课题研究《怎样把交流变成直流》.docx

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1、课题研究怎样把交流变成直流张家港市乐余高级中学黄卫良学情分析：学生已经完成了选修3-2新课教学，对交变电流已有较好的掌握，但对如何把交流变成直流尚不了解。交流和直流的转换，在生活中应用非常广泛，且常见的二极管整流电路原理并不复杂，有必要让学生有所了解，才能深刻体会到物理在生活中的密切应用。另外，对数字化传感器实验系统，由于我校大部分物理老师未能积极应用，造成学生对传感器在实验中的应用普遍有畏惧和高科技迷信心理。因此本课设计用电压传感器去探究交流、半波整流、全波整流的波形，有助于加深学生对传感器的了解。教学目标：1.通过探究怎样把交流变成直流来发挥学生的自主性，创造性，激发学生的探究欲望。2 .

2、让学生理解二极管的伏安特性曲线及其特点。3 .让学生理解把交流变成直流的半波整流，桥式整流整流的原理。4 .让学生理解电容器的滤波作用，加深理解电容器储存电量的特性。5 .让学生学会含二极管的电路分析方法。教学方法：探究式教学教学器材：自制教具“把交流变成直流”、干电池、二极管、小灯泡、传感器实验系统自制教具学生探究器材苏威尔传感器实验系统教学过程：一：引入课题（动画）回顾正弦交流电的产生；交流电具有容易产生、功率强大、改变电压容易（变压器）、便于输送（高压输电）的特点。但绝大多数家用电器（除了纯发热和纯发光的电器）和生产设备都要使用直流。例如电视机、电脑、空调，内部的电路板工作都是直流，所以

3、这些电器内部都有把交流转换为直流的电路。那么问题来了，如何把交流变成直流？下面我们就一起来探究这个问题。二：课堂探究探究1：各小组利用下发的器材探究两个“未知元件”的特性（分组实验）设计目的：让学生自主探究发现二极管的“单向导通”的特性，此处没有注明是二极管，而是以“未知元件”注明，就是为了让学生去真正探究出其特性。探究中预期会出现的问题：（1）少数学生没有注意小灯泡是2.5V额定电压，用一节干电池（1.5V）去探究，由于二极管导通时也会产生0.7V左右的电压降落，故小灯泡的实际电压不到IV,结果显然不可能让小灯泡发光。这时需要引导学生互相合作讨论，或者教师适当提示，需要两节电池串联进行探究。

4、（2）部分学生运气较好，第一次连接灯泡就亮起来（二极管正向导通），从而以为探究完成。此时教师要引导学生尝试把电池正负极互换一下再做实验，确保学生发现互换后灯泡不亮。结论：该未知元件具有单向导电的特性探究2：分析该“未知元件”的伏安特性曲线特点设计目的：让学生进一步熟悉未知元件的特性，学会分析伏安特性曲线/W-*-I八.正向电流（左图中文字在学生探究学案上没有给J出）各小组一起讨论分析后派代表回答，通过分析图线。得出该未知元件的4个工作区域。正向导通最后需要提醒学生：（1）探究1我们用3V电压，如果是正向3V则超过了0.7V,所以处于导通状态。如果正向电压是反向3V,不可能击穿，故处于反向阻断状

5、_1一（-0.71.4U/V态。反向阻H（2）特别注意图中“死区”，它会对到接下来用电压传感器采集的波形产生一些影响，.YO即整流后的波形最低电压不是0V。出喘电流cora结论：该“未知元件”是二极管探究3：用1个该元件把交流变成直流（在图中画出整流后的波形）（1）首先让学生分组讨论分析负载上的电压波形（2）再利用自制教具和传感器采集波形来验证探究结论：整流后变成了直流，但波形剩下一半（半波整流）。教具接线图整流前采集波形整流后采集波形（3）拓展应用：整流后的有效值如何求解？电热毯电路分析？学生分组讨论探究，再请学生回答一个低档电热毯的温控器原理如图，你能分析是如何控制高温档和低温档的吗？探究

6、4：用4个该元件把交流变成直流（1）首先让学生分组讨论分析负载上的电压波形整流前整流后教具接线整流后采集波形（2）再利用自制教具和传感器采集波形来验证结论：整流后变成了直流，且正半周和负半周波形都能通过负载，通过负载的电流方向不变。提示学生：波形最小值不是OV,为什么？（和探究2中的伏安特性曲线上的“死区”对应）探究5：让整流后的直流更稳定（1）：用水容器让水流更加稳定示意图，来类比电容器具有让电流更加稳定的作用。（2）用传感器采集增加电容器滤波后的波形DlRL泌波电容器Ul-C u2-t教具接线图电容器滤波后的采集波形结论：电容器具有滤波作用，能让直流更加平稳拓展：小型直流电源和家用音响中的

7、电路板，现在能基本看懂吗？小型直流电源内电路板右边接线柱：交流渝入4个二极管：桥式整流电容器：滤波LED：指示左边接线柱：直流输出家用音响内的电路板同样是通过桥式整流把交流变成直流，且用一个三端稳压集成电路让电压更加平稳（内部有些电路需要更加稳定的电压）探究6：含二极管的电路分析在恒定电路教学中，含二极管和电容器的电路是个难点，怎样分析其中的二极管作用呢？二极管在高中电路中，无非处于“导通”和“阻断”两种状态。具体分析可以采用假设法。假设二极管导通，即看成导线一判断电容器的是充电还是放电一充电或放电电流能否通过二极管？一如果能，则假设成立，二极管处于导通状态；如果不能，则假设不成立，二极管处于

8、断开状态。平行板电容器内有一液滴处于静止状态。分析以下情况液滴作何运动：L增加两板间距2 .减小两板间距3 .把两板错开理想二极管DlD2,三个相同的灯泡，线圈的直流电阻不计。请分析；1.开关闭合后有什么现象？2.稳定后断开开关，有什么现象？课后小结：总体比较顺利，完成了预期教学内容和目标。引入新课时，所借的高二（1）班学生整体对交流电内容遗忘比较严重，大部分学生居然回答说变压器的输出电压是直流但通过传感器采集波形后，学生进入状态，各项探究比较顺利。遗憾的是学校配备的传感器只有6套，但学生有46人，所以无法进行分组用传感器探究（46人至少要12套传感器实验系统）。原本考虑用示波器探究整流后波形，但考虑到我校其它物理老师从来没有用过传感器，学生也从来没有见过传感器，所以决定采用传感器探究。