第四节 家用电器的基本元件
学 习 目 标
知 识 脉 络
1.识别电阻器、电容器、电感器．(重点)
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．(难点)
[自 主 预 习·探 新 知]
[知识梳理]
一、电阻器的作用
电阻器的主要作用：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．
二、电容器和电感器
1．电容器
(1)组成：电容器由互相靠近而又彼此绝缘的两个导体组成．
(2)作用：能够把外部电路的电能储存在电容器内部的电场中．
(3)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
(1)组成：由导线绕成的各种形状的线圈．
(2)作用：能够把外部电路的电能储存在电感器内部的磁场中．
(3)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．
[基础自测]
1．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)电阻器对电流有阻碍作用．(√)
(4)电容器可以用来储存电荷．(√)
(5)电感器对直流电、交流电都没有阻碍作用．(×)
(6)交流电不能通过电容器，直流电能通过电容器．(×)
[提示] (2)改变导体的长度来改变电阻的．
(5)电感器对交流电有阻碍作用．
(6)交流电能通过电容器，直流电不能通过电容器．
2．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R＝U/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
D [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.]
3．(多选)某电容器上标有“1.5 μF 9 V”的字样，则该电容器( )
A．该电容器的电容是1.5 μF
B．该电容器的耐压值是9 V
C．加在该电容器上的电压不应超过9 V
D．该电容器的击穿电压为9 V
ABC [电容器上标注的“1.5 μF 9 V”是电容器的标称容量，即电容的数值为1.5 μF和电容器的额定电压是9 V，额定电压是电容器长时间连续可靠工作时，两极间承受的最高电压，简称耐压．若电容器的实际电压超过额定电压，就会被击穿而失去作用，所以电容器的击穿电压要大于其额定电压，故A、B、C正确．]
[合 作 探 究·攻 重 难]
电阻器的作用
电阻器的作用和分类
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4-4-1.
图4-4-1
2．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．
将图4-4-2所示的滑动变阻器连入电路，要求滑动变阻器的滑片P向右移动时电路中的电阻变大，则滑动变阻器连入电路的接线柱应是( )
图4-4-2
A．A和B B．C和B
C．B和D D．A和C
D [A、B间有电阻丝，滑片向右移，A、P间电阻丝长度变大，电阻变大，故连入电路的接线柱为A和C或A和D.]
滑动变阻器改变电阻的原理是通过改变连入电路中电阻丝的长度，从而改变电阻值，连入电路中电阻丝越长，阻值越大，反之越小.
[针对训练]
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4-4-3所示)，下列说法正确的是( )
图4-4-3
A．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
A [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．]
电容器和电感器
1．电容器
(1)电容器(如图4-4-4)：电容器是一种能容纳电荷的容器．由两个彼此绝缘且靠近的导体组成．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4-4-4，使两个极板上分别带上了等量的异种电荷．
图4-4-4
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．
2．电感器
自感现象是通过线圈自身的电流发生变化时而产生的电磁感应现象．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”．
某实验电路图如图4-4-5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4-4-5
A．电容器 B．电感器
C．电阻器 D．保险丝
A [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．]
电容器对电路的作用是通交流、隔直流，电感器的作用是通直流、阻交流，电阻器对交流和直流的阻碍作用相同.
[针对训练]
2．(多选)下列说法正确的是( )
A．直流电不能通过电容器
B．电容器接在交流电源上，电路里有电流，这是电容器的充电和放电电流
C．电容器接在交流电源上，电路里有电流，这证明电荷流过了电容器两极之间的绝缘介质
D．电容器接在交流电源上，电容器的充电、放电电流在电路里流动的效果，就像电流通过电容器一样
ABD [电容器能“通交流、隔直流”，电容器对直流电来说，相当于电阻无穷大，A正确．对交流电，由于电容器的充、放电形成了电流，电流虽然没有通过电容器，但从效果上看，好像电流通过了电容器，B、D正确，C错误．]
[当 堂 达 标·固 双 基]
1．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
A [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．]
2．如图4-4-6所示，是一个常用的电子元件，关于它的说法正确的是( )
图4-4-6
A．这个电子元件名称叫电阻
B．这个电子元件的电容是220法拉
C．这个电子元件可容纳的电量是50库仑
D．这个电子元件耐压值为50伏
D [从图上的标示可知该电子元件是电容器，其电容值C＝220 μF＝2.20×10－4F，U＝50 V为该电容器的耐压值，即电压小于50 V都可以正常工作．]
3．下列电器或设备中，属于纯电阻电器或设备的是( )
A．电扇和电吹风 B．白炽灯和电热毯
C．洗衣机和电烙铁 D．电解槽和电冰箱
B [纯电阻电器或设备是指把电能全部转化为内能(热能)的电器或设备，以上电器中，电热毯、电烙铁、白炽灯都是纯电阻电器；电扇和电吹风、洗衣机是电动机，它们把电能的一部分转化为机械能，另一部分转化为内能；电解槽把电能的一部分转化为化学能，另一部分转化为内能；电冰箱是制冷设备，是转移能量的设备．]
课件15张PPT。
第四节 家用电器的基本元件目标导航预习导引目标导航预习导引知识精要迁移应用典题例解二一一、家用电器中的基本元件
(一)电阻器
1.定义
是利用材料对电流产生阻碍作用而制造的电路元件,是用电设备中应用最多的元件之一.
2.作用
电阻的主要作用是控制电路中的电流、电压或者起到将电能转化为其他形式能的作用.
3.电热器
定义:利用电流热效应工作的电器.
常见家用电热器:电炉、电饭煲、电烤箱、电火锅、电熨斗、电吹风等.(二)电容器
1.定义
是一种储存电荷的装置,两块金属材料中间用介质隔开就构成电容器.
2.特征
阻止直流电流通过,允许交变电流通过.交变电流的频率越低,电流的通过能力也越低.知识精要迁移应用典题例解二一(三)电感器
1.定义
用漆包线、纱包线或镀银铜线等导线绕制在绝缘管(管内有铁芯或磁芯)上的一种常用电子元件.
2.特征
直流、交流都能通过电感器,但它对直流阻碍作用小,对交流阻碍作用大.交变电流的频率越高,阻碍作用越明显.
3.应用
(1)镇流器:一是产生高压以启动灯管;二是降压限流.
(2)安全开关:预防电流大、电感强的电路在切断电源时产生高压电弧.知识精要迁移应用典题例解二一知识精要迁移应用典题例解二一【例1】 在交变电流中,如果电源电动势的最大值不变,频率可以改变,在如图所示电路a、b两点间逐次将图中的电路元件(1)(2)(3)单独接入,当使交变电流频率增加时,可以观察到下列所述的情况是( )
A.A1示数不变,A2增大,A3减小
B.A1示数减小,A2不变,A3增大
C.A1示数增大,A2不变,A3减小
D.A1、A2、A3的示数均不变解析:在交变电流中,当频率增加时,电容器对电流的阻碍作用减小,电感器对电流的阻碍作用增大,而电阻是与频率无关的,在电路中,电源的电动势最大值不变,即a、b两点间的电压不变.答案:C 答案:C 知识精要迁移应用典题例解二一1.如图所示,把电阻R、电感线圈L、电容C并联接到一交流电源上,三个电流表示数相同.若保持电源电压大小不变,而将频率减小,则三个电流表的示数I1、I2、I3的关系是( )
A.I1=I2=I3
B.I1>I2>I3
C.I2>I1>I3
D.I3>I1>I22.交变电流通过一段长直导线时,电流为I,如果把这根长直导线绕成线圈,再接入原电路,通过线圈的电流为I',则( )
A.I'>I
B.I'C.I'=I
D.无法比较解析:长直导线的自感系数很小,感抗可忽略不计,其对交变电流的阻碍作用可以看做是纯电阻,流经它的交变电流只受到导线电阻的阻碍作用.当导线绕成线圈后,电阻值未变,但自感系数增大,对交变电流不但有电阻,而且有感抗,阻碍作用增大,电流减小.答案:B 知识精要迁移应用典题例解二一知识精要迁移应用典题例解二、电容器、电感器的综合应用 电容器的作用是“隔直流、通交流”,即电容器在直流电路中相当于断路,在交流电路中相当于导线.
电感器能够通直流、阻交流,通低频、阻高频.二一二一【例2】 如图所示电路中,a、b两端连接的交流电源既含高频交流,又含低频交流,L是一个25 mH的高频扼流圈,C是一个100 pF的电容器,R是负载电阻.下列说法中不正确的是( )
A.L的作用是“通低频、阻高频”
B.C的作用是“通交流、隔直流”
C.C的作用是“通高频、阻低频”
D.通过R的电流中,低频交流所占的百分比远大于高频交流所占的百分比解析:L是一个自感系数很小的高频扼流圈,其作用是“通低频”,A正确.C是一个电容很小的电容器,在图示电路中,对高频交流的容抗远小于对低频交流的容抗,其作用是“通高频、阻低频”,C正确.因电路中无直流电流,B错误.答案:B 知识精要迁移应用典题例解二一知识精要迁移应用典题例解1.把线圈L与白炽灯串联后,先接直流电源,再把它接到交流电源上,则( )
A.白炽灯变亮 B.白炽灯变暗
C.白炽灯亮度不变 D.都有可能解析:线圈的作用是通直流、阻交流.把该电路从直流电源接到交流电源上以后,线圈对电流的阻碍作用增大,电流变小,白炽灯变暗.答案:B 二一知识精要迁移应用典题例解2.把电容器C与白炽灯串联后,先接直流电源,再把它接到交流电源上,则( )
A.白炽灯接直流电源变暗
B.白炽灯接交流电源亮
C.白炽灯接直流电源亮
D.白炽灯接交流电源不亮解析:电容器C有“隔直通交”作用,B正确.答案:B 二一知识精要迁移应用典题例解
