2024-2025學(xué)年高中物理 第五章 交變電流 3 電感和電容對(duì)交變電流的影響（1）教案 新人教版選修3-2

2024-2025學(xué)年高中物理第五章交變電流3電感和電容對(duì)交變電流的影響（1）教案新人教版選修3-2課題：科目：班級(jí)：課時(shí)：計(jì)劃3課時(shí)教師：?jiǎn)挝唬阂?、教學(xué)內(nèi)容分析本節(jié)課的主要教學(xué)內(nèi)容是電感和電容對(duì)交變電流的影響。這部分內(nèi)容位于2024-2025學(xué)年高中物理第五章交變電流的第三節(jié)。具體內(nèi)容包括：

1.電感對(duì)交變電流的影響：介紹電感的定義、單位、符號(hào)以及電感對(duì)交變電流的影響原理和計(jì)算方法。

2.電容對(duì)交變電流的影響：介紹電容的定義、單位、符號(hào)以及電容對(duì)交變電流的影響原理和計(jì)算方法。

3.實(shí)際應(yīng)用：通過(guò)實(shí)例分析電感和電容在實(shí)際電路中的應(yīng)用，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。

教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生已有知識(shí)的聯(lián)系：

1.電感：回顧學(xué)生在初中階段學(xué)習(xí)的電感的概念和簡(jiǎn)單應(yīng)用，為深入學(xué)習(xí)電感對(duì)交變電流的影響打下基礎(chǔ)。

2.電容：回顧學(xué)生在初中階段學(xué)習(xí)的電容的概念和簡(jiǎn)單應(yīng)用，為深入學(xué)習(xí)電容對(duì)交變電流的影響打下基礎(chǔ)。

3.交變電流：結(jié)合學(xué)生在前面章節(jié)學(xué)習(xí)到的交變電流知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生了解電感和電容對(duì)交變電流的影響。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)主要包括物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和科學(xué)態(tài)度。具體包括：

1.物理觀念：通過(guò)學(xué)習(xí)電感和電容對(duì)交變電流的影響，使學(xué)生能夠建立正確的電流、電感、電容等物理概念，形成完整的物理知識(shí)體系。

2.科學(xué)思維：培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用邏輯推理、數(shù)學(xué)計(jì)算等科學(xué)思維方法分析電感和電容對(duì)交變電流的影響，提高學(xué)生的問(wèn)題解決能力。

3.科學(xué)探究：引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)、分析等探究活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)電感和電容對(duì)交變電流的影響規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和觀察分析能力。

4.科學(xué)態(tài)度：通過(guò)學(xué)習(xí)電感和電容對(duì)交變電流的影響，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到物理知識(shí)在實(shí)際生活中的重要性，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任感。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：

（1）電感對(duì)交變電流的影響：電感的定義、單位、符號(hào)以及電感對(duì)交變電流的影響原理和計(jì)算方法。

（2）電容對(duì)交變電流的影響：電容的定義、單位、符號(hào)以及電容對(duì)交變電流的影響原理和計(jì)算方法。

（3）實(shí)際應(yīng)用：電感和電容在實(shí)際電路中的應(yīng)用，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解。

2.教學(xué)難點(diǎn)：

（1）電感的計(jì)算：電感對(duì)交變電流的影響涉及到電感的計(jì)算，學(xué)生需要掌握電感的計(jì)算公式和計(jì)算方法。

（2）電容的計(jì)算：電容對(duì)交變電流的影響也涉及到電容的計(jì)算，學(xué)生需要掌握電容的計(jì)算公式和計(jì)算方法。

（3）實(shí)際應(yīng)用：學(xué)生需要能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際電路中，理解電感和電容在實(shí)際電路中的作用。

（4）電感與電容的相互作用：電感和電容在電路中可能同時(shí)存在，學(xué)生需要理解電感與電容之間的相互作用和對(duì)交變電流的影響。

（5）數(shù)學(xué)公式的運(yùn)用：本節(jié)課涉及到較多的數(shù)學(xué)公式，學(xué)生需要能夠熟練運(yùn)用這些公式進(jìn)行計(jì)算和分析。

（6）電路圖的識(shí)別和分析：學(xué)生需要能夠識(shí)別和分析電路圖，理解電路中各個(gè)元件的作用和相互關(guān)系。四、教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：教師通過(guò)講解電感、電容對(duì)交變電流的影響的基本原理和計(jì)算方法，使學(xué)生掌握相關(guān)知識(shí)。

2.討論法：學(xué)生分組討論實(shí)際電路中的應(yīng)用實(shí)例，增強(qiáng)對(duì)電感和電容作用的理解，培養(yǎng)學(xué)生的合作能力和創(chuàng)新思維。

3.實(shí)驗(yàn)法：安排實(shí)驗(yàn)室實(shí)踐環(huán)節(jié)，讓學(xué)生親自動(dòng)手進(jìn)行電路搭建和測(cè)量，加深對(duì)電感和電容對(duì)交變電流影響的認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體設(shè)備：利用多媒體課件展示電感和電容的原理圖、電路圖，動(dòng)畫(huà)演示電感器和電容器的工作原理，增強(qiáng)學(xué)生的直觀感受，提高學(xué)習(xí)興趣。

2.教學(xué)軟件：運(yùn)用仿真軟件模擬電感和電容對(duì)交變電流的影響，讓學(xué)生直觀觀察到電路中電壓、電流的變化，幫助學(xué)生更好地理解知識(shí)。

3.實(shí)物展示：展示實(shí)際電路中的電感和電容元件，讓學(xué)生觸摸并了解其外觀和結(jié)構(gòu)，加深對(duì)知識(shí)的理解。

4.在線資源：引導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)在線資源，了解電感和電容在現(xiàn)代科技領(lǐng)域的應(yīng)用，拓寬視野，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

5.教學(xué)評(píng)價(jià)：利用在線測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行課堂小測(cè)，實(shí)時(shí)了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)調(diào)整，提高教學(xué)效果。五、教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)1.導(dǎo)入新課（5分鐘）

目標(biāo)：激發(fā)學(xué)生興趣，引入新課題。

過(guò)程：教師通過(guò)展示實(shí)際生活中的電路圖，如日光燈、收音機(jī)等，引導(dǎo)學(xué)生觀察其中的電感和電容元件，提問(wèn)學(xué)生對(duì)這些元件的作用有何了解，從而引出本節(jié)課的主題。

2.電感對(duì)交變電流的影響（10分鐘）

目標(biāo)：使學(xué)生掌握電感對(duì)交變電流的影響原理和計(jì)算方法。

過(guò)程：教師通過(guò)多媒體課件講解電感的定義、單位、符號(hào)，以及電感對(duì)交變電流的影響原理和計(jì)算方法，過(guò)程中穿插實(shí)例分析，讓學(xué)生更好地理解電感的作用。

3.電容對(duì)交變電流的影響（20分鐘）

目標(biāo)：使學(xué)生掌握電容對(duì)交變電流的影響原理和計(jì)算方法。

過(guò)程：教師同樣通過(guò)多媒體課件講解電容的定義、單位、符號(hào)，以及電容對(duì)交變電流的影響原理和計(jì)算方法，過(guò)程中穿插實(shí)例分析，讓學(xué)生更好地理解電容的作用。

4.學(xué)生小組討論（10分鐘）

目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生合作能力，提高解決問(wèn)題的能力。

過(guò)程：教師布置討論題目，如讓學(xué)生分析實(shí)際電路中電感和電容的相互作用，學(xué)生分組進(jìn)行討論，教師巡回指導(dǎo)，鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)表自己的觀點(diǎn)。

5.課堂展示與點(diǎn)評(píng)（15分鐘）

目標(biāo)：提高學(xué)生表達(dá)能力，加深對(duì)知識(shí)的理解。

過(guò)程：各小組派代表進(jìn)行討論成果展示，其他學(xué)生和教師進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，指出優(yōu)點(diǎn)和不足，教師對(duì)學(xué)生的討論成果進(jìn)行總結(jié)和點(diǎn)評(píng)。

6.課堂小結(jié)（5分鐘）

目標(biāo)：鞏固所學(xué)知識(shí)，提高學(xué)生總結(jié)能力。

過(guò)程：教師對(duì)本節(jié)課的主要內(nèi)容進(jìn)行簡(jiǎn)要回顧，強(qiáng)調(diào)電感和電容對(duì)交變電流的影響原理和計(jì)算方法，讓學(xué)生總結(jié)自己在課堂上的收獲。六、拓展與延伸1.推薦閱讀材料：

-《實(shí)用電路設(shè)計(jì)與應(yīng)用》：介紹電路設(shè)計(jì)的基本方法和實(shí)際應(yīng)用，深入探討電感和電容在電路中的作用。

-《電磁學(xué)基礎(chǔ)》：系統(tǒng)講解電磁學(xué)的基本原理，包括電感、電容的起源和發(fā)展，以及它們?cè)陔姶艌?chǎng)中的行為。

-《電子元件與應(yīng)用》：詳細(xì)介紹電子元件的種類、特性和應(yīng)用，重點(diǎn)討論電感和電容在電子電路中的應(yīng)用。

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究：

-讓學(xué)生調(diào)查生活中常見(jiàn)的電感和電容元件，如日光燈、收音機(jī)、電腦等，了解它們的工作原理和作用。

-設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的電路實(shí)驗(yàn)，如自感現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)、電容器充放電實(shí)驗(yàn)，觀察電感和電容的特性。

-研究電感和電容在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中的應(yīng)用，如電力系統(tǒng)、通信技術(shù)、電子設(shè)備等，了解其在高新技術(shù)中的重要性。

-探索電感和電容在其他學(xué)科領(lǐng)域的應(yīng)用，如物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)等，了解其跨學(xué)科的應(yīng)用價(jià)值。

-引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注電感和電容的最新研究動(dòng)態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)，如新型電容器、電感器的研發(fā)，以及它們?cè)谛履茉搭I(lǐng)域的應(yīng)用。七、板書(shū)設(shè)計(jì)1.電感對(duì)交變電流的影響

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：電感的定義、單位、符號(hào)；自感系數(shù)、感抗、感容；電感對(duì)交變電流的影響原理。

-關(guān)鍵詞：電感、自感系數(shù)、感抗、感容、交變電流、影響原理。

-板書(shū)句子：電感對(duì)交變電流的影響可通過(guò)感抗和感容的概念來(lái)理解，感抗表現(xiàn)為電感對(duì)交流電的阻礙作用，感容表現(xiàn)為電感對(duì)交流電的儲(chǔ)存能力。

2.電容對(duì)交變電流的影響

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：電容的定義、單位、符號(hào)；容抗、容容、電容對(duì)交變電流的影響原理。

-關(guān)鍵詞：電容、容抗、容容、交變電流、影響原理。

-板書(shū)句子：電容對(duì)交變電流的影響可通過(guò)容抗和容容的概念來(lái)理解，容抗表現(xiàn)為電容對(duì)交流電的阻礙作用，容容表現(xiàn)為電容對(duì)交流電的儲(chǔ)存能力。

3.電感與電容的相互作用

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：電感與電容在電路中的相互作用原理；諧振電路的概念。

-關(guān)鍵詞：電感與電容、相互作用原理、諧振電路。

-板書(shū)句子：電感與電容在電路中相互作用，共同決定了電路的諧振頻率和諧振特性，諧振電路在通信、電力等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。八、重點(diǎn)題型整理1.電感的計(jì)算題

題目：一個(gè)線圈的匝數(shù)為1000圈，每圈面積為20cm2，線圈直徑為10cm，求該線圈的自感系數(shù)。

答案：首先計(jì)算線圈的截面積S=πr2=314cm2，然后計(jì)算線圈的長(zhǎng)度l=πd=31.4cm。根據(jù)自感系數(shù)的一般公式L=μ?N2A/l，其中μ?為真空磁導(dǎo)率，N為匝數(shù)，A為面積，l為長(zhǎng)度。代入數(shù)值得L=4π×10??×10002×20/31.4≈7.95×10?3H。

2.電容的計(jì)算題

題目：一個(gè)電容器的電容值為4μF，求該電容器的電容率。

答案：電容率ε=C/V，其中C為電容值，V為電壓。代入數(shù)值得ε=4×10??F/1V=4×10??F/V。

3.電感對(duì)交變電流的影響題

題目：一個(gè)RLC串聯(lián)電路中，電阻R=10Ω，電感L=2H，電容C=5μF，求電路的固有頻率和品質(zhì)因數(shù)。

答案：固有頻率f?=1/2π√(LC)=1/2π√(2H×5×10??F)≈19.1Hz。品質(zhì)因數(shù)Q=1/ω?RC=1/2πf?RC=1/2π×19.1Hz×10Ω×5×10??F≈39.3。

4.電容對(duì)交變電流的影響題

題目：一個(gè)RLC并聯(lián)電路中，電阻R=10Ω，電感L=2H，電容C=5μF，求電路的容抗和感抗。

答案：容抗Xc=1/(2πfC)=1/(2π×19.1Hz×5×10??F)≈80.7Ω