“電感和電容對交變電流的影響”教學案例
──以普通高中《物理課程標準》的課程目標要求來設計浙江東陽中學 韋國清普通高中《物理課程標準》中從知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀三個維度上,提出了高中物理課程的具體目標。在--過程中,我們需要從這三個維度來構建教學內容和安排教學活動。下面是結合課程目標的要求,全日制普通高中教科書(試驗修訂本·必修加選修)物理第二冊《電感和電容對交變電流的影響》一節(jié)的--。
【教學目標】
1.知識與技能
知道電感線圈有“通直流阻交流”和電容器有“隔直流通交流”的作用;知道感抗、容抗的大小由哪些因素決定;能解釋電感和電容對交變電流產生影響的原因;了解電感和電容器在電子技術等方面的應用。
2.過程與方法
觀察演示實驗,理解實驗過程中控制變量的方法;通過研究感抗(容抗)與自感系數(shù)(電容)的定性關系,獲得實驗探究過程的體驗;通過對電感和電容對交變電流影響的理論分析,體會理論解釋實驗的成功感受。
3.情感態(tài)度與價值觀
通過實驗的互動過程,誘發(fā)對探究物理規(guī)律的興趣;簡介電感和電容的應用,欣賞物理器件的美妙的應用;通過具實記錄觀察到的現(xiàn)象和數(shù)據,體驗實事求是的科學態(tài)度。
【教學用具】
1.演示交直流電源、小燈泡(12v)、阻值15ω的電阻、電感線圈(j2426小型變壓器)、10μf電容器、低頻信號發(fā)生器(j2462-1型)等供演示用;
2.各種不同型號的高頻、低頻扼流圈供演示用;
3.學生低壓交直流電源(最小的輸出電壓大于16v)、15μf和200μf的電容器j2426小型變壓器(將線圈匝數(shù)不同的兩組線圈用不同顏色的導線接出)、小燈泡(6v)、導線等供學生實驗用(以上器材每兩人一組)。
【設計思路】
從教材的要求來看,本課題對知識與技能的要求均不高。一般的教法可以簡單比較電感和電容對交變電流的阻礙作用,進行一些理性的講解,配合若干驗證性的實驗,使學生了解感抗和容抗的大小與哪些因素有關。教材中對演示實驗的要求很簡單,更沒有學生實驗的要求。
本--特別強調了對實驗的挖掘。例如增加了學生互動的實驗,不僅幫助學生理解感抗和容抗的概念,提高實驗動手能力,更重要的是使學生在互動和探索的過程中,培養(yǎng)學生的合作精神、獲得探究的成功體驗;通過引入新課時設計的實驗,培養(yǎng)學生的問題意識和激發(fā)學生的學習興趣;通過教學中的若干個演示實驗的設計,特別是用信號發(fā)生器替代變頻電源來做實驗,使學生感悟科學的探究方法和強化創(chuàng)新的意識。
【教學過程】
一、引入課題
請同學們先來觀察一組實驗,如圖1所示。介紹有關器材:低壓交直流電源,小燈泡,3個經過包裝的電學元件(根據外面不能判斷是何元件)。
演示1:
(1)將小燈泡直接接到交變電流源上,調節(jié)電壓使燈泡正常發(fā)光;
(2)如果將1號電學元件串聯(lián)入電路中,觀察現(xiàn)象(燈泡變暗);
(3)再將2號電學元件串聯(lián)入電路中,觀察現(xiàn)象(燈泡變得更暗);
(4)然后將3號電學元件串聯(lián)入電路中,觀察現(xiàn)象(燈泡仍較暗)。
演示2:
門路1號元件接相同電壓的直流上,觀察現(xiàn)象[與演示1(1)情況相同亮度];
(2)將2號元件接相同電壓的直流上,觀察現(xiàn)象(比原來變亮);
(3)將3號元件接相同電壓的直流上,觀察現(xiàn)象(亮了一下不亮)。
小結:1號元件對交直流的影響幾乎相同,2號元件對交變電流的影響較大,3號元件對直流電影響很大,且直流電不能通過3號元件。