2018版高中物理 第4章 家用電器與日常生活 第4節(jié) 家用電器的基本元件學(xué)案 粵教版選修1 -1.doc

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第四節(jié)　家用電器的基本元件 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 知 識(shí) 脈 絡(luò) 1.識(shí)別電阻器、電容器、電感器．(重點(diǎn)) 2．初步了解它們?cè)陔娐分械淖饔靡约霸谌粘Ｉ詈蜕a(chǎn)中的應(yīng)用．(難點(diǎn)) 電 阻 器 的 作 用 　電阻器的主要作用：在電路中電阻的主要作用是改變和控制電路中的電流、電壓的大小，即電阻器對(duì)電流有阻礙作用． 1．金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大．(√) 2．滑動(dòng)變阻器是靠改變連入電路的導(dǎo)體的橫截面積來改變電阻的．() 導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)？ 【提示】　導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料、長度和橫截面積有關(guān)，與溫度也有關(guān)系． 電阻器的作用和分類 1．控制電路：通過改變電阻器的電阻值，改變電路中的電流或改變電路中某部分電路的電壓，如圖441. 圖441 2．釋放熱能：電流通過電阻器時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為熱能．電烤箱、電爐、電熨斗等就是利用電阻器的這一特性工作的． 3．各種電阻器 (1)普通電阻：由電阻值受環(huán)境溫度等因素影響很小或者不受環(huán)境溫度等因素影響的金屬材料制成．普通電阻可制成定值電阻和變阻器，變阻器是利用改變導(dǎo)體長度來改變導(dǎo)體電阻的． (2)熱敏電阻：電阻值隨溫度的變化而改變，分金屬熱敏電阻和半導(dǎo)體熱敏電阻兩種．一般應(yīng)用于溫度傳感器電路中． (3)光敏電阻：電阻值隨照射光的強(qiáng)弱的變化而改變，一般光敏電阻的阻值隨入射光強(qiáng)度的增加而減小．光敏電阻一般應(yīng)用于光傳感器電路中． (4)壓敏電阻：電阻值隨電壓的變化而變化． 1．關(guān)于導(dǎo)體的電阻及導(dǎo)電性能(電阻率)的說法中，正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：75392129】 A．導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用叫導(dǎo)體的電阻，因此只有導(dǎo)體有電流通過時(shí)，才具有電阻 B．由R＝U/I可知，導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體中的電流成反比 C．將一根導(dǎo)線一分為二，則半根導(dǎo)線的電阻和電阻率都是原來的二分之一 D．以上說法均不對(duì) 【解析】　導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用叫做導(dǎo)體的電阻，它只跟導(dǎo)體的幾何形狀和材料性質(zhì)有關(guān)，跟導(dǎo)體是否通電及通電電流的大小無關(guān)．導(dǎo)電性能(電阻率)的大小和導(dǎo)體幾何形狀無關(guān)，只跟材料性質(zhì)和溫度有關(guān)．所以選D. 【答案】　D 2．電子產(chǎn)品制作車間里常常使用電烙鐵焊接電阻器和電容器等零件，技術(shù)工人常將電烙鐵和一個(gè)白熾燈串聯(lián)使用，電燈還和一只開關(guān)并聯(lián)，然后再接到市電上(如圖442所示)，下列說法正確的是(　　) 圖442 A．開關(guān)接通時(shí)比開關(guān)斷開時(shí)消耗的總電功率大 B．開關(guān)接通時(shí)，電燈熄滅，只有電烙鐵通電，可使消耗的電功率減小 C．開關(guān)斷開時(shí)，電燈發(fā)光，電烙鐵也通電，消耗的總功率增大，但電烙鐵發(fā)熱功率減小 D．開關(guān)斷開時(shí)，電燈發(fā)光，可供在焊接時(shí)照明使用，消耗總功率不變 【解析】　開關(guān)接通將燈泡短路，電燈熄滅，電路中總阻值減小，由P＝知，電路的總電功率增大，A對(duì)，B錯(cuò)．開關(guān)斷開時(shí)，電燈發(fā)光，電路中總阻值較大，由P＝知，電路的總電功率減小，電烙鐵發(fā)熱功率減小，C、D錯(cuò)． 【答案】　A 3．用功率2 kW的電爐把2 kg水從20 ℃加熱到100 ℃，如電爐的效率為30%，需要多少時(shí)間？已知水的比熱為4.2103 J/(kg℃)． 【解析】　根據(jù)加熱水所需吸收的熱與電流產(chǎn)生的熱量，由熱平衡方程即得 2 kg水從20 ℃加熱至100 ℃需吸熱：Q1＝cmΔt 電爐在時(shí)間t內(nèi)放出的有效熱量為Q2＝ηPt 由Q1＝Q2，即：cmΔt＝ηPt 得加熱時(shí)間 t＝＝ s＝1 120 s. 【答案】　1 120 s. 電 容 器 和 電 感 器 1．電容器 (1)組成：電容器由互相靠近而又彼此絕緣的兩個(gè)導(dǎo)體組成． (2)作用：能夠把外部電路的電能儲(chǔ)存在電容器內(nèi)部的電場(chǎng)中． (3)在電路中的功效：直流電不能通過電容器，交流電能通過電容器，交流電的頻率越低，電流的通過能力越低． 2．電感器 (1)組成：由導(dǎo)線繞成的各種形狀的線圈． (2)作用：能夠把外部電路的電能儲(chǔ)存在電感器內(nèi)部的磁場(chǎng)中． (3)在電路中的功效：電感器對(duì)交流電有阻礙作用，直流電能通過電感器．交流電的頻率越高，阻礙作用越明顯． 1．電容器可以用來儲(chǔ)存電荷．(√) 2．電感器對(duì)直流電、交流電都沒有阻礙作用．() 電容器是互相靠近而彼此絕緣的兩個(gè)導(dǎo)體組成，交流電是怎樣通過電容器的？ 【提示】　交流電能通過電容器是電容器不斷地充電、放電的結(jié)果． 1．電容器 (1)電容器(如圖)：電容器是一種能容納電荷的容器．由兩個(gè)彼此絕緣且靠近的導(dǎo)體組成．平行板電容器由兩個(gè)正對(duì)的金屬板——極板和置于兩板之間的絕緣物質(zhì)——電介質(zhì)組成．電容器所帶電荷量是指一板上的電荷量的絕對(duì)值． (2)電容器的作用 ①儲(chǔ)存電能：把外部電路的電能儲(chǔ)存在電容器內(nèi)部的電場(chǎng)中． ②隔直流通交流：直流電不能通過電容器，交流電能夠通過電容器．交流電的頻率越低，電容器對(duì)交流電的阻礙作用越明顯． ③電容器的充電和放電： 充電：把原來不帶電的電容器的一個(gè)極板與電池組的正極相連，另一個(gè)極板與負(fù)極相連，如圖442，使兩個(gè)極板上分別帶上了等量的異種電荷． 圖442 放電：充電后的電容器兩個(gè)極板之間存在電壓，把兩個(gè)極板用導(dǎo)線接通，兩極板上的電荷互相中和． 2．電感器 自感現(xiàn)象是通過線圈自身的電流發(fā)生變化時(shí)而產(chǎn)生的電磁感應(yīng)現(xiàn)象．在一切含有較大電感且電流也很大的電路中，在接通電源或切斷電源的瞬間，電感線圈中會(huì)產(chǎn)生很高的自感電動(dòng)勢(shì)，這種電動(dòng)勢(shì)有很大的安全隱患． 電感器實(shí)際上就是線圈，對(duì)直流電的作用就是直流電阻．在交流電路中，由于自感的作用，對(duì)交變電流起阻礙作用，且隨頻率的增加阻礙作用增大． 電感器在電路里“通直流，阻交流；通低頻，阻高頻”． 4．使用220 V交流電源的電氣設(shè)備和電子儀器，金屬外殼與電源之間都有良好的絕緣性．但是，有時(shí)候用手摸外殼時(shí)仍會(huì)感到“麻手”，用試電筆測(cè)試時(shí)氖管也會(huì)發(fā)光，這是為什么？ 【解析】　既然用手摸外殼時(shí)仍會(huì)感到“麻手”，用試電筆測(cè)試時(shí)氖管也會(huì)發(fā)光，這充分說明外殼上有電荷，通過接觸形成電流，這與交變電流有關(guān)，金屬外殼與電源之間雖然都有良好的絕緣性，但相當(dāng)于一個(gè)電容器，交變電流是可以通過的． 【答案】　與電源相連的機(jī)芯和金屬外殼可以看作電容器的兩個(gè)極板，交變電流能夠“通過”這個(gè)“電容器”． 5．如圖443所示，一個(gè)燈泡和一個(gè)電感器相連后與一個(gè)交流電源相接，現(xiàn)將一塊鐵芯插入線圈之后，該燈泡將(　　) 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：75392130】 圖443 A．變亮　　　　　　　 B．變暗 C．沒變化 D．不能確定 【解析】　線圈和燈泡是串聯(lián)的，因此加在串聯(lián)電路兩端的總電壓一定是線圈上的電勢(shì)差與燈泡上的電勢(shì)差之和．由墻上插孔提供220 V的交流電壓，當(dāng)未插鐵芯時(shí)，由于線圈電阻很小，空心線圈的自感系數(shù)也很小，線圈在電路中對(duì)電流的阻礙作用很小，因此燈泡兩端的電壓幾乎為220 V；當(dāng)鐵芯插入線圈后，線圈的自感系數(shù)比原來大得多，當(dāng)交變電流通過時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的自感電動(dòng)勢(shì)阻礙回路中電流的變化，使得加在燈泡兩端的電壓小于220 V，因而燈泡的亮度將變暗，故B選項(xiàng)正確． 【答案】　B 6．某實(shí)驗(yàn)電路圖如圖444所示，電路接入交流電，燈亮．保持電壓不變使頻率逐漸增大，觀察到燈逐漸變亮，則X接入的是(　　) 圖444 A．電容器 B．電感器 C．電阻器 D．保險(xiǎn)絲 【解析】　交流電能夠通過電容器．交流電的頻率越低，電容器對(duì)交流電的阻礙作用越明顯．當(dāng)交流電頻率增大時(shí)，電容器對(duì)交流電的阻礙作用減小，燈泡亮度增加． 【答案】　A