《电工基础与运用（上、下册）》 教案 模块二 项目6 耦合电感和谐振电路认识

《电工基础与应用》单元课程教案

版本信息课程名称《电工基础与应用》课程代码制定部门电力设备技术系制订人（修订人）审核人（教研室主任）审批人（系部主任）发布日期：版本

模块二项目六耦合电感和谐振电路认识任务一耦合电感元件认识课程名称任务一耦合电感元件认识授课对象发电专业大一（上）学生教学课时理论课程2课时授课地点教室授课类型理论课程说明作为第五章耦合电感电路和谐振电路的基础内容，首先对耦合电感元件进行了解。教学内容认识耦合电感元件及耦合因数，互感产生的原因、以及同名端相关知识。教材选用教材名称：《电工基础与运用（下册）》教师参考书目：《电路与磁路》（第四版）、《电路原理》学情分析知识基础学生上一学期对对电感元件电压电流关系及交流电路的分析有一定基础。能力水平学习分析判断能力有待提升，专业技能需要进一步加强。行为特征学生高考成绩普遍在350-440之间，理论思维、逻辑分析能力较差，对抽象的逻辑概念公式理解能力较弱，班上学生有1/3左右为文科生，物理基础更加薄弱。学生善于利用网络媒介、信息化资源，比起枯燥的单向讲授更愿意接受音频、视频、图片知识。教学目标素质目标培养学生结合生活实际、类比学习的能力；培养学生仔细观察、独立思考、解决问题的能力；知识目标能够理解并说出自感与互感的定义；能够说出同名端的定义，并且能够应用同名端判断方法；能够准确写出耦合电感元件的感应电压的表达式；能力目标能够说出互感产生的原因；能够应用同名端方法正确标注电路的同名端；能正确描述耦合因数的物理意义。教学重点互感产生的原因；同名端的定义及判断方法。教学难点同名端的判断方法；多个线圈同名端的判断。教学策略教学组织本任务教学采用线上+线下混合教学模式，结合学习通在线课程资源，提前一天发布预习视频，要求学生提前观看教学视频，在课上使用学习通APP进行分组、选人、随堂练习，评分和计时功能，及时获得教学反馈，在课下发布习题巩固教学成果。充分发挥项目导学、自主探学、合作研学、展示赏学、互检评学、课后拓学的六学模式，突出学生的课堂主体地位。教学方法教学中采用分组教学法、任务驱动法教学资源线上视频资源：/mooc-ans/mycourse/teacherstudy?chapterId=788950451&courseId=237538271&clazzid=84991162线下授课资源：纸质教材、电子教材、配套PPT教学准备学生准备提前一天观看线上教学视频，提交学习心得，标注难以理解的知识点环境准备提前一天调试好教室多媒体、话筒等教学设备。资料准备教材、随堂练习、课堂名单。教学实施过程教学环节教学内容师生活动设计意图与资源教师活动学生活动课前探索教师导入新课学生提前学习2项课前作业：1.让学生观看“互感、自感现象”视频；2.让学生复习右手螺旋定律的原理和使用方法，并且通过录制视频形式让学生自行画出线圈电流流向以及所产生磁场的方向；根据作业上传的情况作出相应教学调整。1.在超星平台完成视频的学习；2.在超星平台完成作业的上传。设计意图：通过课前作业的发布让学生了解到之后课程的重点内容“自感、互感”，以及复习之后要用到的高中学过的知识点“右手螺旋定律”.课中导学耦合线圈的自感和互感1.线圈的自感磁链和互感磁链的概念；2.线圈的自感和互感及耦合因数的概念；3.耦合因数的大小与线圈位置的关系；1.任务驱动法：让学生根据给出的接线图对含耦合线圈电路进行接线，通过闭合关断电路等行为特征让学生观察到自感及互感现象；2.讲授法：首先给学生演示线圈通过电流产生磁感线的视频，给出磁链的定义，再给出自感磁链和互感磁链的计算公式进行讲解；3.实例演示法：讲解耦合因数定义，让学生不断移动电感观察，理解耦合因数定义。辅以自感互感情况发生在实际生活中的现象，调动学生兴趣。1.学生根据电路图完成电路接线；2.完成原理的学习；3.观察实验现象；设计意图：通过实操、观看视频和教师讲解让学生掌握自感现象、互感现象产生的原理、自感磁链和互感磁链的概念及耦合因数的大小与线圈位置的关系；资源：试验场地和试验器具、多媒体PPT、参考教材。耦合线圈的总磁链耦合线圈的总磁链1.讲授：列写总磁链计算公式，通过调换线圈流入电流端顺序画出磁通流线图，让学生思考总磁链计算公式是否有变化并给出原因；2.实例演示：让学生调换线圈流入电流端顺序观察线圈电压偏移方向，以验证讲授法给出的解释。引入同名端的概念。1.学生思考老师问题并回答；2.学生重新完成电路接线并观察实验现象。设计意图：通过实操、观看视频和教师讲解让学生掌握自感耦合线圈总磁链的计算公式并引出下一节同名端的概念；资源：试验场地和试验器具、多媒体PPT、参考教材。同名端1.同名端概念；2.同名端标记方法举例；3.同名端判断试验；1.讲授：给出同名端的定义，结合定义通过一二部分两张耦合线圈图对知识点进行巩固。2.课上作答：视大家学习情况，先后给出两道例题，让大家课上作答后在超星平台进行提交（视学生第一道题的作答情况判断是否给学生布置第二道题）。给出同名端的两个特点，并且说明引入同名端的原因。1.学生思考教师讲解知识点；2.完成课堂作业并上传超星平台。设计意图：通过教师讲解和学生自己完成习题，巩固学生掌握同名端知识点的程度，同时说明引入同名端的原因，帮助学生理解；资源：多媒体PPT、参考教材、超星平台。耦合电感元件的感应电压1.自感电压和互感电压的表示方法；2.例题练习1.讲授：以第二部分两张耦合线圈图为例，根据电磁感应定律给出耦合线圈的感应电压计算公式；2.课中作答：给出两张耦合电感元件图，给出时间让学生分成10组讨论，并让每组学生指派学生上台写出自己组的答案并给出分析（每道题五位同学作答，视情况而定）。教师针对易错点再对知识点进行巩固。预测需要讲解知识点：导数的定义；非关联参考方向下同名端的定义和判断。1.学生思考教师讲解知识点；2.分组完成课堂给出习题并指派一位代表上台完成及讲解；设计意图：通过教师讲解和学生自己分组讨论上台讲解，巩固学生掌握总磁链计算公式的程度以及对同名端的掌握程度；资源：多媒体PPT、参考教材。课堂思政课堂总结以自感、互感“你中有我、我中有你”的特点联想到重庆持续高温天气部分地区发生山林火灾山上，救援人员昼夜鏖战山下，众多市民加入志愿者行列的事迹。培养学生的团队意识、协作精神和行业自豪感。完成思政以及总结的学习，代入到课堂环境中以及思考本节课学过的知识点。设计意图：通过教师讲解和口诀速记帮助同学们完成对这堂课知识点的回顾以及重难点知识点的巩固；资源：多媒体PPT、参考教材。课后拓展完成任务工单1、任务工单2独立完成，在规定时间内提交到学习通平台教学评价本任务得分由教师评价、个人评价两部分构成。学生完成任务工单后，由教师打分和学生个人自评两部分构成。教师结合学生完成的任务工单给学生打分，占80%;学生结合任务工单给自己打分，占20%；两部分成绩之和作为本任务的最终成绩，计入平时成绩。反思诊改教学效果教学中结合生活化的图片和例子进行讲解，能够帮助学生理解耦合电感元件、自感、互感、同名端等概念，90%学生能够准确掌握同名端的标记方法，与预期教学目标一致。特色创新善于利用信息化教学媒介开展教学，线上+线下、分组教学、任务驱动，大大提高学生课堂学习的主动性。诊断改进文科生较理科生理解更慢，更难吸收掌握。在预习环节，注意提醒学生抓住教学难点多思考提问，教学过程重注意抓文科学生的参与度，特别注意文科学生的测试数据，及时调整教学节奏，课下开展针对性辅导。《电工基础与应用》单元课程教案四川电力职业技术学院2023年9四川电力职业技术学院2023年9月版本信息课程名称《电工基础与应用》课程代码100182制定部门电力设备技术系制订人（修订人）张煌竟、程蓉、程铭、廖翔志、钟运来、沈永海审核人（教研室主任）席川审批人（系部主任）汤晓青发布日期：2023年9月1日版本2023年版

模块二项目六耦合电感和谐振电路认识任务二耦合电感元件的串联和并联方式认识课程名称任务二耦合电感元件的串联和并联方式认识授课对象发电专业大一（上）学生教学课时理论课程2课时授课地点教室授课类型理论课程说明本任务是项目六“耦合电感和谐振电路认识”中的第二个任务，上一个任务中介绍了耦合线圈的自感、互感、磁链、感应电压、耦合电感元件的电路模型等内容，为本节课的学习奠定了基础。本任务进一步学习含有耦合电感的电路分析，包括耦合电感元件的相量模型、耦合电感的串并联电路。本任务是第五章中承上启下的一个部分。教学内容1.耦合线圈的相量模型2.耦合电感的串并联3.耦合电感电路的计算方法教材选用教材名称：《电工基础与运用（下册）》教师参考书目：《电路与磁路》（第四版）、《电路原理》学情分析知识基础学生能够理解耦合电感的自感、互感、磁链、同名端的概念。能力水平学生能够根据自感和互感列写耦合线圈的磁链和电压。行为特征学生高考成绩普遍在350-440之间，理论思维、逻辑分析能力较差，对抽象的逻辑概念公式理解能力较弱，班上学生有1/3左右为文科生，物理基础更加薄弱。学生善于利用网络媒介、信息化资源，比起枯燥的单向讲授更愿意接受音频、视频、图片知识。教学目标素质目标培养学生结合生活实际、类比学习的能力；培养学生仔细观察、独立思考、解决问题的能力；知识目标能够写出耦合电感元件电压、电流关系的向量形式；能够说出耦合电感顺向串联、反向串联、同侧并联、异侧并联的去耦方法。能力目标能够运用“去耦法”简化电路中的串联、并联耦合电感；能够分析简单的含有耦合电感的电路。教学重点顺向串联、反向串联、同侧并联、异侧并联的去耦方法教学难点具有一个公共端耦合电感的去耦方法。教学策略教学组织本任务教学采用线上+线下混合教学模式，结合学习通在线课程资源，提前一天发布预习视频，要求学生提前观看教学视频，在课上使用学习通APP进行分组、选人、随堂练习，评分和计时功能，及时获得教学反馈，在课下发布习题巩固教学成果。充分发挥项目导学、自主探学、合作研学、展示赏学、互检评学、课后拓学的六学模式，突出学生的课堂主体地位。教学方法教学中采用分组教学法、任务驱动法教学资源线上视频资源：/mooc-ans/mycourse/teacherstudy?chapterId=788950451&courseId=237538271&clazzid=84991162线下授课资源：纸质教材、电子教材、配套PPT教学准备学生准备提前一天观看线上教学视频，提交学习心得，标注难以理解的知识点环境准备提前一天调试好教室多媒体、话筒等教学设备。资料准备教材、随堂练习、课堂名单。教学实施过程教学环节教学内容师生活动设计意图与资源教师活动学生活动课前探索课前复习：1.耦合线圈的自感和互感2.耦合线圈的总磁链3.耦合线圈的感应电压1.带领学生快速地复习上节课中耦合电感元件的相关概念，抽取部分学生回答相关问题1.在教师的引导下回忆上节课中的相关概念，并回答老师提出的问题复习耦合电感元件的基本概念，为本节课的学习奠定基础课中导学耦合电感的相量模型1.耦合电感电压、电流关系的相量形式2.例11.讲授电流方向与同名端一致和不一致两种情况下耦合电感两端电压与电流的相量关系2.组织学生求解例1，抽取两名学生板书求解3.点评学生的解答，并公布正确结果1.根据教师的讲授学习理解耦合电感的相量模型2.独立求解例1，将自己的解答过程与两名学生的板书进行对比3.根据教师的点评修正自己的解答过程将上一节中耦合电感元件的电路模型延申到相量模型，达成知识目标1耦合电感的串联1.顺向串联2.反向串联3.例24.例35.测量耦合线圈互感的实验法1.讲授耦合电感顺向串联和反向串联的去耦方法和等效模型2.归纳不同串联方式下对耦合电感磁场的影响以及等效电感的变化3.组织学生求解例1、例2，每个例题各抽取两名学生板书求解3.点评学生的解答，并讲解正确的解题步骤4.根据例3总结测量耦合线圈互感的实验方法1.根据教师的讲授学学习理解耦合电感顺向串联和反向串联的去耦方法和等效模型2.独立求解例2和例3，将自己的解答过程与两名学生的板书进行对比3.根据教师的点评修正自己的解答过程达成知识目标2和能力目标1耦合电感的并联1.同侧并联2.异侧并联3.公共端4.例45.例51.讲授耦合电感同侧并联、异侧并联、公共端相连的去耦方法和等效模型2.组织学生求解例4、例5，每个例题各抽取两名学生板书求解3.点评学生的解答，并讲解正确的解题步骤1.根据教师的讲授学学习理解耦合电感同侧并联、异侧并联、公共端相连的去耦方法和等效模型2.独立求解例4和例5，将自己的解答过程与两名学生的板书进行对比3.根据教师的点评修正自己的解答过程达成知识目标2和能力目标1耦合电感电路的一般计算方法1.耦合电感电路一般计算方法的注意事项2.例63.例71.讲授耦合电感电路一般计算方法的注意事项2.组织学生求解例6、例7，答案上传线上平台进行统计3.讲解例题的解答过程，详略安排根据答题情况而定1.独立求解例6、例7，并将答案上传线上平台达成能力目标2，测试学生对含有耦合电感电路的分析能力课堂总结1.耦合线圈的相量模型2.耦合电感的串并联3.耦合电感电路的计算方法1.快速翻动PPT进行课堂内容总结1.根据教师的总结快速回忆本堂课的内容巩固和总结本堂课的内容课后拓展完成任务工单1、任务工单2独立完成，在规定时间内提交到学习通平台教学评价本任务得分由教师评价、个人评价两部分构成。学生完成任务工单后，由教师打分和学生个人自评两部分构成。教师结合学生完成的任务工单给学生打分，占80%;学生结合任务工单给自己打分，占20%；两部分成绩之和作为本任务的最终成绩，计入平时成绩。反思诊改教学效果教学中结合生活化的图片和例子进行讲解，能够帮助学生理解耦合电感电路的分析方法，95%学生能够准确判断耦合电感的串并联方式，90%的学生能够较好掌握耦合电感的去耦等效模型，80%的学生能够理解耦合电感电路一般计算方法，与预期教学目标一致。特色创新善于利用信息化教学媒介开展教学，线上+线下、分组教学、任务驱动，大大提高学生课堂学习的主动性。诊断改进文科生较理科生理解更慢，特别是去耦等效部分更难吸收掌握。在预习环节，注意提醒学生抓住教学难点多思考提问，教学过程重注意抓文科学生的参与度，特别注意文科学生的测试数据，及时调整教学节奏，课下开展针对性辅导。《电工基础与应用》单元课程教案四川电力职业技术学院2023年9四川电力职业技术学院2023年9月版本信息课程名称《电工基础与应用》课程代码100182制定部门电力设备技术系制订人（修订人）张煌竟、程蓉、程铭、廖翔志、钟运来、沈永海审核人（教研室主任）席川审批人（系部主任）汤晓青发布日期：2023年9月1日版本2023年版

模块二项目六耦合电感和谐振电路认识任务三实验：互感电路观测课程名称任务三实验：互感电路观测授课对象发电专业大一（上）学生教学课时理论课程2课时授课地点教室授课类型理论课程说明本任务是项目六“耦合电感和谐振电路认识”中的第三个任务，上一个任务中介绍了互感电路相关内容，为本节课的学习奠定了基础。本任务将对互感电路进行实际观测。教学内容观察互感现象，测定互感系数，用实验方法，确定两个线圈的同名端。教材选用教材名称：《电工基础与运用（下册）》教师参考书目：《电路与磁路》（第四版）、《电路原理》学情分析知识基础学生能够理解耦合电感及其电路的相关概念。能力水平学生能够理解互感现象和互感系数。行为特征学生高考成绩普遍在350-440之间，理论思维、逻辑分析能力较差，对抽象的逻辑概念公式理解能力较弱，班上学生有1/3左右为文科生，物理基础更加薄弱。学生善于利用网络媒介、信息化资源，比起枯燥的单向讲授更愿意接受音频、视频、图片知识。教学目标素质目标（1）培养学生认真观察的学习习惯；（2）培养学生的开拓思路，勇于尝试和探索的精神；（3）培养学生安全第一的生产理念。知识目标（1）掌握实验测定互感系数的方法；（2）掌握实验确定同名端的方法；（3）掌握互感系数的定义和同名端的定义能力目标（1）能够设计实验电路判断同名端；（2）能够正确记录实验数据计算互感系数；（3）能够说出互感系数的定义和同名端定义教学重点（1）测定耦合线圈的互感系数；（2）观察耦合现象；（3）通过实验现象判断同名端。教学难点（1）设计合适的实验电路；（2）设计表格记录数据得出正确的实验结论。教学策略教学组织本任务教学采用线上+线下混合教学模式，结合学习通在线课程资源，提前一天发布预习视频，要求学生提前观看教学视频，在课上使用学习通APP进行分组、选人、随堂练习，评分和计时功能，及时获得教学反馈，在课下发布习题巩固教学成果。充分发挥项目导学、自主探学、合作研学、展示赏学、互检评学、课后拓学的六学模式，突出学生的课堂主体地位。教学方法教学中采用分组教学法、任务驱动法教学资源线上视频资源：/mooc-ans/mycourse/teacherstudy?chapterId=788950451&courseId=237538271&clazzid=84991162线下授课资源：纸质教材、电子教材、配套PPT教学准备学生准备提前一天观看线上教学视频，提交学习心得，标注难以理解的知识点环境准备提前一天调试好教室多媒体、话筒等教学设备。资料准备教材、随堂练习、课堂名单。教学实施过程教学环节教学内容师生活动设计意图与资源教师活动学生活动课前探索课前复习1.带领学生快速地复习上两个任务中耦合电感元件的相关概念，抽取部分学生回答相关问题1.在教师的引导下回忆上节课中的相关概念，并回答老师提出的问题复习耦合电感元件及其电路的基本概念，为后续的实验学习奠定基础。课中导学实验原理1、当两个线圈相距足够近时，其中一个线圈电流所产生的磁通，可能有部分（或全部）穿过另一线圈。这种一个线圈的磁通交链另一个线圈的现象称为磁耦合。当一个线圈由于其中电流交变而引起磁通变化时，不仅在本线圈产生感应电动势，还会在临近的其它线圈中产生感应电动势，这种现象称为互感现象。比如，L1和L2是两个电感线圈，它们之间没有电路的连接，当一个线圈通上交流电后，另一个线圈两端连接的灯泡会亮，这说明两个线圈之间存在磁的耦合。2、顺向串联和反向串联的等效电感。3、互感系数。4、同名端的判断。1、教师讲授实验原理；2、针对互感系数、同名端、等效电感对学生提问。1、在教师引导下理解实验原理；2、回答教师问题回顾知识。培养主动思考的习惯仪器设备1、电流表一只：1～2A(交流)2、万用表一只3、单相功率表一只4、两个电感线圈教师讲解并展示实验所需仪器设备。学生观察学习仪器设备使用方法。为后续实验做铺垫。实验任务1、用所学的理论知识和实验方法，及现有的仪器设备，自己设计两种测试互感系数M的系数电路，测试两个线圈的互感系数（注意两个电感线圈对正靠紧，并一直保持位置不变，对所测得的M值进行分析比较）2、将所得的数据和计算的各值用表列出。注意事项：电源电压要逐渐降低，以防在线圈上产生高电压。教师布置本次实验任务。学生根据任务完成本次实验。动手操作，积极提问。课堂总结通过实验的方式，真切观察互感现象，从而加深同学们对互感的理解，同学们可通过文献检索、小组讨论集思广益设计实验电路，牢牢记住安全第一的生产理念，做到爱护实验环境，爱护实验设施，在动手中体会电工实验的奥妙和趣味。进行课堂内容总结根据教师的总结快速回忆本堂课内容巩固和总结本堂课内容课后拓展完成任务工单1、任务工单2独立完成，在规定时间内提交到学习通平台教学评价本任务得分由教师评价、个人评价两部分构成。学生完成任务工单后，由教师打分和学生个人自评两部分构成。教师结合学生完成的任务工单给学生打分，占80%;学生结合任务工单给自己打分，占20%；两部分成绩之和作为本任务的最终成绩，计入平时成绩。反思诊改教学效果教学中结合前序理论知识提问，帮助学生回忆旧知识，为后续实验内容的讲解建立良好的基础，80%的学生通过本次学习能较好的完成本次实验任务，并更好的认识互感电路，与预期教学目标一致。特色创新善于利用信息化教学媒介开展教学，线上+线下、分组教学、任务驱动，大大提高学生课堂学习的主动性。诊断改进文科生较理科生理解更慢，知识更难吸收掌握，实际操作也更困难。在预习环节，注意提醒学生抓住教学难点多思考提问，教学过程重注意抓文科学生的参与度，特别注意文科学生的测试数据，及时调整教学节奏，课下开展针对性辅导。《电工基础与应用》单元课程教案四川电力职业技术学院2023年9四川电力职业技术学院2023年9月版本信息课程名称《电工基础与应用》课程代码100182制定部门电力设备技术系制订人（修订人）张煌竟、程蓉、程铭、廖翔志、钟运来、沈永海审核人（教研室主任）席川审批人（系部主任）汤晓青发布日期：2023年9月1日版本2023年版

模块二项目六耦合电感和谐振电路认识任务四串联谐振认识&任务五并联谐振认识课程名称任务四串联谐振认识&任务五并联谐振认识授课对象发电专业大一（上）学生教学课时理论课程4课时授课地点教室授课类型理论课程说明本任务是项目六耦合电感和谐振电路认识的最后两个项目，是上一节内容的延申。教学内容串联谐振和并联谐振的特点。教材选用教材名称：《电工基础与运用（下册）》教师参考书目：《电路与磁路》（第四版）、《电路原理》学情分析知识基础学生能对含有耦合电感的正弦电流电路进行简单分析。能力水平学生具有计算耦合电感电路的能力。行为特征学生高考成绩普遍在350-440之间，理论思维、逻辑分析能力较差，对抽象的逻辑概念公式理解能力较弱，班上学生有1/3左右为文科生，物理基础更加薄弱。学生善于利用网络媒介、信息化资源，比起枯燥的单向讲授更愿意接受音频、视频、图片知识。教学目标素质目标（1）通过引入具体电路的谐振案例，培养学生对电力系统谐振危害性的认识，树立安全生产、防治谐振的理念，学习防治谐振的方法（2）使学生养成设计具体电路时对可能存在谐振现象的识别检测能力，培养其严谨的工作态度；知识目标（1）理解并能陈述电路谐振的原理，发生串联谐振或并联谐振的条件（2）理解品质因数的概念，理解并能牢记串联谐振和并联谐振的特征能力目标（1）能对具体的电路分析其中是否可能存在串联谐振或并联谐振；对存在串联谐振或并联谐振的电路，能计算其相应电路固有频率或分析其发生谐振的频率范围（2）能计算相应电路的品质因数，分析具体品质因数下电路的谐振电压和谐振电流大小教学重点串联谐振和并联谐振的定义、条件，电路谐振中固有频率的计算教学难点电路谐振中谐振回路的识别和谐振过程中的电路能量交换过程教学策略教学组织本任务教学采用线上+线下混合教学模式，结合学习通在线课程资源，提前一天发布预习视频，要求学生提前观看教学视频，在课上使用学习通APP进行分组、选人、随堂练习，评分和计时功能，及时获得教学反馈，在课下发布习题巩固教学成果。充分发挥项目导学、自主探学、合作研学、展示赏学、互检评学、课后拓学的六学模式，突出学生的课堂主体地位。教学方法教学中采用分组教学法、任务驱动法教学资源线上视频资源：/mooc-ans/mycourse/teacherstudy?chapterId=788950451&courseId=237538271&clazzid=84991162线下授课资源：纸质教材、电子教材、配套PPT教学准备学生准备提前一天观看线上教学视频，提交学习心得，标注难以理解的知识点环境准备提前一天调试好教室多媒体、话筒等教学设备。资料准备教材、随堂练习、课堂名单。教学实施过程教学环节教学内容师生活动设计意图与资源教师活动学生活动课前探索引入授课内容：复习耦合电感元件、含耦合电感的正弦电流电路，以钟摆的简谐运动为例类比引入电路谐振现象；同学们，生活中存在的钟摆简谐运动就是谐振的一个典型案例，钟摆在运动过程中发生着动能和势能的交换，不考虑能量摩擦耗散其简谐运动也存在一个谐振频率：式中，k和m分别是弹簧张力系数和摆块质量。那么对于电路中，是否也存在类似的谐振过程呢？有！收音机的调谐就是一个典型案例：同学们玩过收音机没有？熊猫牌收音机所谓调谐，就是我们调整收音机自身的固有频率，使之与外界广播台发送的无线电磁波的相应频率一致，这时候收音机就会“选出”对应广播台的频率放大后就会产生响声，而调幅呢？就是收音机调谐选频之后调节放大倍数罢了。所以电路中是存在谐振的哈同学们，那么到底电路产生谐振有哪些条件，然后电路又有那些谐振的种类呢，谐振的能量交换过程是什么，谐振频率又怎么算呢？这就是我们这堂课要重点讨论的内容。1.以钟摆元素，引入课程，发起学生小组讨论并巡视2总结一下钟摆振动和收音机调谐两个案例并讲解电路中类似的谐振问题看一个完整的钟摆振动周期，小组讨论谈谈振动的能量交换过程和谐振频率是什么观察自带的收音机自己旋转调谐旋钮感受一下收音机调谐过程设计意图：通过实操的形式让学生对本节重难点有一个更清晰的认知，结合讲授法以及视频学习的形式让学生进一步了解知识点，最后以完成习题的形式对知识点进行巩固，来逐步突破本节课的教学重难点；资源：试验场地、试验器具、超星平台、参考教材、多媒体PPT。课中导学串联谐振新课内容：串联谐振；同学们，我们来看看第一种电路谐振：串联谐振。串联谐振为什么叫串联谐振呢？因为其中的谐振元件：电感和电容是串联方式连接，我们说，之前钟摆的简谐运动其实就是摆块运动过程中动能和势能的交换，那么这里呢，其实就是电感的磁场能和电容的电场能之间的谐振能量交换，他的固有频率是什么，那其实就是电路呈纯阻性时，即L和C所储存能量互相抵消的过程，那么这个时候纯阻性意味着什么呢？考虑：如果虚数项等于0，这时候就是纯电阻，这时候电路负载功率全部是纯有功功率，无功功率由于电感和电容大小一样，相当于发出无功和吸收无功正好相抵，电路没有无功功率负荷消耗：即：这里，f0就是电路的固有频率，固有怎么理解同学们？就是看这个式子f0只取决于L和C的大小，而L和C是电路一开始设计时就设计好，定死了的，也就是固有的，本来就是这样的，就是这个意思。反过来说，我们拿到一个电路，如果发现L和C直接串联了，嘿嘿，那这时候电路的串联谐振的固有频率我们就能直接预先算出来了。这时，串联谐振的谐振条件也就是电源频率等于f0，哎换句话说就是外界激励的频率等于电路固有频率。这句话可以类比简单理解，就是说收音机调谐时候，我们调谐就是调收音机电路的固有频率，就是调节L和C的相对大小，然后使这个固有频率和外界激励也就是广播电磁频率一样，这时候电路就谐振了。而如果说没调好，没产生谐振呢，就是这时候电路不是纯阻性的，存在无功负荷，要么是电感占优的感性无功要么就是电容占优的容性无功。那么接下来，串联谐振有什么特点呢，这时候电路纯阻性，阻抗最小，因此电路电流最大，这时的电流就被称为谐振电流，这个电流是纯阻性的电流和电压同相位：这时，感抗等于容抗，我们就将其值大小称为特性阻抗：那么特性阻抗ρ和电阻R的比值就叫做品质因数，品质因数怎么理解同学们，其实在串联谐振中就象征着谐振电压也就是L和C上的电压的大小与电阻R上电压大小的比值是不是？那就是说，如果设计这样一个RLC串联回路的品质因数越高，那么谐振电压就会越高，我们在一些电子器件如收音机可以通过设计品质因数实现输出高于输入数十倍大小的电压，但我们在电力生产中，在电力线路上，则要尽量避免串联谐振，因为这时候可能产生局部高电压使绝缘击穿，以后同学们学习高电压绝缘技术，这个又被称为谐振过电压：因此，我们在防治谐振过电压时，可以通过引入自动调谐装置，在传感器检测到电路发生谐振时，此时自动调谐装置将自动介入工作，通过补偿电容等方式使电路退出谐振。好，学完串联谐振，我们还是一起来看一个随堂练习题吧：请各位同学翻到书上例题5-30：一收音机的输入电路中，电感L=0.233mH与可调电容C=42.5~360pF串联，求谐振的频率范围。答：先审题。说的是谐振的频率范围，为什么这里会有个范围呢，因为这里说的是可调电容，我们根据公式，调节电容大小范围，可以得到一个单调的相应的谐振频率范围：教师讲串联谐振相关知识点，注意与学生问答互动教师播放思政视频，关于谐振过电压的现场击穿示意视频，引导学生建立防治谐振过电压的意识，养成电力安