化的电流精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 19 页(2)产生矩形线框abcd 在匀强磁场B 中, 绕 B 的轴，以W
9、 转动时b c a d （二）建立模型，研究规律（1）前提条件：t=0 时，线框平面与磁感线垂直，即处与中性面（2）如图特殊位置时的特点：t=0，t=T/4 ， t=T/2 ， t=3T/4 ，t=T ，t=5T/4 时刻a(b) d(c) . 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 19 页a(b) a(b) a(b) a(b) a(b) a(b) c(d) c(d) c(d) c(d) c(d) c(d) t=0 t=T/4 t=T/2 t=3T/4 t=T t=5T/4 =0 m=BSw =0 m=BSw =0 m=BSw
10、 i=0 imi=0 imi=0 imm( /t)=0 =0( /t)mm( /t)=0=0( /t)mm( /t)=0 =0( /t)m . . . . . . N N N N N N S S S S S S 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 19 页结论：线圈每经过中性面一次，感应电流的方向改变一次线圈转动一周，感应电流的方向改变两次（ 3）如图任意t 时刻，线圈从中性面转过角度t，e=2BLVsin =2BLVsin t =BSw sint =msint 说明：*电动势随时间按正弦规律变化，不同时刻有不同的值m O
11、-mT/4 T/2 3T/4 t/S T e(i,u) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 19 页e=msin t 叫做电动势的瞬时值表达式. *sin t=1 时， e 达到峰值，即m=BSw=( /t)m，*若线圈有N 匝，则e=NBSwsin t,m=N( /t)m，* 若线框内阻为r，外电路电阻为R，t=0 时，线框处于中性面，则交变电流i=e/(r+R)= msint/(R+r)=Imsin t Im=m/(r+R) 交变电压u=iR=ImRsint=Umsint Um=ImR *如果从线框转至平行与磁感线的平
12、面开始计时，e=BS cost （ 4） 正弦式交流电：e, i , u 按照正弦规律变化的交变电流。（三）图像表示 ,注意中性面的特点（四）发电机 :主要由线圈,磁极组成 ,可分为旋转电枢式,旋转磁场式两类，是一种机械能转化为电能的装置。（五）练习例 1，一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的交变电动势为e=220 2 sin100 t V, 则下列判断正确的是: A. t=0 时 , 线圈位于中性面位置精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 19 页B. t=0 时 , 穿过线圈平面的磁通量最大C. t=0 时 , 线圈
13、的有效边切割速度方向垂直于磁感线D. t=0.1时, 线圈中感应电动势达到峰值.例 2：发电机产生的按正弦规律变化的电动势最大值为311V，其线圈共100 匝，在匀强磁场中匀速转动的角速度为100(rad/s). 从中性面开始计时，写出电动势的瞬时值表达式； 此发电机和外电路组成闭合回路时，总电阻100，求t=1/600s时的电流； 求线圈中磁通量变化率的最大值。解：(1) e=311sin100 tV (2) i=e/R=3.11 sin ( /6)=1.56A (3) m =N? / t 得： ? / t= m /N=3.11V 【教学目标】1知识与技能：（1）、知道二极管的单向导电性和发
14、光二极管的发光特性。（2）、知道晶体三极管的放大特性。(3) 、掌握逻辑电路的基本知识和基本应用。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 19 页2过程与方法：通过实验的方法，让学生在组装和调试中，更为深入地认识传感器的应用。3情感、态度与价值观培养学生的学习兴趣，倡导以创新为主，实践为重的素质教育理念。【教学重点】：传感器的应用实例。【教学难点】：由门电路控制的传感器的工作原理。【教学方法】： PPT课件，演示实验，讲授【教学用具】：斯密特触发器或非门电路，二极管，三极管，蜂鸣器，滑线变阻器，热敏电阻，光敏电阻。【教学过程】
15、一、引入新课上节课我们学习了温度传感器、光传感器及其工作原理。请大家回忆一下我们学了哪些具体的温度、光传感器？学生思考后回答：电饭锅，测温仪，鼠标器，火灾报警器这节课我们将结合简单逻辑电路中的知识学习由门电路以及传感器控制的电路问题。二、进行新课在我们学习这些知识之前，先要学习一些相关的元件的作用功能，及其工作原理。（一）、普通二极管和发光二极管固态电子器件中的半导体两端器件。 起源于 19世纪末发现的点接触二极管效应，发展于 20世纪 30 年代，主要特征是具有单向导电性，即整流特性。利用不同的半导体材料、掺杂分布、几何结构，可制成不同类型的二极管，用来产生、控制、接收、变换、放大信号和进行
16、能量转换。例如稳压二极管可在电源电路中提供固定偏压和进行过压保护； 雪崩二极管作为固体微波功率源， 用于小型固体发射机中的发射源； 半导体光电二极管能实现光 -电能量的转换， 可用来探测光辐射信号； 半导体发光二极管能实现电 -光能量的转换，可用作指示灯、文字 - 数字显示、光耦合器件、光通信系统光源等；肖特基二极管可用于微波电路中的混频、检波、调制、超高速开关、倍频和低噪声参量放大等。按用途分：检 波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关管、光电管。按结构分：点接触型二极管、面接触型二极管发光二极管简称为 LED 。由镓（Ga ）与砷（ AS ）、磷（ P ）的 化合物制成的二极管，当电精选学
17、习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 19 页教案示例一、教学目标 1知道物体是由大量的分子组成的 2知道用油膜法测定分子大小的原理 3知道分子的球形模型，知道分子的大小、质量的数量级 4理解阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁，记住它的数值及单位，会用这个常数进行有关的计算或估算二、重点难点重点：阿伏加德常数及其应用难点：摩尔质量、摩尔体积跟分子质量、分子体积的联系三、教与学教学过程：从初中学过的有关分子运动的内容中， 我们已知道物体是由大量分子组成的寻找微观量与宏观量之间的关系是我们从本节起所涉及的一个重要问题，它可以
18、帮助我们从宏观与微观两个不同的角度去观察和了解事物，加深对问题本质的理解（一）分子的大小【演示】幻灯片：扫描隧道显微镜拍摄的石墨表面原子结构照片由于碳原子被放大了几亿倍后才被观察到，表明分子是很小的（在热学中由于原子、离子、或分子做热运动时遵从相同的规律，所以统称为分子）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 19 页 1分子大小的估测单分子油膜法（1）单分子油膜法粗测分子直径的原理，类似于取一定量的小米，测出它的体积V，然后把它平摊在桌面上，上下不重叠，一粒紧挨一粒，量出这些米粒占据桌面的面积 S，从而计算出米粒的直径这只是
19、一个物理模型，事实上，分子的形状非常复杂，并不真是个小球，而且分子间存在空隙。所以仅是一种粗略的测定（2）用单分子油膜法测得分子直径的数量级为 2分子直径的数量级为物理学中测定分子大小的方法有许多种，用不同的方法测出的分子大小并不完全相同，但数量级是一样的，均为【注意】除一些有机物质的大分子外，一般分子的直径数量级为，以后无特别说明，我们就以作为分子直径的数量级例 1将的油酸溶于酒精，制成的油酸酒精溶液已知溶液有 50滴，现取 1 滴油酸酒精溶液滴到水面上，随着酒精溶于水，油酸在水面上形成一单分子薄层，已测出这一薄层的面积为0.2m2，由此可估测油酸分子的直径为_m【解析】设溶液的滴数为 N（
20、50），则 1滴油酸酒精溶液的体积为。由于取用的油酸酒精溶液的浓度为，故 1 滴溶液中油酸的体积为。已知油酸薄层的面积为 S0.2m2，所以油酸分子的直径为精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 19 页（二）阿伏加德罗常数 1阿伏加德罗常数摩尔（mol）任何物质所含的微粒数叫做阿伏加德罗常数 2阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁（1）已知物质的摩尔质量，可求出分子质量（为摩尔体积为物质的密度）分子质量数量级为。（2）已知物质的量（摩尔数）n，可求出物体所含分子的数目（3）已知物质的摩尔体积，可求出分子的体积分子体积
21、的数量级为【注意】分子的大小计算有两种模型：一是球形模型，其直径，二是立方体模型，其边长作为分子直径数量级的估算，利用两种模型均可，但我们一般取第一种模型对于固体和液体，可以认为它们的分子是一个个紧挨着的，可用上式直接估算出分子体积；对于气体，由于分子间空隙很大，用上式估算出的是一个分子所占据的体积（活动的空间）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 19 页在利用上述关系式进行计算时，有些数据的数字太大（如阿伏加德罗常数），有些数据的数字又太小（如分子的直径和质量等），为了书写方便，习惯上用科学计数法写作10的乘方，如等，我
22、们称 10的乘方（等）为“数量级”对于分子的大小和质量，只要粗略地了解它的数量级就可以了例 2 已知空气的摩尔质量是，则空气中气体分子的平均质量多大？成年人做一次深呼吸，约吸入 450cm3的空气，则做一次深呼吸所吸入的空气质量是多少？所吸入的气体分子数量是多少？（按标准状况估算）【解析】空气分子的平均质量为：成年人做一次深呼吸所吸入的空气质量为：所吸入的分子数为：（个）例 3 已知金刚石的密度现有一块体积的金刚石，它含有多少个碳原子？假如金刚石中碳原子是紧密地堆在一起的，试估算碳原子的直径【解析】金刚石的质量精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - -
23、- -第 17 页，共 19 页碳的摩尔数金刚石所含碳原子数为个个一个碳原子的体积为。把金刚石中的碳原子看成球体，则由公式可得碳原子直径约为。例 4 的水中和标准状态下的水蒸气中各有多少个水分子？在上述两种状态下，相邻两个水分子之间的距离各是多少？解析水中水的分子个数为个设相邻两水分子间距离为d，视水分子为球形，则，的水蒸气分子间的距离为，视水蒸气分子所占据的空间为正方体，则精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 19 页。估算分子间距时，既可以把分子占据的空间看做是立方体，也可以看做是球体，对于气体分子，一般视为立方体【小结】物体是由大量分子组成的，分子直径的数量级为，阿伏加德罗常数是联系微观世界和宏观世界的桥梁教案点评：本节重点阿伏加德常数理解及其应用教案围绕这些重点，对阿伏加德常数与摩尔质量、摩尔体积跟分子质量、分子体积的联系等知识点进行讲解，同时结合例题分析，由浅入深，思路明确，合理使用此教案可以达到较好的教学效果精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 19 页
