086-095电容器对交变电流的作用.doc

深圳市罗湖区新课程高中物理教学设计案例
深圳市罗湖区新课程高中物理教学设计案例
--
--
本课曾是深圳市新课程高中物理公开课的教学设计

电容器对交变电流的作用
深圳市翠园中学何洲

一、设计思想
主要的设想：本节课通过三个探究实验落实教学目标,使学生掌握科学探究的要素,体现“自主合作探究”的新课程理念。
二、教材分析与学生情况
教材分析：本节课的知识内容重点是关于电容器对交变电流的作用的探究，从电容器具有“隔直流，阻交流”的特征和电容器对交变电流具有阻碍作用两个方面展开。本节课的三个探究实验中渗透科学探究的要素；本节课所采用的实验方案，对学生提高物理实验的技能有所帮助。本教学设计所采用的一些改进，更加有利于落实新课程所要求的知识、方法与情感教育的内容。
学生情况：本人所教的学生属于志向水平比较高、知识基础比较好的高二学生。所以，充分调动他们的积极性，进行实验探究，应该是可行的和有效的。
三、教学目标
1．知识与技能
（1）了解电容器仅让交变电流通过的特征。
（2）知道电容器对交变电流有阻碍作用。
（3）定性了解电容器对交变电流阻碍作用的大小与什么因数有关。
2．过程与方法
（1）通过电容器仅让交变电流通过及电容器对交变电流有阻碍作用的实验探究，尝试应用科学探究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。
（2）通过电容器对交变电流有阻碍作用原因的分析，培养学生分析、解决问题的能力。
3．情感态度与价值观
（1）通过认识电容器对交变电流的作用，发展学生对科学的好奇心和求知欲。
（２）通过对电容器及其作用的认识，让学生体会到物理学对经济、社会发展的贡献，培养学生学习物理的兴趣。
四、重点和难点
电容器仅让交变电流通过及电容器对交变电流有阻碍作用的实验探究
五、教学过程
（一）新课引入
从照相机的内置闪光灯能闪光的原因和观察启动器中也有电容器，说明电容器与日常生活紧密相关，因而有必要进一步探究电容器的作用，从而引入新课。
（二）实验与探究１：
1．提出问题：电容器对直流电有什么样的作用？
2．猜想与假设：
3．制定计划与设计实验：
（1）参考器材：小灯泡、电容器、学生电源、单刀单掷开关、单刀双掷开关、双刀双掷开关、导线。
（2）实验电路设计如图：（图见下页）

C
S
L2
L1
－
＋

4．实验现象记录表设计如下：
小灯泡L１、L2发光情况比较表：
开关SL1L2接直流电不亮亮5．实验现象说明了：恒定电流不能通过电容器。
（三）实验与探究２：
1．提出问题：交变电流能通过电容器吗？
2．猜想与假设：
3．制定计划与设计实验：
（1）参考器材：小灯泡、电容器、学生电源、单刀单掷开关、单刀双掷开关、双刀双掷开关、导线。
（2）实验电路设计如图1：
C
L2
L1
－
＋
图1

4．实验现象记录表设计如下：小灯泡L１、L2发光情况比较表：
开关SL1L2接交流电暗亮5．实验现象说明了：交流电能个“通过”电容器。
现象原因：恒定电流不能通过电容器，是因为电容器的两个极板被绝缘介质隔开了。多变电流能通过电容器，实际上也不是自由电荷通过两个极板的绝缘介质，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，电路上形成充电电流；当电压降低时，电荷离开极板，电路上形成放电电流。电压不断变化，电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，好像交变电流“通过”了电容器。
6．实验１和实验２的总结论：电容器具有“隔直流，通交流”的特征。
7．对实验1和实验2的反思：
（四）实验与探究３：
1．提出问题：电容器对交变电流有阻碍作用吗？
2．猜想与假设：
3．制定计划和设计实验：
（1）参考器材：小灯泡、电容器、学生电源、单刀单掷开关、单刀双掷开关、双刀双掷开关、导线。
～
S2
S1
C3
C2
C1
L3
L2
L1

图2
（2）实验电路设计如图：

4．实验记录表设计如下：（C1＞C2＝C3）
开关SL1L2L3S1、S2都断开不亮与L3一样亮与L2一样亮S1断开、S2闭合不亮暗亮S1、S2都闭合亮暗最亮5．实验结论：电容器对交变电流的阻碍作用
原因：当电源的电压推动自由电荷向某一方向做定向运动的时候，电容器两极板上积累的电荷却反抗它们向这个方向运动，这就产生了电容器对交变电流的阻碍作用。
R
S
Er
C
S

对比以上两个电路图,激发疑问：
电阻R对恒定电流的阻碍作用和电容器对交变电流的阻碍作用相同吗？
从而引出容抗的概念。
6．容抗：电容器对交变电流的阻碍作用的大小。
对比以上两个电路图,知识迁移：
通过电阻R与导线的长度、横截面积、材料等因素有关引导学生思考容抗与什么因素有关？
7．容抗与什么因素有关？
实验证明：容抗与电容器的电容量、交变电流的