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RLC串联电路的暂态过程教案
温州大学
课程教案
RLC串联电路的暂态过程
学 院 物理与电子信息工程学院
课程名称 普通物理实验（三）
学 时 3
教 材 大学基础物理
授课教师 罗海军
授课对象 11物本
2012年10月
授课时间：
具体见运行表格。
授课类型：实验课
授课题目：RLC串联电路的暂态过程
本授课单元教学目标：
1．研究、串联电路的暂态特性。
2．利用示波器来记录和显示图像。
3．加深对、和各元件在电路中的作用的认识。
本授课单元教学重点和难点：
重点：
1．串联电路的暂态过程的特性；
2．欠阻尼状态过程的串联电路的暂态特性。
难点：
1．三种阻尼状态的特征和条件的分析。
2．数据的记录和作图分析。
3. 示波器的操作。
本授课单元教学过程设计：
实验理论指导采用黑板板书和幻灯片或PPT媒体教学等相结合。
黑板板书主要列数据的记录和处理以及注意事项。
本单元分3课时完成：
1．课前预习报告检查和座位安排：10-20分钟（提前进行）。
2．理论指导：20-30分钟：
3．学生实验及指导：115－125分钟。
理论指导：
0-5min：实验背景、实验目的、实验仪器介绍。
板书知识点如下：
（一）实验背景（幻灯片）
1．电路暂态过程就是电源接通或断开 “瞬间”，电路中的电流或电压非稳定的变化过程。
2．电路必须预先考虑到暂态过程中的过渡现象，
3．暂态过程可以从积极方面控制和利用，如提高过渡速度，可获得高电压或大电流等。
（二）实验目的（幻灯片）
1．研究串联电路的暂态特性。
2．研究串联电路的暂态特性。
3．加深、和各元件在电路中的作用。
（三）实验仪器（幻灯片）
双踪示波器、信号发生器、万用表、 电容器、电感器、电阻箱等。
5-10min：实验原理的讲解：
板书主要知识点：
（四）实验原理（幻灯片）
1．串联电路暂态过程
将电阻和电容串联成如20-1所示的电路图，当与“1”接通时，其充电方程为：
（20.1）
或写成 （20.2）
图20-1 RC串联电路的暂态过程示意图
上述方程的初始条件是，因此可以解出式（20.2）的解
（20.3）
式中 （）称为串联电路的时间常数，单位为秒；（）为电容器端电压为时所贮藏的电荷量大小，单位为库仑；为时刻电容器贮藏的电荷量。
由式（20.3）可计算出电容和电阻两端的电压与时间关系的表达式：
（20.4）
（20.5）
当与“0”接通时，放电方程为：
（20.6）
根据初始条件 ，可以得到
（20.8）
（20.9）
由上述公式可知，，和都按指数变化，值越大，则变化越慢，即电容的充电或放电越慢。图20-2给出了不同值的变化情况，其中。
图20-2 不同值的变化示意图
2．串联电路的暂态过程
将、和元件串联组成如图20-3所示的电路图，先将K打向“1”，待稳定后打向“2”，这称为串联电路的放电过程。此时方程为：,即。由于，则得
（20.10）
初始条件为，和，这样方程的解可以分为以下三种情况：
（1）当时，为欠阻尼状态。式（20.10）的解为
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