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2019-2020年高中物理 2.4 電容器在交流電路中的作用教案 教科版選修3-2 ●教學目標 一、知識目標 1.知道交變電流能通過電容器，知道為什么電容器對交變電流有阻礙作用. 2.知道用容抗來表示電容對交變電流的阻礙作用的大小，知道容抗與哪些因素有關. 二、能力目標 1.培養(yǎng)學生獨立思考的思維習慣. 2.培養(yǎng)學生用學過的知識去理解、分析新問題。 三、德育目標 培養(yǎng)學生有志于把所學的物理知識應用到實際中去的學習習慣。 ●教學重點 1.電容對交變電流的阻礙作用。 2.容抗的物理意義。 ●教學難點 容抗概念及影響容抗大小的因素. ●教學方法 演示實驗+閱讀+講解 ●教學用具 電容器（“103μF、15 V”與“200μF、15 V”）2個、兩個扼流圈、投影片、投影儀。 課時安排 1課時 ●教學過程 電容對交變電流的影響 （1）交變電流能“通過”電容器 實驗：把白熾燈和電容器串聯(lián)起來分別接在交流和直流 電路里，引導學生觀察現(xiàn)象。 提出問題： ①由此現(xiàn)象說明電容器對電流有什么影響？ ②交變電流是怎樣“通過”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： 電容器對直流電來說是斷路的，而對交變電流來說不再是斷路的了。 （2）交變電流“通過”電容器的原理 交變電流在一個周期內,電容器的沖放電過程A、B、C、D B A D C 引導歸納： 電容器通過充電和放電電路中就有了電流，表現(xiàn)為交流通過了電路 在交變電流的每一個周期內，電容器沖放電兩次形成的沖放電電流方向改變兩次 當電壓升高時，電荷向電容器的極板上聚集，形成充電電流；當電壓降低時，電荷離開極板，形成放電電流．電容器交替進行充電和放電，電路中就有了電流，表現(xiàn)為交流“通過”了電容器． ［演示二］演示實驗，電路如圖所示. 觀察實驗現(xiàn)象：開關打到直流電上，燈泡不亮，開關打到交流電上，燈泡亮了. 結論：直流電不能通過電容器，交流電能夠通過電容器. ［師問］電容器的兩極板間是絕緣介質，為什么交流電能夠通過呢？ 用CAI課件展示電容器接到交流電源上，充電、放電的動態(tài)過程.強調自由電荷并沒有通過電容器兩極板間的絕緣介質，當電容器接交變電源上時，正極板上的電子向負極板上流，使兩極板上聚集電荷增加，形成充電電流.當電源電壓降低時，負極板上的電子通過電源流向正極板，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：燈泡比原來電路中接電容器時變亮. 說明：電容器對交變電流也有阻礙作用. 容抗XC：表示電容器對交流電的阻礙作用大小，如同用電阻表示電阻器對電流阻礙作用大小，感抗表示線圈對交流電阻礙作用大小，單位都為：歐姆（Ω）. 教師指出：容抗產生原因為“電容器極板上電荷的積累對電荷定向運動阻礙”. ［師問］那么容抗跟什么因素有關？ 學生：閱讀教材內容. ［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“接1000 μF”電容器時暗. 說明：容抗和電容器的電容值大小有關. 實驗表明：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. 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：當交變電流的頻率增大時，線圈對交變電流的阻礙作用增大，通過燈泡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關，流過燈泡L3的電流不變，因此其亮度也不變， 板書設計 電容對交變電流的影響 （1）交變電流能“通過”電容器 （2）交變電流“通過”電容器的原理 （3）電容器對交變電流的阻礙作用 ①容抗 表示電容對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實際問題：機殼電容漏電 總結： 電容 通交流 隔直流 通高頻 阻低頻