高中物理 第4章 家用电器与日常生活 第4节 家用电器的基本元件教师用书 粤教版

第四节家用电器的基本元件课标解读重点难点1.识别电阻器、电容器、电感器.2.初步了解它们在电路中的作用以及在日常生活和生产中的应用.1.电阻器、电容器、电感器的识别(重点)2.它们在电路中的作用(难点)电阻器的作用1.基本知识电阻的主要作用：在电路中电阻的主要作用是改变和控制电路中的电流、电压的大小，即电阻器对电流有阻碍作用2思考判断(1)金属导体的电阻随温度的升高而增大()(2)滑动变阻器是靠改变连入电路的导体的横截面积来改变电阻的()3探究交流导体的电阻与哪些因素有关？【提示】导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关，与温度也有关系。电容器和电感器1.基本知识(1)电容器组成：电容器由互相靠近而又彼此绝缘的两个导体组成作用：能够把外部电路的电能储存在电容器内部的电场中在电路中的功效：直流电不能通过电容器，交流电能通过电容器，交流电的频率越低，电流的通过能力越低(2)电感器组成：由导线绕成的各种形状的线圈作用：能够把外部电路的电能储存在电感器内部的磁场中在电路中的功效：电感器对交流电有阻碍作用，直流电能通过电感器交流电的频率越高，阻碍作用越明显2思考判断(1)电容器可以用来储存电荷()(2)电感器对直流电、交流电都没有阻碍作用()3探究交流电容器是互相靠近而彼此绝缘的两个导体组成，交流电是怎样通过电容器的？【提示】交流电能通过电容器是电容器不断地充电放电的结果.电阻器的作用和分类【问题导思】1.电阻器在电路中有何作用？2.常见电阻器分为哪几类？1控制电路：通过改变电阻器的电阻值，改变电路中的电流或改变电路中某部分电路的电压，如图441.图4412释放热能：电流通过电阻器时，电能全部转化为热能电烤箱、电炉、电熨斗等就是利用电阻器的这一特性工作的3各种电阻器(1)普通电阻：由电阻值受环境温度等因素影响很小或者不受环境温度等因素影响的金属材料制成普通电阻可制成定值电阻和变阻器，变阻器是利用改变导体长度来改变导体电阻的(2)热敏电阻：电阻值随温度的变化而改变，分金属热敏电阻和半导体热敏电阻两种一般应用于温度传感器电路中(3)光敏电阻：电阻值随照射光的强弱的变化而改变，一般光敏电阻的阻值随入射光强度的增加而减小光敏电阻一般应用于光传感器电路中(4)压敏电阻：电阻值随电压的变化而变化用功率2 kW的电炉把2 kg水从20 加热到100 ，如电炉的效率为30%，需要多少时间？已知水的比热为4.2103 J/(kg)【解析】根据加热水所需吸收的热与电流产生的热量，由热平衡方程即得2 kg水从20 加热至100 需吸热：Q1cmt电炉在时间t内放出的有效热量为Q2Pt由Q1Q2，即：cmtPt得加热时间t s1 120 s.【答案】1 120 s.1电子产品制作车间里常常使用电烙铁焊接电阻器和电容器等零件，技术工人常将电烙铁和一个白炽灯串联使用，电灯还和一只开关并联，然后再接到市电上(如图442所示)，下列说法正确的是()图442A开关接通时比开关断开时消耗的总电功率大B开关接通时，电灯熄灭，只有电烙铁通电，可使消耗的电功率减小C开关断开时，电灯发光，电烙铁也通电，消耗的总功率增大，但电烙铁发热功率减小D开关断开时，电灯发光，可供在焊接时照明使用，消耗总功率不变【解析】开关接通将灯泡短路，电灯熄灭，电路中总阻值减小，由P知，电路的总电功率增大，A对，B错开关断开时，电灯发光，电路中总阻值较大，由P知，电路的总电功率减小，电烙铁发热功率减小，C、D错【答案】A电容器【问题导思】1.电容器的基本结构怎样？2.电容器在电路中有何作用？1电容器(如图)：电容器是一种能容纳电荷的容器由两个彼此绝缘且相近的导体组成平行板电容器由两个正对的金属板极板和置于两板之间的绝缘物质电介质组成电容器所带电荷量是指一板上的电荷量的绝对值2电容器的作用(1)储存电能：把外部电路的电能储存在电容器内部的电场中(2)隔直流通交流：直流电不能通过电容器，交流电能够通过电容器交流电的频率越低，电容器对交流电的阻碍作用越明显(3)电容器的充电和放电：充电：把原来不带电的电容器的一个极板与电池组的正极相连，另一个极板与负极相连，如图443，使两个极板上分别带上了等量的异种电荷图443放电：充电后的电容器两个极板之间存在电压，把两个极板用导线接通，两极板上的电荷互相中和使用220 V交流电源的电气设备和电子仪器，金属外壳与电源之间都有良好的绝缘性但是，有时候用手摸外壳时仍会感到“麻手”，用试电笔测试时氖管也会发光，这是为什么？【审题指导】考虑到电容器的特性通交流，隔直流【解析】既然用手摸外壳时仍会感到“麻手”，用试电笔测试时氖管也会发光这充分说明外壳上有电荷，通过接触形成电流，这与交变电流有关，金属外壳与电源之间虽然都有良好的绝缘性，但相当于一个电容器，交变电流是可以通过的【答案】与电源相连的机芯和金属外壳可以看作电容器的两个极板，交变电流能够“通过”这个“电容器”2. (2013广东省学业水平考试)某实验电路图如图444所示，电路接入交流电，灯亮保持电压不变使频率逐渐增大，观察到灯逐渐变亮，则X接入的是()图444A电容器B电感器C电阻器D保险丝【解析】交流电能够通过电容器交流电的频率越低，电容器对交流电的阻碍作用越明显当交流电频率增大时，电容器对交流电的阻碍作用减小，灯泡亮度增加【答案】A【备课资源】为什么灯泡摔破会很响？普通白炽照明灯泡是依靠电流将灯丝加热到白炽温度(2 500 左右)而发光的温度很高的灯丝在空气中很容易被氧化，所以它必须隔绝空气工作，即将灯泡内抽成真空或充入与灯丝不起化学作用的氮气等气体一般灯泡40 W以下的抽成真空，40 W以上的充入氩气、氮气等气体，这样可以防止钨在高温时升华灯泡内部气体的压强很小，远小于外面的大气压强当灯泡破裂的时候，灯泡周围的空气就会填充灯泡内部的空间而发生碰撞从而发出很大的响声这同马德堡半球被拉开时发出很大的响声道理是一样的1关于导体的电阻及导电性能(电阻率)的说法中，正确的是()A导体对电流的阻碍作用叫导体的电阻，因此只有导体有电流通过时，才具有电阻B由RU/I可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比C将一根导线一分为二，则半根导线的电阻和电阻率都是原来的二分之一D以上说法均不对【解析】导体对电流的阻碍作用叫做导体的电阻，它只跟导体的几何形状和材料性质有关，跟导体是否通电及通电电流的大小无关导电性能(电阻率)的大小和导体几何形状无关，只跟材料性质和温度有关所以选D.【答案】D2如图445所示，一个灯泡和一个电感器相连后与一个交流电源相接，现将一块铁芯插入线圈之后，该灯泡将()图445A变亮B变暗C没变化D不能确定【解析】线圈和灯泡是串联的，因此加在串联电路两端的总电压一定是线圈上的电势差与灯泡上的电势差之和由墙上插孔提供220 V的交流电压，当未插铁芯时，由于线圈导线是粗的，其电阻很小，空心线圈的自感系数也很小，线圈在电路中对电流的阻碍作用很小，因此灯泡两端的电压几乎为220 V；当铁芯插入线圈后，线圈的自感系数比原来大得多，当交变电流通过时会产生较大的自感电动势阻碍回路中电流的变化，使得加在灯泡两端的电压小于220 V，因而灯泡的亮度将变暗，故B选项正确【答案】B3.如图446所示电路由交变电源供电，如果交变电流的频率增大，则()图446A电容器上电容增大B电容器阻碍作用增大C电路中灯泡亮度变亮D电路中灯泡亮度变暗【解析】电容器对高频交流电的阻碍作用很小【答案】C4电熨斗通电一段时间后，熨斗面很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这是因为()A导线的电阻远小于熨斗的电阻，导线消耗的电能很少B通过导线的电流远小于通过熨斗的电流C导线的散热比熨斗快D导线外有绝缘皮隔热【解析】导线与电熨斗是一种串联关系，由于导线电阻很小，所以消耗电能少【答案】A