2016-2017学年高中物理第5章家用电器与日常生活第3节从电路元件到家用电器教师用书鲁科版选修

1、第3节从电路元件到家用电器课标解读重点难点1.识别电阻器、电容器、电感器，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2.了解家用电器常见故障发生的原因，具有排除简单家用电器故障的技能.1.电阻器、电容器、电感器的作用，电器常见故障排除(重点)2.电感器的作用(难点)电阻器1.基本知识(1)定义：利用材料对电流产生阻碍作用的特性制造的电路元件，我们称为电阻器(2)单位：欧姆，用符号表示(3)电阻的种类按电阻阻值是否可调，可分为固定电阻和可变电阻按构造可分为绕线电阻和非绕线电阻按材料可分为碳膜电阻、金属膜电阻、金属氧化膜电阻等还有特种电阻，如热敏电阻、光敏电阻、湿敏电阻、压敏电阻和磁敏电阻等(4)主要作用控制电路中的电流、电压将电能转化为其他形式能量(5)热效应：电流通过导体时，电能转化为内能，从而使导体温度升高，这种现象叫做电流的热效应2探究交流夏天收看电视节目时，开机时间长了要注意通风，这是为什么？【提示】因电流的热效应，通电时导线要发热，机内元件也要发热.电容器1.基本知识(1)定义：一种能储存电荷的装置两块金属材料，中间用介质隔开，就构成了一只电容器(2)单位：法拉(F

2、)；1 F106F.(3)耐压：电容器长时间连续可靠工作时，两电极间承受的最高电压，称为电容器的额定电压，简称耐压(4)作用：储存电能；阻直流，通交流2思考判断(1)电容器在交变电路中，相当于一个电阻具有分压作用()(2)电容器接到交流电源时，有自由电荷通过电容器()3探究交流为什么电容器与直流电源相连时，不能形成持续的电流？【提示】当电容器与直流电源的两极相连接时，接通的瞬间因电容器充电产生瞬时电流，充电完毕后，电容器两极板间电压与电源两极间电压相等，电路中没有电流.电感器和日光灯1.基本知识(1)电感器构造：用漆包线、纱包线或镀银铜线等导线绕制在绝缘管上的一种常用电子元件特征：对直流电阻碍作用小，而对交流电阻碍作用大单位：亨利(H)，常用单位：1 mH103H.电感器在生活中有着广泛的应用，如在日光灯电路中就用到电感器(2)日光灯日光灯的电路日光灯的电路如图531所示图531启动器利用氖管的辉光放电，起着自动把电路接通和断开的作用镇流器在日光灯点燃时，利用自感现象，产生瞬时高压；在日光灯正常发光时，利用自感现象起降压限流作用2思考判断(1)日光灯使用的是稳恒电流()(2)日光灯正常

3、发光后，启动器就不起什么作用了()(3)镇流器只起升压作用()3探究交流在电工师傅修理不亮的日光灯时，怀疑是启动器损坏，使用随身携带的带有绝缘把手的尖嘴钳的两尖头将电路接通片刻，然后迅速拔出，日光灯便启动起来，请给予解释【提示】尖嘴钳的两尖头接通电路片刻，相当于启动器中动触片与静触片导电；迅速拔出相当于动触片与静触片分离，从而在镇流器两端产生瞬时高压，进而使日光灯管内稀薄气体电离而导电，日光体便启动起来.电阻器、电容器、电感器在电路中作用的比较 【问题导思】1电容器导电时，自由电荷是否通过了电容器？【提示】没通过2电感器对直流和交流的阻碍作用为什么不同？【提示】通直流，阻交流1电容器(1)工作原理图532电容器广泛应用于滤波、耦合、振荡等电子电路中，如收音机的调谐电路中就有电容器电容器的工作原理如图532所示，电容器接直流电源时，灯泡虽然不亮，但是电容器自身带上了电荷，并且接电源正极的极板带的是正电，接负极的极板带的是负电当接交变电流时，因为交变电流的电压周期性变化，所以电容器两个极板上的电量也周期性变化，相当于电流“通过”了电容器(实际上电子没有穿过电容器)，因此，接交流电的时候灯泡

4、发光(2)在电路中的作用电容器的作用就是充放电，在充放电时形成充放电电流，当充放电结束或稳定后，电路中的电流消失在直流电路里，充放电结束后，不通直流电，具有隔直的作用在交流电路里，充放电一直进行着，我们就说交流电通过了电容器，具有通交流的作用但电容器对交流电有阻碍作用，且该阻碍作用随频率的增加而减小电容器在电路里“通交流，隔直流；通高频，阻低频”2电感器自感现象，通过线圈自身的电流发生变化时而产生的电磁感应现象叫做自感现象在一切含有较大电感且电流也很大的电路中，在接通电源或切断电源的瞬间，电感线圈中会产生很高的自感电动势，这种电动势有很大的安全隐患电感器实际上就是线圈，对直流电的作用就是直流电阻在交流电路中，由于自感的作用，对交变电流起阻碍作用，且随频率的增加阻碍作用增大电感器在电路里“通直流，阻交流；通低频，阻高频”3三种元件的比较电阻器电容器电感器对直流电的作用阻碍作用阻止作用阻碍作用小对交流电的作用阻碍作用阻碍作用阻碍作用大如图533所示，当交流电源的电压(有效值)U220 V、频率f50 Hz时，3盏灯L1、L2、L3的亮度相同(L无直流电阻)图533(1)(多选)将交流电源的

5、频率变为f100 Hz，则_(填正确选项的字母)(2)(多选)将电源改为U220 V的直流电源，则_(填正确选项的字母)AL1灯比原来亮BL2灯比原来亮CL3灯和原来一样亮 DL3灯比原来亮【审题指导】(1)恒定直流无法通过电容器，但可通过电阻器和电感器(2)交流可通过电感器和电容器，但其对电流的阻碍作用与交流电的频率有关【解析】(1)电容的容抗与交流电的频率有关，频率越高，容抗越小，即对高频交流电的阻碍作用越小，所以A项对；线圈对交流电的阻碍作用随频率的升高而增大，所以B项错；电阻R中电流只与交流电压的有效值及R的阻值有关，所以C项正确(2)直流电无法通过电容器，所以L1灯不亮线圈L无电阻，所以L2灯比原来亮电压值与交流电的有效值相同，所以L3灯亮度不变【答案】(1)AC(2)BC电感器阻碍交流电相当于大电阻阻碍直流电相当于小电阻，电容器阻碍交流电相当于电阻，阻碍直流电相当于断路电阻器阻碍直流电和交流电电阻相同1关于电感器的性质，下列说法正确的是()A直流电能够通过电感器，但电感器对直流电有很大的阻碍作用B交流电能够通过电感器，但电感器对交流电有很小的阻碍作用C直流电和交流电都不能通

6、过电感器D直流电和交流电都能通过电感器，但电感器对直流电的阻碍作用很小，而对交流电的阻碍作用很大【解析】根据电感器在电路中对直流电和交流电所起的作用，可判定D正确【答案】D简单家用电器常见故障的排除【问题导思】1如果电器在正常工作时突然停止，一定是该电器损坏了吗？【提示】不一定2若发现有焦味或看到冒烟等问题，首先如何做？【提示】切断电源1如果电器在正常工作时突然停止工作而又没有出现任何焦味，首先应该检查插头、插板是否接触不良或有问题；再看供电电压是否正常，确定是否停电或落闸或者保险丝是否熔断等，最后查看电器的保险丝是否熔断2若发现有焦味或工作异常或已看见冒烟等问题，应立刻断开电源，故障排除前不能继续使用下表为白炽灯常见故障、原因分析及检修办法，请在横线上填空.故障现象原因检修方法灯泡不亮电源保险丝未断情况下：灯泡灯丝断灯泡灯头与灯座内接点未接触上灯座内或线路中有断线处电源保险丝烧断情况下：灯泡灯座处有短路现象总用电量超过保险丝容量其他电器或线路短路切断电源检查：换新灯泡检查灯座内弹性接点是否失去弹性找到断线处，接通_检修短路电器或电源线【审题指导】对于电路故障问题要从现象入手，考虑可能

7、的原因【解析】当灯座处有短路时，应修理灯座或换新灯座，当总用电量超过保险丝容量时，应更换大容量保险丝【答案】修理灯座或换新灯座换用容量大些的保险丝2下表为白炽灯常见故障、原因分析及检修办法，请在横线上填空.【答案】把松动处接紧换新灯泡【备课资源】(教师用书独具)电容器的发明1745年普鲁士(德国的前身)的一位副主教克莱斯特(Ewald Georg von Kleist,17001748)在实验中利用导线将摩擦所起的电引向装有铁钉的玻璃瓶当他用手触及铁钉时，受到猛烈的一击，他由此发现了放电现象1746年，荷兰莱顿大学的物理学教授马森布罗克(Pieter von Musschen,16921761)在克莱斯特发现的启发下发明了收集电荷的“莱顿瓶”通过这个实验，他得出结论：把带电体放在玻璃瓶内可以把电保存下来这个实验称为“莱顿瓶实验”，也造就我们今天的电容在那时候经常出现这种现象，即好不容易起得的电往往在空气中逐渐消失为了寻找一种保存电的方法，马森布罗克试图使电能贮藏在装水的瓶中他将一根铁棒用两根丝线悬挂在空中，用起电机与铁棒相连；再用一根铜钱从铁棒引出，浸在一个盛有水的玻璃瓶中，然后开始实

8、验，他叫一助手一手握住玻璃瓶，马森布罗克在旁边使劲摇动起电机(一个绕轴旋转的玻璃球，球与人的手掌摩擦，就带电了)实验如图所示这时，他的助手不小心用另一只手碰到铁棒，他猛然感到一次强烈的打击全身颤抖了一下，不禁喊叫起来于是马森布罗克与助手互换了一下，让助手摇起电机，他自己用右手托住水瓶子，并用另一只手去碰铁棒，这时他的手臂与身体也产生一种无法形容的恐怖感觉，“好象受了一次雷击那样”他由此得出结论，把带电体放在玻璃瓶内可以把电保存下来只是当时搞不清楚起保存电荷作用(按现在的说法是蓄电作用)的究竟是瓶子，还是瓶子里的水？不久，对莱顿瓶进行了改进，把玻璃瓶的内壁与外壁都用金属箔贴上在莱顿瓶顶盖上插一根金属棒，它的上端连接一个金属球，它的下端通过金属链与内壁相连这样莱顿瓶实际上是一个普通的电容器若把它的外壁接地，而金属球连接到电荷源上，则在莱顿瓶的内壁与外壁之间会积聚起相当多的电荷当莱顿瓶放电时可以通过相当大的电流莱顿瓶的发明，为科学界提供了一种贮存电的有效方法，为进一步深入研究电现象提供了一种新的强有力的手段，对电知识的传播与发展起了重要作用.1如图534所示，一个灯泡和一个电感器相连后与一个交流电源相接灯泡正常发光，现只将交流电的频率增加，则该灯泡将()图534A变亮B变暗C对灯没影响 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绕组上的电势差与灯泡上的电势差之和当交流电的频率增加时，线圈的阻碍作用变大，故灯泡变暗，B正确【答案】B2在如图535所示电路中，交变电源是有效值为220 V的电源，C是电容器，R是电阻，关于交流电压表的示数，下列说法中正确的是()图535A等于220 V B大于220 VC小于220 V D等于零【解析】电路接入交流电源时电容器相当于一个电阻，因其分压作用，电阻R上的电压一定小于U，故C正确【答案】C3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

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