第一篇：【物理】3.3《交流電路中的電容和電感》教案(魯科版選修3-2)

知識改變命運(yùn)，學(xué)習(xí)成就未來

知識改變命運(yùn)，學(xué)習(xí)成就未來

演示甲圖，電鍵分別接到交、直流電源上，引導(dǎo)學(xué)生觀察兩次燈的亮度（燈的亮度相同。說明電阻對交流和直流的阻礙作用相同。）

演示乙圖，電鍵分別接到交、直流電源上，引導(dǎo)學(xué)生觀察兩次燈的亮度（電鍵接到直流上，亮度不變；接到交流上時，燈泡亮度變暗。說明線圈對直流電和交變電流的阻礙作用不同。）

線圈對直流電的阻礙作用只是電阻；而對交變電流的阻礙作用除了電阻之外，還有電感。問題1：為什么會產(chǎn)生這種現(xiàn)象呢？

答：由電磁感應(yīng)的知識可知，當(dāng)線圈中通過交變電流時，產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流的變化。問題2：電感對交變電流阻礙作用的大小，用感抗來表示。感抗的大小與哪些因素有關(guān)？請同學(xué)們閱讀教材后回答。

答：感抗決定于線圈的自感系數(shù)和交變電流的頻率。線圈的自感系數(shù)越大，自感作用就越大，感抗就越大；交變電流的頻率越高，電流變化越快，自感作用越大，感抗越大。

線圈在電子技術(shù)中有廣泛應(yīng)用，有兩種扼流圈就是利用電感對交變電流的阻礙作用制成的。出示扼流圈，并介紹其構(gòu)造和作用。（1）低頻扼流圈

構(gòu)造：線圈繞在閉合鐵芯上，匝數(shù)多，自感系數(shù)很大。

作用：對低頻交變電流有很大的阻礙作用。即“通直流、阻交流”。（2）高頻扼流圈

構(gòu)造：線圈繞在鐵氧體芯上，線圈匝數(shù)少，自感系數(shù)小。

作用：對低頻交變電流阻礙小，對高頻交變電流阻礙大。即“通低頻、阻高頻”。

2、交變電流能夠通過電容器

演示：電容對交、直流的影響。實(shí)驗(yàn)電路如圖所示：

開關(guān)S分別接到直流電源和交變電流源上，觀察現(xiàn)象（接通直流電源，燈泡不亮；接通交變電流源，燈泡亮了說明了直流電不能夠通過電容器，交變電流能夠“通過”電容器。）

電容器的兩極板間是絕緣介質(zhì)，為什么交變電流能夠通過呢？用CAI課件展示電容器接歡迎各位老師踴躍投稿，稿酬豐厚 郵箱：zxjkw@163.com

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到交變電流源上，充、放電的動態(tài)過程。強(qiáng)調(diào)自由電荷并沒有通過電容器兩極板間的絕緣介質(zhì)，只是當(dāng)電源電壓升高時電容器充電，電荷向電容器的極板上集聚，形成充電電流；當(dāng)電源電壓降低時電容器放電，電荷從電容器的極板上放出，形成放電電流。電容器交替進(jìn)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。

3、電容器對交變電流的阻礙作用

演示：電容器對交變電流的影響：將剛才實(shí)驗(yàn)電路中“1000 μF，15 V”的電容器去掉，觀察燈泡的亮度，說明了什么道理？

答：燈泡的亮度變亮了。說明電容器對交變電流也有阻礙作用。（的確是這樣。物理上用容抗來表示電容器對交變電流阻礙作用的大小。）

問題2：容抗跟哪些因素有關(guān)呢？請同學(xué)們閱讀教材后回答。

答：容抗決定于電容器電容的大小和交變電流的頻率。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；交變電流的頻率越高，充放電進(jìn)行得越快，充放電電流越大，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”的特點(diǎn)。

4、課堂總結(jié)、點(diǎn)評

本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個問題：

1、由于電感線圈中通過交變電流時產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流變化，對交變電流有阻礙作用。電感對交變電流阻礙作用大小用感抗來表示。線圈自感系數(shù)越大，交變電流的頻率越高，感抗越大，即線圈有“通直流、阻交流”或“通低頻，阻高頻”特征。

2、交變電流“通過”電容器過程，就是電容器充放電過程。由于電容器極板上積累電荷反抗自由電荷做定向移動，電容器對交變電流有阻礙作用。用容抗表示阻礙作用的大小。電容器的電容越大，交流的頻率越高，容抗越小。故電容器在電路中有“通交流、隔直流”或“通高頻、阻低頻”特征。

5、實(shí)例探究

電感對交變電流的影響

【例1】如圖所示電路中，L為電感線圈，R為燈泡，電流表內(nèi)

RAVL阻為零。電壓表內(nèi)阻無限大，交流電源的電壓u=2202sin10

uπt V。若保持電壓的有效值不變，只將電源頻率改為25Hz，下列說法中正確的是（）

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1.電流表示數(shù)增大 B.電壓表示數(shù)減小 C.燈泡變暗 D.燈泡變亮 電感和電容對交變電流的影響

例

2、圖所示是電視機(jī)電源部分的濾波裝置，當(dāng)輸入端輸入含有直流成分、交流低頻成分的電流后，能在輸出端得到較穩(wěn)定的直流電，試分析其工作原理及各電容和電感的作用。

L輸入C1C2輸出

6、鞏固練習(xí)

1、關(guān)于低頻扼流圈，下列說法正確的是

A.這種線圈的自感系數(shù)很小，對直流有很大的阻礙作用 B.這種線圈的自感系數(shù)很大，對低頻電流有很大的阻礙作用

C.這種線圈的自感系數(shù)很大，對高頻交流的阻礙作用比低頻交流的阻礙作用更大 D.這種線圈的自感系數(shù)很小，對高頻交流的阻礙作用很大而對低頻交流的阻礙作用很小

2、在圖所示電路中，u是有效值為200 V的交流電源，C是電容器，R是電阻。關(guān)于交流電壓表的示數(shù)，下列說法正確的是（）A.等于220 V B.大于220 V

D.等于零

uRVCC.小于220 V

3、在圖所示的電路中，a、b兩端連接的交流電源既含高頻交流，又含低頻交流；L是一個25 mH的高頻扼流圈，C是一個100 pF的電容器，R是負(fù)載電阻，下列說法中正確的是（）

LA.L的作用是“通低頻，阻高頻” B.C的作用是“通交流，隔直流” C.C的作用是“通高頻，阻低頻”

aCbRD.通過R的電流中，低頻電流所占的百分比遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于高頻交流所占的百分比

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第二篇：交流電路中的電感和電容教案

3、3 交流電路中的電感和電容

課時安排：2課時 教學(xué)目標(biāo)：

（一）知識與技能

1．理解為什么電感對交變電流有阻礙作用。

2．會用感抗來表示電感對交變電流阻礙作用的大小，知道感抗與哪些因素有關(guān)。3．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。4．會用容抗來表示電容對交變電流的阻礙作用.知道容抗與哪些因素有關(guān)。

（二）過程與方法

1．培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的思維習(xí)慣。

2．培養(yǎng)學(xué)生用學(xué)過的知識去理解、分析新問題的習(xí)慣。

（三）情感、態(tài)度與價值觀

培養(yǎng)學(xué)生有志于把所學(xué)的物理知識應(yīng)用到實(shí)際中去的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

教學(xué)重點(diǎn)：1．電感、電容對交變電流的阻礙作用。

2．感抗、容抗的物理意義。

教學(xué)難點(diǎn)：1．感抗的概念及影響感抗大小的因素。

2．容抗概念及影響容抗大小的因素。

教學(xué)器材：雙刀雙擲開關(guān)、學(xué)生用低壓交直流電源、燈泡（6 V、0.3 A）、線圈（用變壓器的副線圈）、電容器（“10 μF、15 V”與“200 μF、15 V”）2個、兩個扼流圈 3教學(xué)方法：實(shí)驗(yàn)法、閱讀法、講解法。教學(xué)過程：

（一）引入新課

師：在直流電路中，影響電流跟電壓關(guān)系的只有電阻。在交變電流路中，影響電流跟電壓關(guān)系的，除了電阻外，還有電感和電容。電阻器、電感器、電容器是交變電流路中三種基本元件。這節(jié)課我們學(xué)習(xí)電感、電容對交變電流的影響。

板書課題電感和電容對交變電流的影響

（二）進(jìn)行新課

1．電感對交變電流的阻礙作用

演示電阻、電感對交、直流的影響。實(shí)驗(yàn)電路如下圖甲、乙所示：

師：首先演示甲圖，電鍵分別接到交、直流電源上，引導(dǎo)學(xué)生觀察兩次燈的亮度，說明了什么道理？ 生：燈的亮度相同。說明電阻對交流和直流的阻礙作用相同。

師：再演示乙圖，電鍵分別接到交、直流電源上，引導(dǎo)學(xué)生觀察兩次燈的亮度，說明了什么道理？ 生：電鍵接到直流上，亮度不變；接到交流上時，燈泡亮度變暗。說明線圈對直流電和交變電流的阻礙作用不同。

師：確實(shí)如此。線圈對直流電的阻礙作用只是電阻；而對交變電流的阻礙作用除了電阻之外，還有電感.為什么會產(chǎn)生這種現(xiàn)象呢？

生：由電磁感應(yīng)的知識可知，當(dāng)線圈中通過交變電流時，產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流的變化。師：電感對交變電流阻礙作用的大小，用感抗來表示。感抗的大小與哪些因素有關(guān)？請同學(xué)們閱讀教材后回答。

生：感抗決定于線圈的自感系數(shù)和交變電流的頻率。線圈的自感系數(shù)越大，自感作用就越大，感抗就越大；交變電流的頻率越高，電流變化越快，自感作用越大，感抗越大。

師：線圈在電子技術(shù)中有廣泛應(yīng)用，有兩種扼流圈就是利用電感對交變電流的阻礙作用制成的。出示扼流圈，并介紹其構(gòu)造和作用。

（1）低頻扼流圈

構(gòu)造：線圈繞在閉合鐵芯上，匝數(shù)多，自感系數(shù)很大。

作用：對低頻交變電流有很大的阻礙作用。即“通直流、阻交流”。（2）高頻扼流圈

構(gòu)造：線圈繞在鐵氧體芯上，線圈匝數(shù)少，自感系數(shù)小。作用：對低頻交變電流阻礙小，對高頻交變電流阻礙大。即“通低頻、阻高頻”。

2．交變電流能夠通過電容器

演示電容對交、直流的影響。實(shí)驗(yàn)電路如圖所示：

師：開關(guān)S分別接到直流電源和交變電流源上，觀察到什么現(xiàn)象？說明了什么道理？

生：接通直流電源，燈泡不亮；接通交變電流源，燈泡亮了。說明了直流電不能夠通過電容器，交變電流能夠“通過”電容器。

師：電容器的兩極板間是絕緣介質(zhì)，為什么交變電流能夠通過呢？用CAI課件展示電容器接到交變電流源上，充、放電的動態(tài)過程。強(qiáng)調(diào)自由電荷并沒有通過電容器兩極板間的絕緣介質(zhì)，只是當(dāng)電源電壓升高時電容器充電，電荷向電容器的極板上集聚，形成充電電流；當(dāng)電源電壓降低時電容器放電，電荷從電容器的極板上放出，形成放電電流。電容器交替進(jìn)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。

3．電容器對交變電流的阻礙作用 演示電容器對交變電流的影響

師：將剛才實(shí)驗(yàn)電路中“1000 μF，15 V”的電容器去掉，觀察燈泡的亮度，說明了什么道理？ 生：燈泡的亮度變亮了。說明電容器對交變電流也有阻礙作用。

師：的確是這樣。物理上用容抗來表示電容器對交變電流阻礙作用的大小。容抗跟哪些因素有關(guān)呢？請同學(xué)們閱讀教材后回答。

生：容抗決定于電容器電容的大小和交變電流的頻率.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；交變電流的頻率越高，充放電進(jìn)行得越快，充放電電流越大，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”的特點(diǎn)。師：介紹電感、電容的廣泛存在。

（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評

本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下幾個問題：

1．由于電感線圈中通過交變電流時產(chǎn)生自感電動勢，阻礙電流變化，對交變電流有阻礙作用.電感對交變電流阻礙作用大小用感抗來表示.線圈自感系數(shù)越大，交變電流的頻率越高，感抗越大，即線圈有“通直流、阻交流”或“通低頻，阻高頻”特征.2．交變電流“通過”電容器過程，就是電容器充放電過程.由于電容器極板上積累電荷反抗自由電荷做定向移動，電容器對交變電流有阻礙作用.用容抗表示阻礙作用的大小.電容器的電容越大，交流的頻率越高，容抗越小.故電容器在電路中有“通交流、隔直流”或“通高頻、阻低頻”特征。

（四）實(shí)例探究

【例1】如圖所示電路中，L為電感線圈，R為燈泡，電流表內(nèi)阻為零。電壓表內(nèi)阻無限大，交流電源的電壓u=2202sin10πt V。若保持電壓的有效值不變，只將電源頻率改為25Hz，下列說法中正確的是（）

A．電流表示數(shù)增大 B．電壓表示數(shù)減小 C．燈泡變暗 D．燈泡變亮

解析：由u=2202sin100πt，可得電源頻率f=

ARuVL?2π?改為25 Hz時，線圈的感抗減小，在電壓不變的情況下，電路中的電流增大，選項(xiàng)A正確。

2100π Hz=50 Hz，當(dāng)電源頻率由原來的50 Hz2π燈泡的電阻R是一定的，電流增大時，實(shí)際消耗的電功率（P=IR）變大，燈泡變暗，選項(xiàng)C錯誤，D正確。

電壓表與電感線圈并聯(lián)，其示數(shù)為線圈兩端電壓UL，設(shè)燈泡兩端的電壓為UR，則電源電壓的有效值為U=UL+UR

因UR=IR，I增大，UR增大，因電源電壓有效值不變，故UL=（U-UR）減小，故選項(xiàng)B正確.答案：ABD 點(diǎn)評：解決該類問題時將電感和電容看成特殊“電阻”，在交變電流電路中串、并聯(lián)關(guān)系仍是適用的。【例2】圖所示是電視機(jī)電源部分的濾波裝置，當(dāng)輸入端輸入含有直流成分、交流低頻成分的電流后，能在輸出端得到較穩(wěn)定的直流電，試分析其工作原理及各電容和電感的作用。

解析：當(dāng)含有多種成分的電流輸入到C1兩端，則由于C1的“通交流、隔直流”功能，電流中的交流成分被衰減，而線圈L有“通直流、阻交流”功能，直流成分電流順利通過L.一小部分交流通過L，到達(dá)C2兩端時，C

2輸入C1C2輸出L

進(jìn)一步濾除電流中殘余的交流成分，這樣就在輸出端得到較穩(wěn)定的直流電，這個直流電供電視機(jī)內(nèi)芯正常工作。

點(diǎn)評：本題聯(lián)系電視機(jī)中的實(shí)際電路，應(yīng)分別考慮L、C的作用：L對直流起“短路”作用，對交流起阻礙作用；C對直流“斷路”，對交流有旁路分流作用.本題C1、C2兩次對交流分流，濾波效果 更好

（四）作業(yè)布置 課文P60頁第2、3、4題

第三篇：物理：2.4《電容器 電容》教案(滬科版選修3-1)

2、4 電容器 電容

教學(xué)目標(biāo)

1．知識目標(biāo)

①知道什么是電容器以及常用的電容器。

②理解電容器的電容概念及其定義，并能用來進(jìn)行有關(guān)的計算。

③知道公式及其含義，知道平行板電容器的電容與哪些因素有關(guān)。

④會對平行板電容器問題的動態(tài)分析。

2．能力目標(biāo)

①知道利用比值法定義物理量。

②學(xué)會在實(shí)驗(yàn)中用控制變量法的實(shí)驗(yàn)方法，提高學(xué)生綜合運(yùn)用知識的能力。

3．情感目標(biāo)

結(jié)合實(shí)際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。

教學(xué)重點(diǎn)

電容的概念。教學(xué)難點(diǎn)

電容的定義和引入。

對平行板電容器的動態(tài)分析。

教學(xué)方法

啟發(fā)式、探究式、類比法。

教學(xué)用具

靜電計、平行板電容器、多媒體、電源、導(dǎo)線、電鍵。教學(xué)過程：

（一）復(fù)習(xí)前面相關(guān)知識

要點(diǎn)：場強(qiáng)、電勢能、電勢、電勢差等。

（二）新課教學(xué)

展示各種電容器.并做解釋:這是一種能容納電荷的容器,今天我們來學(xué)習(xí)它——電容器以及描述它容納電荷本領(lǐng)的物理量——電容

CBB65型金屬化聚丙烯 薄膜電容器 CBB60型金屬化聚丙烯 CBB61型金屬化聚丙烯 薄膜電容器 薄膜電容器

1、電容器

（1）構(gòu)造：任何兩個彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體都可以看成一個電容器。（2）電容器的充電、放電

操作：把電容器的一個極板與電池組的正極相連，另一個極板與負(fù)極相連，兩個極板上就分別帶上了等量的異種電荷。這個過程叫做充電。

現(xiàn)象：從靈敏電流計可以觀察到短暫的充電電流。充電后,切斷與電源的聯(lián)系,兩個極板間有電場存在,充電過程中由電源獲得的電能貯存在電場中,稱為電場能.操作:把充電后的電容器的兩個極板接通,兩極板上的電荷互相中和,電容器就不帶電了,這個過程叫放電.現(xiàn)象:從靈敏電流計可以觀察到短暫的放電電流.放電后,兩極板間不存在電場,電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量.提問:電容器在充、放電的過程中的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是什么?待學(xué)生討論后總結(jié)如下: 小結(jié)：充電——帶電量Q增加,板間電壓U增加,板間場強(qiáng)E增加, 電能轉(zhuǎn)化為電場能 放電——帶電量Q減少,板間電壓U減少,板間場強(qiáng)E減少,電場能轉(zhuǎn)化為電能

2、電容

與水容器類比后得出。說明：對于給定電容器，相當(dāng)于給定柱形水容器，C（類比于橫截面積）不變。這是量度式，不是關(guān)系式。在C一定情況下，Q=CU，Q正比于U。

（1）定義：電容器所帶的電量Q與電容器兩極板間的電勢差U的比值，叫做電容器的電容。（2）公式：C?Q

U

-6-12（3）單位：法拉（F）還有微法（?F）和皮法（pF）1F=10?F=10pF（4）電容的物理意義:電容是表示電容器容納電荷本領(lǐng)的物理量，是由電容器本身的性質(zhì)（由導(dǎo)體大小、形狀、相對位置及電介質(zhì)）決定的,與電容器是不是帶電無關(guān).3、平行板電容器的電容

（1）[演示]感應(yīng)起電機(jī)給靜電計帶電

說明:靜電計是在驗(yàn)電器的基礎(chǔ)上制成的,用來測量電勢差.把它的金屬球與一個導(dǎo)體相連,把它的金屬外殼與另一個導(dǎo)體相連,從指針的偏轉(zhuǎn)角度可以量出兩個導(dǎo)體之間的電勢差U.現(xiàn)象:可以看到:

①保持Q和d不變，S越小,靜電計的偏轉(zhuǎn)角度越大, U越大,電容C越小； ②保持Q和S不變，d越大，偏轉(zhuǎn)角度越小，C越小.③保持Q、d、S都不變,在兩極板間插入電介質(zhì)板,靜電計的偏轉(zhuǎn)角度并且減小,電勢差U越小電容C增大.（2）結(jié)論:平行板電容器的電容C與介電常數(shù)ε成正比,跟正對面積S成正比,跟極板間的距離d成反比.平行板電容器的決定式：真空 C?課堂練習(xí)：

1．關(guān)于電容器的充放電，下列說法中正確的是()A．充放電過程中外電路有瞬間電流 B．充放電過程中外電路有恒定電流

C．充電過程中電源提供的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D．放電過程中電容器中的電場能逐漸減小

2．一平行板電容器始終與電池相連，現(xiàn)將一塊均勻的電介質(zhì)板插進(jìn)電容器恰好充滿兩極板間的空間，與未插電介質(zhì)時相比()．

A．電容器所帶的電荷量增大 B．電容器的電容增大 C．兩極板間各處電場強(qiáng)度減小 D．兩極板間的電勢差減小

3．下列關(guān)于電容器的說法中，正確的是()．

A．電容越大的電容器，帶電荷量也一定越多 B．電容器不帶電時，其電容為零

C．由C＝Q／U可知，C不變時，只要Q不斷增加，則U可無限制地增大 D．電容器的電容跟它是否帶電無關(guān) 1.AD 2.AB 3.D

4、常用電容器（結(jié)合課本介紹P30）

（三）小結(jié)：對本節(jié)內(nèi)容要點(diǎn)進(jìn)行概括

（四）作業(yè)：課后1、2、3、4

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第四篇：物理：魯科版 選修3-4 1.3 單擺 (教案)

高二物理選修3-4教案

4、單擺

一、教學(xué)目標(biāo) 1．知識目標(biāo)：

（1）知道什么是單擺；

（2）理解單擺振動的回復(fù)力來源及做簡諧運(yùn)動的條件；

（3）知道單擺的周期和什么有關(guān)，掌握單擺振動的周期公式，并能用公式解題。

2．能力目標(biāo)：觀察演示實(shí)驗(yàn)，概括出影響周期的因素，培養(yǎng)由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出物理結(jié)論的能力。

二、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)分析

1．本課重點(diǎn)在于掌握好單擺的周期公式及其成立條件。2．本課難點(diǎn)在于單擺回復(fù)力的分析。

三、教具:兩個單擺（擺長相同，質(zhì)量不同）

四、教學(xué)過程（－）引入新課

在前面我們學(xué)習(xí)了彈簧振子，知道彈簧振子做簡諧運(yùn)動。那么：物體做簡諧運(yùn)動的條件是什么？ 答：物體做機(jī)械振動，受到的回復(fù)力大小與位移大小成正比，方向與位移方向相反。今天我們學(xué)習(xí)另一種機(jī)械振動——單擺的運(yùn)動

（二）進(jìn)行新課

1、閱讀課本第167頁到168頁第一段，思考：什么是單擺？

答：一根細(xì)線上端固定，下端系著一個小球，如果懸掛小球的細(xì)線的伸長和質(zhì)量可以忽略，細(xì)線的長度又比小球的直徑大得多，這樣的裝置就叫單擺。

物理上的單擺，是在一個固定的懸點(diǎn)下，用一根不可伸長的細(xì)繩，系住一個一定質(zhì)量的質(zhì)點(diǎn)，在豎直平面內(nèi)擺動。所以，實(shí)際的單擺要求繩子輕而長，擺球要小而重。擺長指的是從懸點(diǎn)到擺球重心的距離。將擺球拉到某一高度由靜止釋放，單擺振動類似于鐘擺振動。擺球靜止時所處的位置就是單擺的平衡位置。

物體做機(jī)械振動，必然受到回復(fù)力的作用，彈簧振子的回復(fù)力由彈簧彈力提供，單擺同樣做機(jī)械振動，思考：單擺的回復(fù)力由誰來提供，如何表示？

1）平衡位置

當(dāng)擺球靜止在平衡位置O點(diǎn)時，細(xì)線豎直下垂，擺球所受重力G和懸線的拉力F平衡，O點(diǎn)就是擺球的平衡位置。

2）回復(fù)力 單擺的回復(fù)力F回=G1=mg sinθ，單擺的振動是不是簡諧運(yùn)動呢？

單擺受到的回復(fù)力F回=mg sinθ，如圖：雖然隨著單擺位移X增大，sinθ也增大，但是回復(fù)力F的大小并不是和位移成正比，單擺的振動不是簡諧運(yùn)動。但是，在θ值較小的情況下（一般取θ≤10°），在誤差允許的范圍內(nèi)可以近似的認(rèn)為 sinθ=X/ L，近似的有F= mg sinθ=(mg /L)x = k x（k=mg/L）,又回復(fù)力的方向始終指向O點(diǎn)，與位移方向相反，滿足簡諧運(yùn)動的條件，即物體在大小與位移大小成正比，方向與位移方向相反的回復(fù)力作用下的振動，F(xiàn) =k x（k=mg/L）為簡諧運(yùn)動。所以，當(dāng)θ≤10°時，單擺振動是簡諧運(yùn)動。

條件：擺角θ≤10°

位移大時，單擺的回復(fù)力大，位移小，回復(fù)力小，當(dāng)單擺經(jīng)過平衡位置時，單擺的位移為0，回復(fù)力也為0，思考：此時，單擺所受的合外力是否為0？

單擺此時做的是圓周運(yùn)動，做圓周運(yùn)動的物體受向心力，單擺也不能例外，也受到向心力的作用（引導(dǎo)學(xué)生思考，單擺作圓周運(yùn)動的向心力從何而來？）。在平衡位置，擺球受繩的拉力F和重力G的作用，繩的拉力大于重力G，它們的合力充當(dāng)向心力。

所以，單擺經(jīng)過平衡位置時，受到的回復(fù)力為0，但是所受的合外力不為0。

圖２

3．單擺的周期

我們知道做機(jī)械振動的物體都有振動周期，請思考： 單擺的周期受那些因素的影響呢？ 生：可能和擺球質(zhì)量、振幅、擺長有關(guān)。

單擺的周期是否和這些因素有關(guān)呢？下面我們用實(shí)驗(yàn)來證實(shí)我們的猜想

為了減小對實(shí)驗(yàn)的干擾，每次實(shí)驗(yàn)中我們只改變一個物理量，這種研究問題的方法就是——控制變量法。首先，我們研究擺球的質(zhì)量對單擺周期的影響：

那么就先來看一下擺球質(zhì)量不同，擺長和振幅相同，單擺振動周期是不是相同。［演示1］將擺長相同，質(zhì)量不同的擺球拉到同一高度釋放。

現(xiàn)象：兩擺球擺動是同步的，即說明單擺的周期與擺球質(zhì)量無關(guān)，不會受影響。這個實(shí)驗(yàn)主要是為研究屬于簡諧運(yùn)動的單擺振動的周期，所以擺角不要超過10°。接下來看一下振幅對周期的影響。

［演示2］擺角小于10°的情況下，把兩個擺球從不同高度釋放。（由一名學(xué)生來完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，教師加以指導(dǎo)）

現(xiàn)象：擺球同步振動，說明單擺振動的周期和振幅無關(guān)。

剛才做過的兩個演示實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了如果兩個擺擺長相等，單擺振動周期和擺球質(zhì)量、振幅無關(guān)。如果擺長L不等，改變了這個條件會不會影響周期？

［演示3］取擺長不同，兩個擺球從某一高度同時釋放，注意要θ≤10°。（由一名學(xué)生來完成實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，教師加以指導(dǎo)）

現(xiàn)象：兩擺振動不同步，而且擺長越長，振動就越慢。這說明單擺振動和擺長有關(guān)。

具體有什么關(guān)系呢？荷蘭物理學(xué)惠更斯研究了單擺的振動，在大量可靠的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，經(jīng)過一系列的理論推導(dǎo)和證明得到：單擺的周期和擺長l的平方根成正比，和重力加速度g的平方根成反比，周期公式：

同時這個公式的提出，也是在單擺振動是簡諧運(yùn)動的前提下，條件：擺角θ≤10° 由周期公式我們看到T與兩個因素有關(guān)，當(dāng)g一定，T與都一定，T就一定了，對應(yīng)每一個單擺有一個固有周期T，（三）課堂小結(jié)：本節(jié)課主要講了單擺振動的規(guī)律，只有在θ<10°時單擺振動才是簡諧運(yùn)動；單擺振動周成正比；當(dāng)L一定，T與

成反比；L，g期

例 1：已知某單擺的擺長為L，振動周期為T，試表示出單擺所在地的重力加速度g.例 2：有兩個單擺，甲擺振動了15次的同時，乙擺振動了5次，則甲乙兩個擺的擺長之比為_________。

第五篇：【物理】3.4《串并聯(lián)電路》教案(魯科版選修3-1)

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強(qiáng)調(diào)說明這里的結(jié)論都建立在電路是純電阻電路這一基礎(chǔ)上。例：書P59/3（2）

（2）提問：什么是并聯(lián)電路？——把各導(dǎo)體（電阻）的兩端分別接到一起，再接入電路構(gòu)成并聯(lián)電路。

板畫三個不同阻值的電阻、電源、開關(guān)，要求學(xué)生在黑板上連線成并聯(lián)電路，并照此連接實(shí)物。

實(shí)驗(yàn)1：把伏特表先后并聯(lián)在電路中的不同位置，記下讀數(shù)，并給出結(jié)論：并聯(lián)電路各支路電壓相同。（分析原因——由導(dǎo)線是等勢體得出。）U=U1=U2=U3=—— 實(shí)驗(yàn)2：把安培表先后串聯(lián)在不同的支路和干路中，記下讀數(shù)，并給出結(jié)論：并聯(lián)電路各支流電流之和等于干路總電流。（分析原因——可由電荷不堆積得出。）I=I1+I2+I3+——

重要推論1：1/R=1/R1+1/R2+1/R3+——；這里的R是總電阻，即用一個電阻代替剛才的三個串聯(lián)電阻，效果要相同。

重要推論2：由于各支路電壓相同，則U=IR=I1R1= I2R2=——；可推出電流與電阻成反比。即并聯(lián)電路中大電阻得小電流，小電阻得大電流。

重要推論3：P=IU= U（I1+I2+I3+——）=I1U+I2U+I3U+——=P1+P2+P3+——；并聯(lián)電路總功率仍等于各部分功率之和；同時P=U2R可推出PR= P1R1= P2R2= P3R3=——=U2，說明電功率與電阻成反比。

強(qiáng)調(diào)說明這里的結(jié)論也都建立在電路是純電阻電路這一基礎(chǔ)上。

例：書P59/3（1）

2.混聯(lián)電路：例：書P65/例題——體會逐層簡化的思路。鞏固練習(xí)：手冊P60/9 3.含非純電阻的串并聯(lián)。

提問：若是電路中有電阻和非純電阻串聯(lián)或并聯(lián)，電壓和電流的分配還如前所述嗎？ ——不可能按電阻值成正比的分壓或成反比的分流，因?yàn)閷Ψ羌冸娮鑱碚f，歐姆定律不成立。但仍有串聯(lián)電路U=U1+U2+U3+——；并聯(lián)電路I=I1+I2+I3+——；無論如何連接，總功率都等于P=P1+P2+P3。例：手冊P60/6 4.利用串聯(lián)分壓來改裝電流計為伏特表。

提問：如果將一個伏特表接在固定電壓的電源上，伏特表的示數(shù)是3伏；若將兩個一模歡迎各位老師踴躍投稿，稿酬豐厚 郵箱：zxjkw@163.com

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一樣的伏特表串聯(lián)起來接在該電源上，伏特表的示數(shù)是多少？

實(shí)驗(yàn)演示——示數(shù)為1.5V；為什么呢？其實(shí)伏特表并非電阻無窮大，它只是電阻比較大而已。所以將伏特表串聯(lián)起來，兩伏特表一樣要串聯(lián)分壓，各分一半電源電壓。雖然我們還沒學(xué)習(xí)到電壓表和電流表的測量原理，但大家要牢記，電壓表測量的是它自己兩端的電壓，當(dāng)它與被測電阻并聯(lián)時，就能反映出被測電阻的電壓值；而電流表測量的是通過它自己表頭的電流，當(dāng)它與被測電流串聯(lián)時，就能以它的電流去反映待測電流。

提問：要是我們需要用到一個量程為3伏的電壓表；而手頭又只有一個3mV，10μA的表頭和一些定值電阻，你可不可以利用所學(xué)知識制造出一個適用的電壓表，需要用上多大的定值電阻，該怎么做？

（學(xué)生討論）

歸納：表頭也是一個定值電阻，其最大電流為10μA，最大電壓為3mV，可以計算出其阻值為300Ω。若將3V電壓加在表頭上，表頭將燒壞，所以我們可利用一個定值電阻來幫它分擔(dān)走2997mV的電壓，串聯(lián)分壓，因此該電阻加2997mV電壓時的電流也是10μA，可見該電阻應(yīng)為299700Ω。串上后，整個串聯(lián)部分（新伏特表的）電阻為300KΩ。最大能測量3V電壓。而且即使表頭上電流未達(dá)滿偏，他們的分壓比也是定值。所以我們只要按電壓比1：1000將表頭的示數(shù)換成伏特表的示數(shù)即可。

鞏固練習(xí)：書P61/例題

5.利用并聯(lián)分流把電流計該裝成大量程的電流表。

剛才的電流計，如果要用來測3A的電流，該怎么辦呢 ？（學(xué)生討論并給出結(jié)果。）結(jié)果略。

【課后作業(yè)】