课题研究报告

石河子一中物理组刘军

一．课题：感抗、容抗、电阻与频率、自感系数、电容的关系演示装置

二．课题背景：感抗、容抗、电阻与频率、自感系数、电容的关系的演示一直是一个难点。教学设备中没有专门仪器，其难处在于交流电的频率改变较难，虽然可用信号发生器，但功率不够，容抗感抗变化的显示和对比不易实现，学生缺乏感性知识，不利于知识的掌握和应用。由此产生了制作感抗、容抗、电阻与频率、自感系数、电容的关系的演示装置的念头。

三．目的和意义：（1）.提供教学演示仪器，降低教学难度和学生学习难度，提供直观体验机会。

(2).通过研究，增强教研意识，培养教师的创新精神和实践能力。

四．主要内容：1。调查现有教学仪器资源，了解对感抗和容抗演示原理及优缺点及可再利用的资源。

2．在现有资源的条件下，制定新型感抗容抗演示器的研制方案和思路。

3．查阅资料，确定最优电路，筹集电子元件。

4．组装调试电路，调整电路参数，确定最优电路状态。

5．教学试用，反馈改进。

6．定稿，总装修饰仪器，撰写研究报告。

五．主要特色与创新：1。演示效果很好，很直观，电阻、容抗、感抗对比明显。

2．运用集成电路对信号发生器的弱信号进行放大，克服小信号不易显示的缺点。

3．独创用灯泡亮度显示电阻、容抗、感抗的变化，简单明了，一目了然。

4．独创用扬声器发出的音频波让学生感受交流电频率的变化，对比效果明显。

5．使用元件普通，造价低，便于普及和生产。

6．操作方便，体积小，便于教师使用。

六．课题进程：1。.7.1-7.5调查现有教学仪器资源，了解对感抗和容抗演示原理及优缺点及可再利用的资源。

2．.7.20-7.30在现有资源的条件下，制定新型感抗容抗演示器的研制方案和思路。

3．.8.5-8.20查阅资料，确定最优电路，筹集电子元件。

4．.8.25-9.10组装调试电路，调整电路参数，确定最优电路状态。

5．.9.20-9.30教学试用，反馈改进。

6．.10.8-12.5定稿，总装修饰仪器，撰写研究报告。

七．研究结论及观点：通过研制教学仪器，使我认识到，教学教研大有文章可做，只要热心于教育事业，不断学习，就有大量的教研工作可做，在研究过程中，可促进教师快速成长，培养教师的教研能力，丰富教师的教学生活，提高教学质量。很有价值。

八．成果的社会影响：经三届十余名教师使用，反映很好。外校教师争相借用。

九．研究的不足及反思：1。研究经费没有，全靠自筹，仪器外观无钱装饰，很简陋，整个仪器也因资金问题无法做到一体化，影响使用的简便性。

2．仪器借助现有的信号发生器和电源，连线较多，使用前调试较多，要有一定的经验才效果好。

电阻、容抗、感抗与频率、电容量、自感系数的关系

演示装置

一．背景：感抗、容抗、电阻与频率、自感系数、电容的关系的演示一直是一个难点。教学设备中没有专门仪器，其难处在于交流电的频率改变较难，虽然可用信号发生器，但功率不够，容抗感抗变化的显示和对比不易实现，学生缺乏感性知识，不利于知识的掌握和应用。因此制作感抗、容抗、电阻与频率、自感系数、电容的关系的演示装置的很有实际意义。

二．原理和结构:如图，装置由三大部分组成，其中关键部分又有四个单元组成。

由教学仪器j信号发生器产生的5-20KZ正弦交流信号通过音频功率放大到8W,其频率变化由扬声器发声的音调变化进行辨别，放大的交流信号进入功能开关转换区，进行各种选择（直流、交流选择，容量大小选择，电感量大小选择，对比选择），交流电通过电阻、电容、电感后，进入由小灯泡组成的显示部分进行显示，用灯的亮度来反映电阻、电容、电感对交流电的阻碍作用效果。

三．使用方法：1。将电源调到直流稳压10V，接入直流输入接线柱，将J信号发生器接通电源，调频率为HZ,从正弦波输出端接线到演示器交流输入端，衰减档调到20db,幅度旋钮调到零。

2，打开直流电源，可观察到A、B灯发光，C灯不发光，说明电容隔直，电感通直。

3．交直流选择开关K1调到交流档，频率旋钮（粗调）调至或档，调幅度钮观察三灯的亮度一致即可，完成对比前的准备工作。

4．观察频率对三元件的作用：调频率细调钮，使频率从---0HZ

变化，让学生听音调的变化判断频率的改变趋势，观察A灯亮度不变（电阻），B灯亮度变暗（电感），C灯亮度变亮（电容）。可说明频率对容抗和感抗的关系。

5．调K2改变电感量L（更换线圈，匝数增多），观察B灯亮度变暗，说明L变大，感抗变大。

6．在线圈中插入铁芯，（L变大），观察B灯变暗。

7．调K3更换容量更大的电容器，观察C灯，亮度变亮，说明C变大,容抗变小。

四．注意事项：1。幅度调节要缓慢，边看灯亮度边调，防止烧毁灯泡。

2．当灯发白时，要及时降低亮度。

3．准备备用灯泡（3V,0.3A）,及时更换被烧灯泡。

五．电原理图：

六．实物照片：

a．仪器全貌

b.侧面接线柱

c.背面连线

d.集成电路放大器

本课题研制的演示装置经济实用，效果明显，突出了新课程的特点，使用方便，对于突破教学难点，提高学生学习兴趣很有实际意义，为教师在新课程下开展丰富多彩的教研活动提供了一个实际案例。

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