6.8 安装与测试RLC串联谐振电路（教案）-《电工基本电路安装与测试》同步精品课堂(高教版·第2版)

《安装与测试单相交流电源—安装与测试RLC串联谐振电路》教案 课 题 6.8 安装与测试RLC串联谐振电路 课 型 理论 课 时 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 在《电工基本电路安装与测试》中，“RLC串联谐振电路” 知识点是重点内容。它是在学生已掌握RLC串联电路基本特性基础上的深化，与交流电路理论紧密相连。通过该知识点学习，能让学生理解谐振现象、条件及特点，掌握谐振频率计算方法，进一步认识电路参数对电路性能的影响。这有助于培养学生综合分析电路问题的能力，为后续复杂电路学习和实际电路设计、调试奠定基础，在整个电工电路知识体系中起到承上启下的关键作用。 学情分析 中职学生在学习 “RLC串联谐振电路” 时，已具备一定电路基础知识，但理论分析和抽象思维能力较弱。他们对实验操作兴趣浓厚，但可能在理解谐振概念、推导谐振频率公式等方面存在困难。学生容易混淆串联谐振与并联谐振的特点，对品质因数和通频带等概念理解不够深入。教师需结合实际案例和实验，将抽象知识具象化，引导学生积极思考，加强练习巩固，帮助学生逐步掌握重点难点，提升学习效果和电路分析能力。 学习目标 1. 掌握串联谐振电路安装。 2. 理解串联谐振特性原理。 3. 学会分析谐振电路参数。 学习重难点 学习重点 1. 理解RLC串联谐振条件及频率计算。 2. 掌握串联谐振时电路特性与参数关系。 学习难点 1. 区分串联与并联谐振电路特点。 2. 理解品质因数对电路性能的影响。 教学方法 讲授法、讨论法、小组合作、任务驱动 课前准备 课前准备 1. 准备RLC串联谐振实验器材。 2. 预习RLC串联谐振电路知识。 教学媒体 PPT、微视频 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 展示收音机调谐电路实物或图片，提问学生收音机如何精准选台。 观察收音机实物或图片，思考教师提出的选台问题，结合生活经验大胆猜测。 利用常见的收音机调谐实例，引发学生兴趣，使学生意识到电路知识在实际生活中的应用，激发学生的好奇心和求知欲。 活动二： 调动思维 探究新知 一.任务实施（与实际相结合） 1.安装 RLC 串联谐振电路（实践） RLC串联谐振电路如图6.59所示，将222电阻器、180mH电感线圈与1μF电容器串联，接到低频信号发生器中，交流电流表可以测量电路电流。 2.测试 RLC 串联谐振电路的电流与谐振频率（增强与学生的互动） 保持低频信号发生器的电压不变，调节低频信号发生器的频率，将电流表的读数记入表 6.11 3.分析 RLC 串联谐振电路的特点（讲授法） 当RLC串联电路的电流最大，电源电压和电流同相时电路呈电阻性，电路的这种状态称为串联谐振。 (1)串联谐振条件与谐振频率 ① 谐振条件在 RLC串联电路中，当电路端电压和电流同相时，电路呈电阻性，此时 所以串联谐振条件是电路的感抗等于容抗。 ② 谐振频率 串联谐振时 所以，谐振频率 (2)串联谐振的特点 ① 总阻抗最小 串联谐振时，X=X，电路总阻抗 Z=R为最小，且为电阻性。 2.总电流最大 串联谐振时，因总阻抗最小，在电压U一定时，谐振电流最大，谐振电流为 且电流与电源电压同相位，=0。 3 电阻两端的电压等于电源电压，电感与电容两端的电压等于电源电压的 Q倍，即 Q称为串联谐振电路的品质因数。品质因数 称为特性阻抗，特性阻抗其实就是电路谐振时的感抗或容抗，单位是。因此，品质因数也可以表示为 认真听讲，观察电路图，理解电路组成，标记重点内容。 仔细观察演示实验中的波形变化，记录谐振频率，在实验过程中积极思考电压与电流相位关系及谐振频率的确定方法，如有疑问及时向教师提问。 观察电路参数改变后的实验现象，在小组内讨论参数变化对谐振频率和电路特性的影响，尝试总结规律，绘制简单的数据表格记录实验结果。 通过直观的电路图讲解和演示实验，帮助学生建立对RLC串联谐振电路的初步认识，理解其组成和工作原理，突破抽象知识理解的难点。 实验过程中引导学生观察和思考，培养学生的实践观察能力、逻辑思维能力和数据处理能力，让学生在实践中探索知识，加深对电路特性的理解。 小组讨论和总结规律环节，促进学生之间的合作交流，提高学生的自主学习能力和团队协作精神。 活动三： 调动思维 探究新知 二、任务拓展（增强与学生的互动） 1.谐振电路的选择性和通频带 (1)选择性 电路的品质因数Q的大小是标志谐振电路质量优劣的重要指标，它对谐振曲线(即电流随频率变化的曲线)有很大的影响。口值不同，谐振曲线的形状不同，谐振电路的质量也不同 将电流三角形三边同时乘以电压U，可以得到由视在功率S、有功功率P和无功功率Q组成的直角三角形，称为功率三角形 (2)通频带 谐振电路的2J012值不能太高。为更好地传输信号，既要考虑电路的选择性，又要考虑一定频率范围内允许信号通过的能力。 2.并联谐振电路 (1)并联谐振频率 理论和实验证明，在一般情况下线圈的电阻 R很小，谐振频率近似为 (2)并联谐振的特点 ① 总阻抗最大 ② 总电流最小 ③ 支路电流等于总电流的Q倍 小组合作依案例需求研讨设计，借鉴资料创新；展示成果时自信讲解、互评学习； 依点评反思完善，强化工程思维、创新能力与规范意识，为职业发展积经验、提素养。 任务驱动激发创新潜能，实践提升协作与工程实践力，展示互评培养表达审美与学习能力 点评完善提升设计水平与规范素养，顺应中职生职业发展需求，培育高素质电气技术 人才。 活动四： 巩固练习 素质提升 总结和复习阶段： 本部分主要学习了RLC串联谐振电路。从安装与测试入手，理解其组成结构，通过实验探究谐振条件与频率计算，掌握谐振时总阻抗最小、电流最大等特点，明确品质因数和通频带概念及其意义。实际应用广泛，如收音机选台等。学习过程中，学生提升了电路安装与测量能力，学会分析电路参数关系，培养了理论联系实际和解决问题的能力，为深入学习电路知识及从事相关工作奠定基础。 学生跟随教师的总结回顾，对照自己的笔记，对重点知识进行再次梳理和记忆，加深对知识的理解。对于自己仍然存在疑问的地方，及时向教师提问，确保对本节课知识的全面掌握。 帮助学生梳理本节课的知识框架，强化重点知识的记忆，解决学生在学习过程中存在的疑惑，使学生对所学知识有更清晰、更深入的理解，为后续的学习和实践打下坚实的基础。 课堂小结 作业布置 1. 计算给定RLC串联电路的谐振频率。 2. 分析串联谐振时各元件电压分配情况。 3. 简述收音机选台利用串联谐振原理。 板书设计 主板书 一、RLC 串联谐振电路 1.电路安装 展示电路图（电阻、电感、电容串联接低频信号发生器） 标注元件参数（22Ω 电阻、180mH 电感、1μF 电容） 强调交流电流表测电流 2.电流与频率测试 说明测试方法（保持电压不变，调频率记电流） 展示记录表格（频率与电流对应栏） 3.串联谐振特点 谐振状态（电流最大，电压电流同相呈电阻性） 谐振条件（感抗等于容抗） 谐振频率（公式及含义） 阻抗特性（总阻抗最小为电阻性） 电流特性（总电流最大且与电压同相） 电压分配（电阻电压等于电源电压，电感电容电压为电源电压 Q 倍） 品质因数（定义、计算式、意义） 特性阻抗（定义及与品质因数关系） 二、任务拓展 1.谐振电路选择性与通频带 选择性（Q 值对谐振曲线影响，与电路质量关系） 通频带（定义、计算式、与谐振频率和 Q 值关系） 2.并联谐振电路 谐振频率（近似计算公式） 谐振特点（总阻抗最大、总电流最小、支路电流与总电流关系） 副板书 1.概念解释区 如感抗、容抗、视在功率等概念简单说明 2.计算示例区 若有简单计算过程演示（如品质因数计算） 3.问题讨论区 记录学生疑问及解答思路（如谐振条件理解等） 教学反思 本次教学通过实验和实例讲解RLC串联谐振电路，学生兴趣浓厚。但教学中仍存在问题，如部分学生对谐振频率计算理解不深，后续应增加练习强化。在实验操作环节，少数学生动手能力较弱，需加强个别指导。小组讨论中，个别小组参与度不高，应改进引导方式。今后教学将优化教学设计，注重理论与实践结合，增加学生自主探究机会，提升学生电路知识掌握程度和实践操作能力，关注全体学生发展。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$