“电感和电容对交变电流的影响”的实验设计

1 问题引入 人教版高中物理第二册(试验修订本,必修加选修)第193页研究电感对交变电流的阻碍作用,电路如图1,利用双刀双掷开关S分别接到直流电源和交流电源上,实验中要求取直流电压和交流电压的有效值相等。当开关S接到直流时,灯泡亮些;当接到交流电源时,灯泡暗些,就表明电感对交变     

关于电感对交变电流阻碍作用演示实验的改进

高中《物理》(试验修订本·必修加选修 )第二册第十八章第三节中 ,有一个电感对交变电流有阻碍作用图 1的演示实验 .该实验电路如图 1所示 ,把电感线圈 L 和白炽灯泡串联在电路里 ,利用双刀双掷开关 S可以分别把这个电路接到直流电源和交流电源上 .实验中取直流电压跟交流电压的有效值相等 .应该观察到的实验现象是 :灯泡接直流电源时比接交流电源时更亮一些 ,从而说明电感对交变电流有阻碍作用 .在这个实验中 ,接直流电源跟接交流电源相比 ,电流大小有一定差异 ,但差异不是很大 .如果实验是用电流表进行测量 ,数据差异清晰可见 .而用白炽…     

“电感和电容对交变电流的影响”演示实验的对比设计

新课标人教版教材中＂电感对交变电流的影响＂的演示实验如下：如图1所示,把带铁芯线圈L与白炽灯串联起来,先把它们接直流电源上,再把它们接到交流电源上,取直流电源的电压与交流电压的有效值相等,观察两种情况下灯泡的亮度。     

对人教版新教材中一演示实验的思考和改进

人教版新教材《物理·选修3—2》第5章第3节“电感和电容对交变电流的影响”提供了一演示实验：如图1把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来,先把它们接到直流电源上,再把它们接到交流电源上．取直流电源的电压与交流电压的有效值相等．观察两种情况下灯泡的亮度．这个实验说明了什么？     

改进《电感和电容对交变电流的影响》中演示实验的建议

一、教材中的演示实验存在的操作难度 人教版教材中《电感和电容对交变电流的影响》的演示实验如下：如图1,把带铁芯线圈L与白炽灯串联起来,先把它们接在直流电源上,再把它们接到交流电源上,取直流电源的电压与交流电压的有效值相等,观察两种情况下灯泡的亮度．     

关于“电感和电容对交变电流的影响”几个知识点的实验探究

人教版普通高中教科书《物理》第二册(必修加选修)第219面图17-7(与图1类似)为研究电感对交变电流的阻碍作用的演示实验,该实验这样操作:接通直流电源时,灯泡亮些;接通交流电源时,灯泡变暗(几乎不亮).由此得出电感对交流电有阻碍作用的结论,但不能说明219面第三段所说的"实验表明,线圈的自感系数越大、交流电流的频率越高,电感对交变电流的阻碍作用就越大,感抗就越大"这一结论.第     

电感和电容对交变电流的影响实验改进

人教版高中《物理》必修加选修第17章“交变电流”第三节“电感和电容对交变电流的影响”安排了一个电感对交变电流的阻碍作用的演示实验,原理如图1所示,电感线圈和白炽灯泡串联在电路里,利用双刀双掷开关S可以分别把电路接到直流电源或交流电源上,     

巧妙制作演示实验仪器,观察电感、电器对电流的影响

制作本演示实验仪的灵感来源于高中物理课本第二册,在学生已经具有＂电阻对直流电有阻碍作用＂的认识基础上,学习到电感和电容对直流电的影响时,只需将电阻替换为电感或者将电阻替换为电容进行对比,通过灯泡亮度表现的现象认知电感和电容对直流电的影响。同样,在学习电感和电容对交变电流的影响时,我们把直流电源用交流电源替代进行对比,通过灯泡明暗表现的现象认知电感和电容对交变电流的影响。如果按照教材的要求进行实验设计和操作,不但实际操作起来烦琐,而且难以达到教材所提出的要求。因此,作者结合多年的教学实践经验及本校实验室所具有的电器材料,在教材所说的基本原理上自制了一套实验器材,可以在教学中采取同一时间将电阻、电感和电容对电流影响的现象同时表现出来,通过对两灯泡的亮度进行对比,达到了实验现象、对比度非常鲜明的效果。     

深入理解感抗和容抗对交变电流的作用

在交变电流中,除电阻对电路中的电流、电压有影响,还有电感和电容对交变电流有影响.一、电感对交变电流的作用1.一个公式:感抗公式电感对交变电流阻碍作用的大小称之为感抗,感抗用X_L表述,其大小为x_l=2πfL.感抗的大小由线圈的自感系数和交变电流的频率共同决定.自感系数越大,交变电流的频率越高,感抗就越大.在交变电路中类似于一个电阻.2.二个结论:电感线圈在电路中的作用(1)通直流、阻交流:这是对两种不同类型的电流而言的,因为(恒定)直流电的电流不变化,不能引起自感现象,所以对(恒定)直流电没有阻碍作用;交流电的电流时刻改变,必有自感电动势产生以阻碍电流的变化,所以对交流有阻碍作用.     

电感和电容对电流的影响

1改进演示实验的思考 基于学生已经具有“电阻对直流电有阻碍作用”的认识基础,学习电感和电容对直流电的影响时,只须将电阻替换为电感或者将电阻替换为电容进行对比,通过表现的现象认知电感和电容对直流电的影响。同理,学习电感和电容对交变电流的影响时,再把直流电源用交流电源替代进行对比,还是通过表现的现象认知电感和电容对交变电流的影响。总之,设定的教学方法是比较、归纳法。根据教学方法的需要,教学中采取了同一时刻将电阻、电感和电容对电流的影响的现象同时表现出来,并进行对比。达到了实验现象对比度非常鲜明的效果。     

电感和电容对电流的影响

1 改进演示实验的思考 基于学生已经具有"电阻对直流电有阻碍作用"的认识基础,学习电感和电容对直流电的影响时,只须将电阻替换为电感或者将电阻替换为电容进行对比,通过表现的现象认知电感和电容对直流电的影响.同理,学习电感和电容对交变电流的影响时,再把直流电源用交流电源替代进行对比,还是通过表现的现象认知电感和电容对交变电流的影响.总之,设定的教学方法是比较、归纳法.根据教学方法的需要,教学中采取了同一时刻将电阻、电感和电容对电流的影响的现象同时表现出来,并进行对比.达到了实验现象对比度非常鲜明的效果.     

交流电的有效值

高中课本对交流电的有效值讲得非常清楚：①交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的。让交流和直流通过同样阻值的电阻，如果它们在同一时间内产生的热量相等，这一交流电流的有效值就跟这个直流电流相等。②按正弦规律变化的交流的有效值与峰值之问的关系是：I=Im/√2压。     

电感、电容在电路中的作用

电感是导线绕制成的线圈．由于电感线圈中通过交流电时,产生自感电动势,阻碍电流的变化,对交变电流有阻碍作用．描述电感对交变电流阻碍作用的大小的物理量叫感抗．感抗的大小跟以下因素有关：线圈的自感系数L,交变电流的频率f．线圈的自感系数L越大,交变电流的频率厂越高,阻碍作用越大,感抗就越大．因此电感有“通直流,阻交流”、“通低频,阻高频”的特性．     

用示波器验证正弦式电流的最大值与有效值之间的关系

交变电流的有效值是根据电流热效应规定的 .让交变电流和恒定电流分别通过相同阻值的电阻 ,如果它们在相同时间内产生的热量相等 ,就把这一恒定电流的数值叫做这一交变电流的有效值 .在中学课本中 ,只说明“实验和计算表明”,正弦式电流的最大值与有效值之间有如下关系Im=2 I,Um=2 U.实际上 ,在教学过程中可以通过示波器演示验证这种关系 .1 .实验器材　两个规格相同的小电珠 ,滑动变阻器 ,降压变压器 ,示波器 ,干电池组 ,交变电流表 ,交变电压表 ,直流电流表 ,直流电压表 ,各种开关和导线若干 .2 .电路图　电路图如图 1所示 .图 13.实验步骤( 1 )闭合开关 S1与 S2 ,调节滑动变阻器 ,使两个小电珠亮度相同 .分别读出各电表的示数 ,比较示数 I1和 I2 、U1和 U2 ,发现有I1≈I2 ,U1≈U2 ,则 I2 、U2 就叫做正弦式电流相应物理量的有效值 .( 2 )示波器的 DC、AC开关拨至 DC位置 ,按常规调节示波器 .( 3)将开关 S接到“1”,使 Y输入接在 L1两端接通交变电流 ,调节示波器 ,直到荧光屏上得到如图 2 ( a)所示的正弦曲线 .调节 Y增益 ,使...     

“感抗”演示实验的改进

不少中学及中师物理教材,在讨论“电感对交流电的阻碍作用(即感抗)”时都沿袭了这样一样演示方法,即利用图1所示的电路分别将K接220伏直流电与220伏交流电来比较前后两种情况下的灯泡亮度,进而说明电感对交流电有阻碍作用。这个实验由于对同一灯泡在不同情况下的亮度进行比较,就缺乏应有的直观性与鲜明性;另外实验中要保证交、直流电压值相等,势必要多次调节交、直流电压值,造成演示过程复杂化。为此,笔者对该演示实验作了如下改进:     

几种典型交变电流有效值计算公式的推导

交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的.让交流和直流分别通过相同阻值的电阻,如果它们在相同时间内产生的热量相等,就把这一直流的数值叫作这一交流的有效值.即用与交变电流有相同热效应的直流来等效替代交变电流在能量方面所产生的平均效果.现行所有版本的高中物理教材都没有给出交变电流有效值计算公式的推导,     

高中物理交变电流有效值计算公式的推导教学

正"交变电流"由三方面组成:第一是交变电流的定义及交流电的产生;第二是简单交流电路,由电感的定义、电感的作用;电容的定义、电容的作用组成;第三是变压器和电能的运输,涵盖变压器的基本原理及输电线的损耗.本文侧重于总结出交变电流有效值公式教学的方法.一、正弦波交变电流有效值的计算公式推导1.正弦全波交变电流有效值的计算公式根据有效值的概念可以得出,与交流电产生相同热效应的直流电可以代替交流电的平均效果.但是由于交流电周期性变     

交流电“四值”辩析

交流电的瞬时值、最大值、有效值、平均值的意义不同,只有充分理解其内涵,才能正确运用,减少失误,现例析如下:一、有效值与平均值交流电有效值是利用电流的热效应定义的,即交变电流通过某一电阻时产生的热量与直流电通过同一电阻在相同时间内产生的热量相等,则直流电的数值就是该交变电流的有效值,有效值用来计算电功率、电热等,交变电流表读数和用电器标定值均为有效值.     

有效值和平均值

交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的：让交变电流和恒定直流电通过相同阻值的电阻,如果它们在相同的时间内产生的热量相等,则此恒定直流电的数值就叫做这一交变电流的有效值．     

正弦交变电流有效值的简单推证

交流的有效值是根据电流的热效应规定的．让交流和直流通过相同阻值的电阻,如果它们在相同的时间内产生的热量相等,就把这一直流的数值叫做这一交流的有效值．课本中就是这样给出交流有效值的概念后直接引入了正弦交变电流有效值的公式：