演示2:
(1)将1号元件接相同电压的直流上,观察现象[与演示1(1)情况相同亮度];
(2)将2号元件接相同电压的直流上,观察现象(比原来变亮);
(3)将3号元件接相同电压的直流上,观察现象(亮了一下不亮)。
小结:1号元件对交直流的影响几乎相同,2号元件对交变电流的影响较大,3号元件对直流电影响很大,且直流电不能通过3号元件。
根据现象进行猜想,然后经过学生的讨论分析,做出判断。将这三个元件从暗盒中拿出,分别得出1号元件为电阻、2号元件为电感线圈、3号元件为电容器。
从上面观察到的现象说明:除电阻外,电感、电容对直流和交变电流的影响程度是不同的,这是我们要来研究的问题。
二、实验探究
实验器材:小灯泡(3.8V),开关,学生电源,线圈带铁芯,电容器2个,导线
1、研究电感线圈对交变电流的阻碍作用
电感对交变电流的阻碍作用的大小用感抗的大小来表示。那么,感抗的大小可能与哪些因素有关呢?
启发学生:可能与自感系数、交变电流的频率和电压等有关。
(1)研究感抗与自感系数的关系
请一组学生简述实验的设计思路及实验现象和由此得到的结果:将灯泡与线圈串联接入交变电流,线圈的连接分两次,一次是线圈匝数较少,另一次线圈的匝数较多,灯泡出现由亮变暗的现象,说明线圈的自感系数大时,线圈对交变电流的阻碍作用大,感抗大。
(2)研究感抗与交变电流的频率的关系
如果要研究感抗与交变电流频率的关系应该如何办?──在电压不变的情况下选用变频的交变电流源,为了研究方便,我们可选信号发生器来替代。
【视频】信号发生器可以输出电压一定且不同频率的交变电流。串联好电路,保持电压不变的条件下,使输出交变电流的频率升高,观察到灯泡变暗的现象。
说明:频率越高,线圈对交变电流的阻碍越大,感抗越大。
结论:L越大感抗越大、频率越高感抗越大。