第七章  单相正弦交流电路

 

【课题名称】 7.1  电感、电容对交流电的阻碍作用

【课时安排】

      1课时（45分钟）

【教学目标】

1．理解电容、电感对交流电的阻作用。

      2．掌握感抗与容抗的计算。

      3．理解储能元件的特点。

【教学重点】

      重点：容抗、感抗的计算

【教学难点】

      难点：电感、电容对交流电的阻作用

【关键点】

      电感、电容对交流电的阻碍作用的理解

【教学方法】

      直观演示法、讲授法、谈话法、理论联系实际法、多媒体演示法

【教具资源】

      多媒体课件、220V交流电源、白炽灯泡、开关、电容器、电感器、电阻器、连接导线若干、万用表

【教学过程】

    一、导入新课

教师可演示如图7.１所示实验电路，在ＣＤ间分别接入导线、电阻（1kΩ）、电感线圈（1H）、电容（2uF/400V），通过对比接入导线、电阻、电感、电容器后灯炮亮度的变化。引导学生明白，电感器、电容器对交流电路的阻碍作用。从而引出本节课的教学内容。

A

S

220V/50Hz

B

~

EL

C

D

图7.１ 实验电路

 

 

 

 

 

 

 

 

二、讲授新课

教学环节1：电感的感抗

教师活动：教师可结合实验演示电路现象，讲解电感对交流电的阻碍作用——感抗的概念，然后可直接给出电感感抗的计算公式，并对公式进行说明和解释，同时配以一定的练习。

学生活动：学生可在教师的指导下，认真学习、感抗的基本概念和感抗的计算公式，并理解影响电感感抗大小的因素，通过一定的练习进行巩固。

知识点：

感抗：把电感线圈对交流电的阻碍作用称为电感感抗，简称感抗，用符号XL表示，单位是欧姆。理论和实验证明，感抗的大小XL与电源频率成正比，与线圈的电感成正比。用公式表示为：XL＝wL＝2pfL。

注意：教师特别要强调在使用公式时各物理量的单位。

提示：

对于直流电，电感元件相当于短路；对于交流电，电感线圈有“通直流阻交流，通低频阻高频”的特性。

教学环节2： 电容的容抗

教师活动：教师可结合实验演示电路现象，讲解电容对交流电的阻碍作用——容抗的概念，然后可直接给出电容容抗的计算公式，并对公式进行说明和解释，同时配以一定的练习。

学生活动：学生可在教师的指导下，认真学习、容抗的基本概念和容抗的计算公式，并理解影响电容容抗大小的因素，通过一定的练习进行巩固。

知识点：

容抗：把电容对交流电的阻碍作用称为电容容抗，简称容抗，用符号XC表示，单位是欧姆。理论和实验证明，容抗的大小XC与电源频率成反比，与电容器的电容量成反比。用公式表示为：XC＝＝

注意：教师特别要强调在使用公式时各物理量的单位。

提示：

对于直流电，电容元件相当于开（或断）路；对于交流电，电容器有“隔直流通交流，阻低频通高频”的特性。

教学环节3： 储能元件

教师活动：教师可通过对电阻、电感、电容基本特性的说明，引导学生理解耗能元件与储能元件的概念。

学生活动：学生可通过阅读教材和听教师讲解，了解耗能元件与储能元件的特性。

三、课堂小结

教师与学生一起回顾本节课的学习内容，引导学生总结如下：

1．电感感抗与容抗的基本概念。

2．感抗与容抗的计算。

3．储能元件与耗能元件。

四、课堂练习

    教材中思考与练习第1、2题

五、课后作业

1．“学习辅导与练习”同步训练中的7.1

2．有条件的同学可以寻找些小家电中采用阻容降压的电路，了解降压电容器在电路中的作用。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

【课题名称】 7.2  单一元件的交流电路

【课时安排】

     ３课时（135分钟）

【教学目标】

      1．理解纯电阻、纯电感、纯电容单一元件电路中电压与电流之间的大小与相位关系，并学会计算。

      2．理解单一元件电路中瞬时功率、有功功率和无功功率的基本概念，学会有功功率和无功功率的计算。

【教学重点】

      重点：各单一元件的交流电路中电压与电流的数量关系与相位关系；电路的有功功率、无功功率

【教学难点】

      难点：单一元件电路中电压与电流的相位关系及无功功率概念的理解

【关键点】

      单一元件电路中电压与电流矢量图画法

【教学方法】

      多媒体演示法、讲授法、谈话法、理论联系实际法

【教具资源】

     多媒体课件、3V，6V，9V，12V的正弦交流电源、交流电压表（或万用表）、交流电流表（或万用表）、100W电阻、连接导线若干

【教学过程】

    一、导入新课

教师可实验演示或利用多媒体展示如图7.2所示的纯电阻电路，然后可通过对表7.1所示的实验数据进行分析，得出在纯电阻交流电路中，加在电阻两端的电压的有效值与通过电阻电流的有效值仍符合欧姆定律，即。那么电压与电流之间的相位关系又怎样呢？电路中的功率又该如何计算？如果电路中的元件是电感或电容，情况又如何？通过以上几个问题，从而引出本节课的教学内容：单一元件的交流电路。

表7.1  纯电阻电路中电压和电流的测量值

图7.2所示的纯电阻电路

 

 

 

 

 

 

二、讲授新课

教学环节1： 纯电阻电路

教师活动1：教师可结合演示实验数据，以提问方式讲解纯电阻电路中电压与电流的数量关系，即纯电阻交流电路的电流与电压的有效值（或最大值）符合欧姆定律。

学生活动1：学生在教师的引导下理解纯电阻电路中电流与电压的数量关系。

教师活动2：教师可利用多媒体动画展示纯电阻电路中电流与电压的波形关系图，引导学生理解在纯电阻交流电路中电流与电压同相，继而引导学生得出纯电阻交流电路中电流与电压的瞬时值关系为：，即电流与电压的瞬时值也符合欧姆定律。并要求学生画出电压与电流的矢量图。

学生活动2：学生在教师的引导下理解纯电阻交流电路的电流与电压的相位关系，画出电路中电流与电压的矢量图。

教师活动3：教师可将电流与电压的瞬时值代入瞬时功率的计算公式，然后利用多媒体课件展示纯电阻电路中瞬时功率的波形图，根据波形图引出有功功率的概念和计算公式，并要求学生以例题的形式进行练习。

学生活动3：学生可在教师的引导下，学习并理解有功功率的基本概念，掌握其计算公式，并在教师的要求下进行一定的练习。

注意：在学习有功功率的过程中，可结合实际用电器铭牌中额定功率的标注来说明有功功率的实际意义。

知识点：

1．电压与电流的数量关系：有效值和最大值均符合欧姆定律。

2．电压与电流的相位关系：电流与电压同相。

3．纯电阻交流电路的有功功率：指电阻消耗的功率，也叫平均功率，是瞬时功率在一个周期内的平均值。理论和实验证明，纯电阻交流电路的有功功率计算公式为: 。

4．电压与电流的矢量图和波形图如图7.3所示。

图7.3  纯电阻电路的矢量图与波形图

 

 

 

 

 

 

 

 

提示：

通常所说的用电器消耗的功率，如40W的白炽灯、75W的电烙铁等都是指有功功率。

教学环节2：纯电感电路

教师活动1：教师可在黑板上或利用多媒体课件展示如图7.4所示的纯电感电路，然后根据展示的电路图，讲解纯电感交流电路的电流与电压的有效值（或最大值）仍符合欧姆定律，即或。但要注意公式中为感抗，而不是电感L。

图7.4 纯电感电路

 

 

 

 

学生活动1：学生在教师的引导下理解纯电感电路中电流与电压的数量关系符合欧姆定律。

教师活动2：教师可利用多媒体动画展示纯电感电路中电流与电压的波形关系图，引导学生理解在纯电感交流电路中电压超前电流90°。并要求学生画出电压与电流的矢量图。

学生活动2：学生在教师的引导下理解纯电感交流电路的电压与电流的相位关系，画出电路中电流与电压的矢量图。

教师活动3：教师可将电流与电压的瞬时值代入瞬时功率的计算公式，然后利用多媒体课件展示纯电感电路中瞬时功率的波形图，根据波形图得出瞬时功率的平均值为零，表示电感元件不消耗功率。从而引出无功功率的概念和计算公式，并要求学生以例题的形式进行练习。

学生活动3：学生可在教师的引导下，学习并理解无功功率的基本概念、单位，掌握其计算公式，并在教师的要求下进行一定的练习。

知识点：

1．电压与电流的数量关系：有效值和最大值均符合欧姆定律。

2．电压与电流的相位关系：电压超前电流90°。

3．纯电感交流电路的无功功率：表示电感与电源之间能量交换的最大值。其大小QL＝ULI。纯电感交流电路中有功功率P=0。

4．电压与电流的矢量图和波形图如图7.5所示。

图7.5  纯电感电路中电压与电流的矢量图与波形图

 

 

 

 

 

 

 

 

注意：此学习过程中不要过多注重数学公式推导，重点在于无功功率的计算及单位的运用，同时结合实际说明无功功率的形成及其实际意义。

提示：

必须说明无功功率不是无用功率。“无功”的含义是“交换”而不是消耗，是相对于有功而言的。无功功率表示交流电路中能量交换的最大值。在工程上，具有电感性质的电动机、变压器等设备都是根据电磁能量转换进行工作的。

教学环节３：纯电容电路

图7.6 纯电容电路

教师活动1：教师可在黑板上或利用多媒体课件展示如图7.6所示的纯电容电路，然后根据展示的电路图，讲解纯电容交流电路的电流与电压的有效值（或最大值）仍符合欧姆定律，即或。但要注意公式中为容抗，而不是电容C。

 

 

 

 

 

学生活动1：学生在教师的引导下理解纯电容电路中电流与电压的数量关系符合欧姆定律。

教师活动2：教师可利用多媒体动画展示纯电容电路中电流与电压的波形关系图，引导学生理解在纯电容交流电路中电流超前电压90°。并要求学生画出电压与电流的矢量图。

学生活动2：学生在教师的引导下理解纯电容交流电路的电压与电流的相位关系，画出电路中电流与电压的矢量图。

教师活动3：教师可将电流与电压的瞬时值代入瞬时功率的计算公式，然后利用多媒体课件展示纯电容电路中瞬时功率的波形图，根据波形图得出瞬时功率的平均值为零，表示电容元件不消耗功率，从而引出无功功率的计算公式，并要求学生以例题的形式进行练习。

学生活动3：学生可在教师的引导下，学习并理解无功功率的计算公式，并在教师的要求下进行一定的练习。

知识点：

1．电压与电流的数量关系：有效值和最大值均符合欧姆定律。

2．电压与电流的相位关系：电流超前电压90°。

3．纯电容交流电路的无功功率：表示电容与电源之间能量交换的最大值。其大小QC＝UCI。纯电容交流电路中有功功率P=0。

4．电压与电流的矢量图和波形图如图7.7所示。

图7.7  纯电容电路中电压与电流的矢量图与波形图

 

 

 

 

 

 

 

 

注意：此学习过程中不要过多注重数学公式推导，重点在于无功功率的计算及单位的运用，同时结合实际说明无功功率的形成及其实际意义。

三、课堂小结

教师与学生一起回顾本节课的学习内容，引导学生总结如下：

比较项目		纯电阻电路	纯电感电路	纯电容电路
电流与电压之间的关系	大小
	相位	电流电压同相	电压超前电流90°	电压滞后电流90°
有功功率
无功功率

四、课堂练习

    教材中思考与练习第1、2、3、4题

五、课后作业

“学习辅导与练习”同步训练中的７.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

【课题名称】7.3  RL、RC与RLC串联电路

【课时安排】

      4课时（180分钟）

【教学目标】

1．理解RL、RC与RLC串联电路中阻抗的概念，掌握电压三角形、阻抗三角形的应用。

2．理解RL、RC与RLC串联电路中有功功率、无功功率和视在功率的物理概念，学会计算电路的有功功率、无功功率和视在功率。

3．理解功率三角形和电路的功率因数，了解提高功率因数的意义。

【教学重点】

理解RL、RC与RLC串联电路中总电压与各分电压之间的关系；电路阻抗、有功功率、无功功率、视在功率和功率因数的计算；掌握电压三角形和阻抗三角形

【教学难点】

      难点：串联电路中的电压三角形、阻抗三角形和功率三角形

【关键点】

      串联电路中电流与各部分电压之间矢量图的画法。

【教学方法】

      实验演示法、多媒体展示法、讲授法、谈话法、理论联系实际法

【教具资源】

     多媒体课件、220V交流电、日光灯电路、开关、连接导线若干、电压表（或万用表）

【教学过程】

    一、导入新课

教师可实际演示或利用多媒体展示荧光灯实验电路，然后利用万用表测得电源电压U、镇流器两端电压、灯管两端电压的值，从分析测量结果得出，交流串联电路中，总电压的有效值并不等于各分电压的有效值之和（220V≠190V+110V），即U≠+。为什么呢？利用这个疑点引出本节课的学习内容——RL、RC与RLC串联电路。

二、讲授新课

教学环节1： RL串联电路

（一）总电压与各部分电压之间的关系

教师活动：教师可在黑板上或利用多媒体展示如图7.8所示的RL串联电路，然后告诉学生在串联电路中通常以电流作为参考正弦量来分析电路，设i＝Imsinwt，从而引导学生得出电阻两端电压和电感两端电压的瞬时值表达式，再根据基尔霍夫电压定律（u＝uR﹢uL），画出u、uR、uL的矢量图即可得电压三角形，如图7.9所示。从电压三角形中得出总电压与各分电压之间的大小关系。

学生活动：学生可在教师的引导下，学习RL串联电路，电流与各电压之间矢量图的画法，并自行总结RL串联电路总电压与各分电压之间的大小关系。

 

 

图7.8 RL串联电路

图7.9 矢量图和电压三角形

 

 

 

 

 

（二）电流与电压之间的相位关系

教师活动：教师可引导学生从电流与电压的矢量图中，直接可看出总电压与电流之间的相位关系是电压超前电流，。

学生活动：学生在教师的引导下，自然明白在RL串联电路总电压超前电流。

（三）电路中的阻抗

教师活动：教师可利用总电压与各分电压之间的关系公式，通过代入、整理得出阻抗的计算公式，即，并说明阻抗、阻抗三角形、阻抗角的概念。

学生活动：学生可在教师的引导下，学习阻抗的计算、阻抗、阻抗三角形及阻抗角的概念。

（四）电路中的功率

教师活动：教师可通过电压三角形，每条边同时乘以I，引导学生得到功率三角形，并对功率三角形中的三条边所代表的意义进行说明：视在功率、有功功率、无功功率及其之间的数学关系。

学生活动：学生通过听讲，学习RL串联电路的功率三角形，理解视在功率、无功功率、有功功率的概念及三者之间的数量关系。

（五）功率因数

教师活动：教师可联系生产生活实际讲解功率因数的概念和计算方法。

学生活动：学生可在教师的指导下，结合教材学习了解功率因数的概念，并掌握其计算公式。

教师活动：教师可通过1～2道典型例题来总结巩固RL串联电路分析的方法和相关知识。

学生活动：学生可在教师的引导下通过对例题的理解和练习以达到巩固知识的目的。

知识点：

1.总的阻抗：

2. RL串联电路中总电压与总电流的关系为：

   总电压超前电流：

3.总电压与各部分元件电压之间的关系为：

4. RL串联电路中功率关系: S＝

5.电路的功率因数：电源提供的总功率一部分被电阻消耗（有功功率），一部分被电感与电源交换（无功功率）。这样就存在电源功率利用率问题。为了反映功率的利用率，我们把有功功率与视在功率的比值称为功率因数，用表示。

注意：通常情况下，将总电压超前电流的电路称为电感性电路，简称感性电路。阻抗角的大小只与电路参数R、L和电源频率有关，与电压的大小无关。

教学环节2： RC串联电路

（一）总电压与各部分电压之间的关系

教师活动：教师可在黑板上或利用多媒体展示如图7.10所示的RC串联电路，然后告诉学生在串联电路中仍以电流作为参考正弦量来分析电路，设i＝Imsinwt，从而引导学生得出电阻两端电压和电容两端电压的瞬时值表达式，再根据基尔霍夫电压定律（u＝uR﹢uC），画出u、uR、uC的矢量图如图7.11所示。再从电压三角形中得出总电压与各分电压之间的大小关系。

学生活动：学生可在教师的引导下，学习RC串联电路，电流与各电压之间矢量图的画法，并自行总结RC串联电路总电压与各分电压之间的大小关系。

图7.10 RC串联电路

图7.11 矢量图

 

 

 

 

 

 

（二）电流与电压之间的相位关系

教师活动：教师可引导学生从电流与电压的矢量图中，直接可看出总电压与电流之间的相位关系是电流超前电压。

学生活动：学生在教师的引导下，自然明白在RC串联电路中总电流超前电压。

（三）电路中的阻抗与功率

教师活动：教师可引导学生根据RC串联电路的矢量图，再结合RL串联电路的分析方法，画出电压三角形、阻抗三角形和功率三角形，如图7.12所示。然后可对各三角形进行分析，推出阻抗和功率的计算公式。

学生活动：学生可在教师的引导下，仿照RL串联电路的分析方法，自行画出RC串联电路的电压三角形、阻抗三角形和功率三角形，并推出阻抗和功率的计算公式。

图7.12 电压三角形、阻抗三角形和功率三角形

 

 

 

 

 

 

知识点：

1. RC串联电路中总的阻抗：

2. RC串联电路中总电压与总电流的关系为：   

   总电压滞后电流：

3.RC串联电路中总电压与各部分元件电压的关系为：

4. RC串联电路中功率关系: S＝

教学环节3：RLC串联电路

（一）总电压与各部分电压之间的关系及总电压与电流的相位关系

教师活动1：教师可指导学生阅读教材，结合RL串联电路的分析方法，通过提问的方式引导学生得出RLC串联电路中电流与电压的矢量图，从矢量图中引导学生总结：总电压与各部分电压之间的数量关系，总电压与电流之间的相位关系，同时对总电压与电流的相位关系进行说明：当>时，>0，电压超前电流；当<时，<0，电压滞后电流；当=时，=0，电压与电流同相。

学生活动1：通过阅读教材，结合学习RL串联电路的经验。确定参考量，画出电路中电流与电压的矢量图，在教师的指导下对矢量图进行分析，学习总电压与各部分电压之间的数量关系，总电压与电流之间的相位关系。

（二）电路的阻抗

教师活动：教师可仿照分析RL串联电路的分析方法，通过师生互动，指导学生自己推导RLC串联电路中的阻抗关系表达式，引出“电抗”概念，并对电路中电抗进行分析，得出RLC串联电路的阻抗三角形及电路的阻抗角对电路性质的影响：阻抗角的大小取决于电路的参数R、L、C及电源频率f，电抗X的值决定着电路的性质。

（1）当，即时，，，总电压超前总电流，电路呈电感性；

（2）当，即时，，，总电压滞后总电流，电路呈电容性；

（3）当，即时，，，总电压与总电流同相，电路呈电阻性，此时的电路状态称为谐振。

学生活动：学生可通过自行分析和听讲，学习RLC串联电路中的阻抗三角形及阻抗角对电路性质的影响。

（三）电路的功率

教师活动1：教师可讲解RLC串联电路中功率的关系。

学生活动1：学生可在教师的引导下学习电路中功率的关系。

教师活动2：教师可通过设计典型习题，让学生进一步巩固RLC串联电路的特点。

学生活动2：学生可通过听讲与练习，掌握RLC串联电路的特点并能应用教材中的公式。

知识点：

1. RLC串联电路中总的阻抗：

2. RLC串联电路中总电压与总电流的关系为：

      总电压与电流的相位关系：

当>时，>0，电压超前电流；当<时，<0，电压滞后电流；当=时，=0，电压与电流同相。

3.RLC串联电路中总电压与各部分元件电压的关系为：

4. RLC串联电路中功率关系: S＝

Q＝QL－QC＝（）I＝

三、课堂小结

教师与学生一起回顾本节课的学习内容，引导学生总结如下:

比较项目		RL串联电路	RC串联电路	RLC串联电路
电抗大小		XL＝wL＝2pfL	XC＝＝
电路的阻抗大小
总电压与各元件两端电压之间的关系
电流与总电压之间的关系	大小
	相位	电压超前电流	电压滞后电流	电压超前电流 电压滞后电流 电压与电流同相
有功功率
无功功率		电路呈感性	电路呈容性	电路呈感性 电路呈容性
视在功率
功率因数

 

四、课堂练习

    教材中的思考与练习题

五、课后作业

“学习辅导与练习”同步训练７.3中的部分内容。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

【课题名称】实训项目九 RC串联交流电路中电压、电流的测试与波形观察

【课时安排】

      1课时（90分钟）

【教学目标】

1．学会使用万用表测量交流电压和电流。

2．学会使用示波器观察两个同频率正弦交流电压波形的相位关系。

【教学重点】

交流电压、电流的测量；示波器观察两个同频率正弦交流电压波形的相位关系

【教学难点】

      难点：示波器、交流信号源的使用

【关键点】

      对波形图的正确观察

【教学方法】

      多媒体演示法、实物展示法、讲授法、谈话法、理论联系实际法、实践操作法

【教具资源】

     多媒体课件、万用表、电容器，电阻器、交流信号源、双踪示波器，开关、面包板及连接导线若干

【教学过程】

任务一  认识并搭接电路

教师活动：教师可在黑板上或利用多媒体展示本次实训所需的电路图，如图7.13所示，并对所需元件进行说明，然后布置元器件识别与电路搭接任务，要求学生在面包板上按要求完成电路的搭接，如图7.14所示。

学生活动：学生可在教师的指导下每人或两人一组完成元器件识别与电路搭接任务。

图7.13 RC串联交流电路

图7.14 RC串联电路实物图

 

 

 

 

 

 

 

任务二  万用表测电路总电压和各分电压

教师活动1：教师可结合多媒体课件，演示加交流信号的方法与过程，同时演示万用表测量交流电压与交流电流的操作方法与步骤，并要求学生按照教材中的操作步骤完成第一次的测量，并将结果填入教材的相应表格中。

学生活动1：学生可仔细观察教师的演示实验并结合多媒体课件，认真仔细的完成数据的测量，并将结果填入教材的相应表格中。

注意：万用表测交流电压和电流时，可不考虑其正负极性,但要注意量程的选择。

教师活动2：教师可针对第一次测量中学生出现的共性问题作分析与点评，然后要求学生按照教材中的操作步骤完成第二次的测量，并将结果填入教材的相应表格中。

学生活动2：学生可认真仔细的完成数据的测量，读数后并将结果填入教材的相应表格中。

知识点：

在RC串联电路中，总电压与各部分电压之间满足。

任务三  用双踪示波器观察 与 的波形

教师活动：教师可结合多媒体课件或实际演示用双踪示波器观察波形的操作方法与步骤，然后要求学生仔细观察并画出与的波形图。

学生活动：学生可仔细观察教师的示范操作过程，边总结边练习双踪示波器观察波形的操作方法与步骤，待波形稳定后，在同一坐标中画出与的波形图，并分别计算其幅值和周期。

提示：

两个探头的接地端应接在同一电位端，即电阻R与电源相连的一端。

知识点：

在RC串联电路中，总电压的相位滞后电阻两端电压的相位，即总电压的相位滞后电流的相位。

任务四  实训小结

教师活动：教师可引导学生总结“RC串联交流电路中电压、电流的测试与波形观察”的操作方法与步骤、收获与体会，并检查任务完成情况、仪器仪表的使用情况、安全文明操作以及团队协作精神。

学生活动：学生可在教师的引导下自行总结RC串联交流电路中电压、电流的测试与波形观察的操作过程、注意事项及收获与体会，并根据要求进行自我评价。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

【课题名称】7.4  电路的谐振

【课时安排】

      2课时（90分钟）

【教学目标】

1．了解串联谐振电路、并联谐振电路的特点，掌握其谐振条件、谐振频率的计算。

2．了解影响谐振曲线、通频带、品质因数的因素。

3．了解串联谐振与并联谐振的典型工程应用。

【教学重点】

1．谐振条件、谐振频率的计算。

2．串联谐振电路的特点。

【教学难点】

      难点：谐振曲线、通频带、特性阻抗、品质因数的理解。

【关键点】

      了解串联谐振与并联谐振的典型工程应用

【教学方法】

      实验演示法、多媒体展示法、讲授法、谈话法、理论联系实际法

【教具资源】

     多媒体课件、交流信号源、电容器、电感器、小灯泡、开关、连接导线若干

【教学过程】

    一、导入新课

教师可实验演示或利用多媒体展示如图7.15所示的实验电路，通过对实验现象的分析， 引出本课的学习内容——电路的谐振。

 

图7.15 RLC串联谐振实验电路

 

 

 

 

 

 

二、讲授新课

教学环节1：RLC串联谐振电路

（一）串联谐振的条件与谐振频率

教师活动：教师可从分析谐振现象出发，直接给出电路发生串联谐振的条件，然后根据谐振条件引导学生得出谐振频率的计算公式。

学生活动：学生可在教师的引导下，学习并掌握串联谐振电路的条件与谐振频率的计算。

知识点：

1．串联谐振条件：电路的感抗等于容抗，即。

２.谐振频率为

（二）串联谐振电路的特性阻抗、品质因数

教师活动：教师可直接给出特性阻抗和品质因数的概念、计算公式，并对公式中各物理量的单位进行说明。

学生活动：学生可在教师的引导与讲解下，学习串联谐振电路中特性阻抗和品质因数的概念及计算公式。

注意：

特性阻抗和品质因数的大小仅由电路参数R、L和C决定，与电源的频率无关。

知识点

特性阻抗：电路谐振时的感抗或容抗。用公式表示为

品质因数：把谐振电路的特性阻抗与电路中电阻的比值称为品质因数Q。用公式表示为

（三）串联谐振电路的的特点

教师活动：教师可用提问的方式，引导学生归纳出串联谐振电路的特点，同时结合例题，进一步总结串联谐振电路的特点及相关公式的应用。

学生活动：学生可在教师的引导下，逐步归纳出串联谐振电路的特点，通过例题，学习掌握公式的应用。

知识点：

1．总阻抗最小。串联谐振时，电路的总阻抗Z＝R为最小，且电路为电阻性。

2．总电流最大。串联谐振时，因总阻抗为最小，在电压U一定时，电路中的谐振电流为最大，即

3．电阻两端的电压等于电源电压，电感和电容两端的电压等于电源电压的Q倍。因此，串联谐振又叫电压谐振。，。

（四）串联谐振的应用

教师活动：教师可以收音机为例，讲解串联谐振在生产生活中的实际应用，如有条件的话，教师可以事先制作一台矿石收音机为实例，作为演示。

学生活动：学生可通过教师的讲述和实验，广泛了解串联谐振的应用。

教学环节2：串联谐振电路的选择性和通频带

教师活动：教师可用学生相对熟悉的收音机选频为例，引出串联谐振电路的选择性，并结合收音机的工作要求讲述通频带的相关概念。

学生活动：学生可在教师的引导与讲解下，了解串联谐振电路的选择性与通频带及它们之间的关系。

知识点：

1．串联谐振电路的品质因数Q值越高，电路的选择性就越好。反之，Q值越低，电路的选择性就越差。

2．通频带与选择性的关系：回路的Q值越高，谐振曲线越尖锐，选择性越好，电路的通频带就越窄；反之，回路的Q值越小，谐振曲线越平坦，选择性越差，电路的通频带就越宽。

教学环节3：电感线圈与电容器的并联谐振电路

教师活动：教师可通过选频器为例，引出电感线圈与电容器并联谐振电路，可运用类比的方法讲述电感线圈与电容器并联谐振电路的特点，并介绍此电路在实际产品中的应用。

学生活动：学生可在教师的引导下，了解电感线圈与电容器并联谐振电路的特点及其应用。

知识点：

1．并联谐振频率：

2．并联谐振的特点。

①总阻抗最大：并联谐振时，在R很小时，电路总阻抗近似为：              ≈。

②总电流最小：并联谐振时，因总阻抗最大，在电压U一定时，谐振电流最小。并联谐振电流为　

③支路电流等于总电流的Q倍。

三、课堂小结

1．串联谐振电路的条件、谐振频率、特性阻抗、品质因数。

2．串联谐振电路的特点。

3．串联谐振电路的选择性与通频带。

4．电感线圈与电容器的并联谐振电路的特点。

5．谐振电路电子产品中的应用。

四、课堂练习

    教材中思考与练习第1、2题

五、课后作业

“学习辅导与练习”同步训练中的７.4。

【课题名称】实训项目十  荧光灯电路的安装

【课时安排】

      2课时（90分钟）

【教学目标】

1．了解荧光灯电路的组成，理解荧光灯电路的工作原理。

2．学会按图纸要求安装荧光灯电路，并会简单的故障分析

【教学重点】

按图纸要求安装荧光灯电路

【教学难点】

      难点：荧光灯电路的工作原理

【关键点】

                   仔细阅读图纸，理清元器件的连接方式

【教学方法】

     讲授法、实践操作法、多媒体展示法、个别辅导法

【教具资源】

     多媒体课件、万用表、常用电工工具、实训器件：空气断路器、按键开关、镇流器、灯管、灯脚、启辉器、连接导线、导轨等

【教学过程】

  一、导入新课

教师可从生活中的照明光源出发，比较荧光灯与白炽灯泡的发光效率及发光原理，结合环保节能知识，导入本课————荧光灯电路的安装。

二、讲授新课

　  任务一  认识荧光灯电路原理图

教师活动：教师可在黑板上或利用多媒体展示如图7.16所示的荧光灯电路原理图，然后结合原理图讲解荧光灯电路各部分的组成，并通过多媒体动画演示讲解荧光灯电路的工作原理。

学生活动：学生可在教师的引导与讲解下，通过仔细观察，学习了解荧光灯电路原理图及其工作过程。

图7.16  荧光灯电路原理图

 

 

 

 

 

 

 

知识点：

工作原理：接通电源后，电源电压经镇流器、灯管两端的灯丝加在启辉器的∩形动触片和静触片之间，引起辉光放电。放电时产生的热量使得用双金属片制成的∩形动触片膨胀并向外伸展，与静触片接触，使灯丝预热并发射电子。在∩形动触片与静触片接触时，二者间电压为零而停止辉光放电，∩形动触片冷却收缩并复原而与静触片分离。在动、静触片断开瞬间，镇流器两端产生一个比电源电压高得多的感应电动势，这感应电动势与电源电压串联后加在灯管两端，使灯管内惰性气体被电离而引起弧光放电。随着灯管内温度升高，液态汞汽化游离，引起汞蒸气弧光放电而发出肉眼看不见的紫外线，紫外线激发灯管内壁的荧光粉后，发出近似日光的可见光。

任务二  元器件识别与电路安装

（一) 元器件识别

教师活动：教师可利用多媒体课件边展示实物图边讲解器件的作用和使用方法，有条件的话可进行实际操作演示。然后教师可具体布置需要学生检测的相关器件并提出具体操作要求。

教学活动：学生可在教师的指导下每人或两人一组拿好实训器件，仔细观察教师的示范与实物展示图，然后根据实训要求进行操作练习。

（二）电路安装

教师活动：教师可利用多媒体课件边展示实物边讲解各器件的具体安装方法，有条件的话可进行实际安装操作，同时告诉学生各器件在安装过程中需注意的地方。最后展示安装好的荧光灯电路实物，如图7.17所示。

学生活动：学生可在教师的指导下认真、仔细地完成整个电路的安装工作。

图7.17 荧光灯电路实物图

 

 

 

 

 

 

 

 

 

任务三  通过检验与排故测试

（一）通电前的检测

教师活动１：教师可结合多媒体课件，利用万用表实际演示通电前短路和断路测试的方法和步骤。

学生活动１：学生可仔细观察教师的操作步骤，结合教材对自己安装的电路进行检测，若发现电路故障则自己检查电路安装是否确，完成后，再次做通电前的测试，直到没有故障为止。

教师活动２：可在教师的指导下进行通电测试。

学生活动２：学生在教师的指导下，通电测试并观察荧光灯的启动过程。进一步理解荧光灯电路的工作原理。

（二）荧光灯电路排故

教师活动：教师可以根据实际，对部分学生进行人为故障设定，要求学生进行故障排除。排除后，说明故障原因及操作过程。

学生活动：学生可按照通电前短路和断路测试的方法和步骤，排除电路连接错误。然后再根据通电现象判断是否是启辉器、灯管接触不好或损坏，从而学习并掌握排故的方法。

知识点：

1．通电前检查线路有无短路。使用指针式万用表的电阻挡（可用R×10W）进行检测，其操作步骤如下：①将转换开关打在R×10W挡，进行欧姆调零。②将两表棒分别置于自动空气开关的两出线端。正常情况下，电阻应为无穷大；若电阻为零，则表明相线与零线之间发生短路现象，应检查线路，直到排除故障为止。

2．通电前检查线路有无断路。使用万用表的电阻挡（可用R×1W）进行检测。可对每个电器元件，每根连接导线逐一进行检查，直到排除故障点为止。①检测按键开关的通与断是否正常。②镇流器两端的阻值一般为几十W左右（约30W）

任务四  实训小结

教师活动：教师可引导学生总结“荧光灯电路的安装”的操作方法与步骤、收获与体会，并检查任务完成情况、仪器仪表的使用情况、安全文明操作以及团队协作精神。

学生活动：学生可在教师的引导下自行总结荧光灯电路安装的操作过程、注意事项及收获与体会，并根据要求进行自我评价。

课后拓展

阅读课本中的常见电光源，到市场了解常用照明光源的类型。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

【课题名称】7.5电能的测量与节能

【课时安排】

      1课时（45分钟）

【教学目标】

1．了解电能表功能、分类和铭牌。

2．掌握电能表的读数和连接。

3．了解提高电路功率因数的意义及方法。

【教学重点】

电能表的读数与连接；提高功率因数的意义和方法。

【教学难点】

      难点：提高电路功率因数的意义和方法

【关键点】

      电能表的读数和连接

【教学方法】

      多媒体演示法、讲授法、谈话法、练习法

【教具资源】

     多媒体课件、各种电能表的图片及部分实物

【教学过程】

一、导入新课

教师可结合生产生活实际，利用电能表实物，通过提问的方式，引入本节课的教学内容——电能的测量与节能。

二、讲授新课

教学环节1：电能的测量

（一）电能表的铭牌和接线方式

教师活动１：教师要结合多媒体或实物展示各种类型的电能表，然后让学生明白测量电能应该用电能表。

学生活动１：学生在教师的引导下，明白测量电能可用各种类型的电能表。

教师活动2：教师可以某个单相感应式电能表为例，讲解电能表常见的铭牌所表示的意义。

学生活动2：学生可以教师的讲解下，理解电能表常见的铭牌所表示的意义。

教师活动3：教师可通过展示生产生活中电能表的实际接线方式图，然后仔细讲解电能表的接线方法。

学生活动3：学生可在教师的讲解下，学习并了解电能表常见的接线方式。

教师活动３：通过展示各种新型电子式智能电能表，简单介绍不同类型电子式电能表的功能。

（二）电能表的读数和各种新型电能表

教师活动：教师可通过举例说明电能表的读数方法和电费的计算方法，然后通过网络或多媒体介绍各种新型电能表的特点和用途。

学生活动：学生可在教师的引导下学习电能表的读数方法和电费的计算方法，并了解各种新型电能表的特点和用途。

知识点：

1．单相电能表的铭牌和接线方法。

2．用户一个月的用电量＝月末电表读数-月初电表读数

教学环节2：提高功率因数的意义和方法

教师活动：教师可联系生产生活实际讲解提高功率因数的意义和方法。

学生活动：学生可在教师的引导下，了解提高功率因数的意义和方法。

知识点：

提高功率因数意义和方法。意义：①提高供电设备的能量利用率。②减小输电线路上的能量损失。方法：①提高用电设备自身的功率因数。②在感性负载上并联电容器提高功率因数。

三、课堂小结

1．电能表的铭牌、接线方法及电能读数。

2．提高功率因数的意义和方法。

四、课堂练习

    教材中思考与练习第1、2、3题

五、课后作业

“学习辅导与练习”同步训练中的７.5。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

【课题名称】实训项目十一  照明电路配电板的安装

【课时安排】

      2课时（90分钟）

【教学目标】

1．了解照明电路配电板的组成。

2．掌握照明电路配电板的安装，并能分析简单的故障。

【教学重点】

                重点：照明电路配电板的安装

【教学难点】

      难点：照明电路配电板的安装

【关键点】

      照明电路配电板的安装

【教学方法】

      多媒体演示法、实物展示法、讲授法、理论联系实际法、实践操作法

【教具资源】

     多媒体课件、万用表、自动空气开关、电能表、分路开关、零线接线排、导轨、导线若干。

【教学过程】

    一、导入新课

教师可设置问题情景：小明家里新装修，要对家庭的电气线路进行改造，请你帮他们家安装一个配电板。该如何选材，如何安装呢？从中引出本节课的学习内容——照明电路配电板的安装。

二、讲授新课

任务一  认识照明电路配电板的配线图

教师活动：教师可展示实际照明电路配电板实物，利用多媒体讲解照明电路配电板各部分组成、作用。

学生活动：学生可在教师的引导与讲解下，认识照明配电板各部分组成，了解常见照明配电板的配置构成：自动空气开关、漏电保护器、电能表、分路开关、零线接线排及若干连接导线组成。其中自动空气开关和漏电保护器两者组合为一，即带漏电保护的自动空气开关。

知识点：

常见照明配电板的配置构成：自动空气开关、漏电保护器、电能表、分路开关、零线接线排及若干连接导线组成。其中自动空气开关和漏电保护器两者组合为一，即带漏电保护的自动空气开关；分路开关可根据负载回路的个数来确定多少。负载回路的配置个数可根据实际情况进行，一般二室一厅至少要配置4～5个回路，即空调器回路（无论安装一只空调器还是两只空调器，甚至多只空调器，都必须单独设置用电回路，导线截面积以2.5mm2以上为宜），照明、厨房电源插座回路（导线截面积为1.5mm2），卫。

任务二  识别选用线路元器件

教师活动：教师可以用一个实例（一般二室一厅，安装三台空调的家庭用电）为对象，讲述导线、带漏电保护的自动空气开关、电能表、分路开关的选择方法。

学生活动：学生可通过教师的讲解，学习了解照明配电板中元器件的选择方法和参照标准。

知识点：

１．导线的选择：根据负载电流的大小进行合理选择（通常空调补充说明）。

２．带漏电保护的自动空气开关。自动空气开关选用时主要考虑其额定电压和额定电流：①自动空气开关的额定电压≥线路额定电压；②自动空气开关的额定电流≥线路计算负载电流。漏电保护器选用时主要考虑其额定漏电动作电流和额定漏电动作时间：①额定漏电动作电流≤30mA；②额定漏电动作时间≤0.1s。

３．单相电能表的选用必须与用电器总功率相适应。在220V电压的情况下，根据公式P=UIcosj可以算出不同规格的电能表可装用电器的最大功率，根据最大功率选合适的电能表。

4．分路开关。分路开关选用时主要考虑其额定电压和额定电流：①分路开关的额定电压≥线路额定电压；②分路开关的额定电流≥线路计算负载电流。

任务三   照明电路配电板的安装与检测

教师活动１：教师可要求学生根据照明电路配线图，结合安装板的大小及元件器的大小，合理绘制元件布局图，要求布局合理，美观大方。

学生活动１：学生可在教师的指导下，根据照明电路配线图、安装板的大小及元件器的大合理安排元件摆放位置。

教师活动2：教师可要求学生根据自己设计的布局图，安装照明电路配线图，并采用万用表对配电板进行短路、开路检测。

学生活动2：学生可在教师指导下仔细阅读教材，并根据自己设计的布局图，安装照明电路配线图，利用万用表对安装的配电板进行检测。

任务四  实训小结

教师活动：教师可引导学生总结“照明电路配电板的安装”的操作方法与步骤、收获与体会，并检查任务完成情况、仪器仪表的使用情况、安全文明操作以及团队协作精神。

学生活动：学生可在教师的引导下自行总结照明电路配电板安装的操作过程、注意事项及收获与体会，并根据要求进行自我评价。

课后拓展

根据自己家庭的用电情况，设计一个合理的家庭用配电板方案。

 

 

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