粤教版（2019）物理必修第三册 4.1 常见的电路元器件 课件(34张ppt）

第四章　闭合电路
①物理观念：认识常见的电路元器件．了解电路工作时，各元器件的作用，并知道如何运用多用电表检测电路中的电压、电阻和电流．
②科学思维：理解内、外电压，理解闭合电路的欧姆定律．熟悉多用电表的结构和原理．
③科学探究：知道伏安法测量电源电动势和内阻的实验原理，进一步理解电源路端电压随电流变化的关系．学会用图像处理数据的方法．了解本实验的误差来源及减小方法．
④科学态度与责任：理解电源电动势的基本含义，会从能量的守恒和转化定律推导出闭合电路的欧姆定律．会用闭合电路的欧姆定律分析路端电压与负载的关系，会进行相关的电路分析和计算．
第一节　常见的电路元器件
学习目标
学法指导
1.识别电阻器、电容器、电感器、二极管
2．知道电感器和电容器对交变电流有阻碍作用和二极管的单向导电性
3．知道电感器和电容器对交变电流的阻碍作用与哪些因素有关
1.知道电阻器、电容器、电感器、二极管的表示及符号
2．能够利用电感器、电容器的特点定性分析简单的问题
知识导图
预习导学 | 新知领悟
1．电阻器分为阻值固定电阻器和阻值可变电阻器，用字母________及电路符号__________表示．
2．电容器由互相靠近而又彼此______的两导体组成，用字母______及电路符号________表示．
电路中的四种基本元件
R
绝缘
C
3．电感器是由绝缘导线绕成的各种形状的线圈．用字母______及电路符号____________表示．
4．二极管是一种具有两个电极的装置，按二极管的作用分为____________、____________、开关二极管等，二极管用字母_____及电路符号_____表示，箭头表示______电流的方向．
L
整流二极管
检波二极管
D
正向
1．电阻器对电流有______作用，在电压一定情况下，电阻越大，通过的电流______．
2．电容器有“隔______，通______”的作用．
电路中四种基本元件的作用
阻碍
越小
直流
交流

3．电感器能通过直流电，但对________有阻碍作用．
4．二极管是最常用的电子元件之一，它最大的特性就是_________，只允许电流由__________流过，常用作逻辑电路的开关，或对高频电路滤波整流．
交流电
单向导电
单一方向
【答案】电感器通过磁场储能，电容器通过电场储能．
电感器和电容器都能储存能量，那它们是通过什么储能的？
多维课堂 | 素养初培
1．电阻器对电流有阻碍作用的理解
电阻器是金属导体，内部有可以自由移动的自由电子和不能移动的带正电的原子核，形成电流时自由电子定向移动，必然与带正电的原子核有相互作用，产生阻碍作用．
2．交流电能“通过”电容器的理解
(1)电流实际上并没有通过电容器的电介质，也就是说，自由电荷定向移动，不会从一个极板经极板间的电介质到达另一个极板．
三类元器件对电流阻碍作用的理解
(2)电容器“通交流”，只不过是在交变电压的作用下，当电源电压升高时，电容器充电，电荷向电容器的极板上集聚，形成充电电流；当电源电压降低时，电容器放电，电荷从电容器的极板上放出，形成放电电流．电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流“通过”了电容器．
3．电感器对电流阻碍作用的理解
交变电流通过线圈时，由于电流时刻都在变化，会产生感应电动势阻碍电流的变化，这就是线圈的电感对交变电流的阻碍作用．(这个原理将在第六章学习)
精例1　下列说法不正确的是 (　　)
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，电路里有了电流，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

【答案】C
【解析】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．
变式1　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
【答案】B
【解析】当交变电流通过长直导线时，对交变电流的阻碍作用相当于一个电阻器，当导线绕成线圈后，就成了一个电感器，除受电阻的阻碍作用外，还受到电感器的阻碍作用，电流减小．
1．电容器在电路中的作用
电容器的作用就是充放电，在充放电时形成充放电电流，当充放电结束稳定后，电路中的电流消失．
(1)在直流电路里，充放电结束后，不通直流电，具有隔直流的作用．
(2)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．
电容器与电感器在电路中的作用
(3)交流电的频率越高，越容易通过电容器，电容器体现的阻碍越小．
总之，电容器在电路里“通交流，隔直流；通高频，阻低频”．
2．电感器在电路中的作用
电感器实际上就是线圈，对交变电流起阻碍作用，交流电的频率越大，阻碍越大(第六章学具体的原理)，能通直流．电感器在电路里“通直流，阻交流；通低频，阻高频”．
精例2　(多选)如图所示，当交流电源的有效电压U＝220 V、频率f＝50 Hz时，三只灯A、B、C的亮度相同(L无直流电阻)．
(1)将交流电源的频率变为f＝100 Hz，则 (　　)
A．A灯比原来亮　　
B．B灯比原来亮
C．C灯和原来一样亮　　
D．C灯比原来亮
(2)将电源改为U＝220 V的直流电源，则 (　　)
A．A灯比原来亮　　 B．B灯比原来亮
C．C灯和原来一样亮　　 D．C灯比原来亮
【答案】(1)AC　(2)BC
【解析】(1)将交流电的频率变高，线圈的阻碍作用变大，电容器的阻碍作用变小，电阻的阻碍作用不变，由此得出A灯变亮，B灯变暗，C灯亮度不变，A、C正确，B、D错误．
(2)将电源改为直流电，电容器不通直流电，线圈对直流没有阻碍作用，电阻的阻碍作用不变，因此B、C正确，A、D错误．
变式2　如图所示，把电阻R、电感线圈L、电容器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>I2


【答案】C
【解析】频率变小，电感器阻碍作用变小，电流表的示数I2变大；电容器阻碍作用变大，I3变小；电阻器不受频率影响，I1不变．

(1)电阻器对电流的阻碍作用跟电流的种类无关，不管是什么样的电流，其阻碍作用是一样的．
(2)电感器对直流电没有阻碍作用，对交流电有阻碍作用，并且频率越高阻碍作用越大．
(3)电容器不通直流电，对交流电有阻碍作用，并且频率越高，阻碍越小，频率越低，阻碍越大．
课堂小练 | 素养达成
1．(多选)对交变电流通过电容器的理解正确的是 (　　)
A．交变电流能够使电容器极板间的绝缘介质变成导体
B．交变电流定向移动的电荷能够通过电容器两极板间的绝缘介质
C．交变电流能够使电容器交替进行充电、放电，电路中就有了电流，表现为交变电流“通过”了电容器
D．交变电流“通过”了电容器，实际上自由电荷并没有通过电容器极板间的绝缘介质(击穿除外)


【答案】CD
【解析】交变电流“通过”电容器，并非自由电荷真的通过电容器两极板间的绝缘介质，而是交变电流交替对电容器充、放电，电路中有了电流，表现为交变电流“通过”了电容器
2．下列直流电源的电压与交流电源的有效电压相同，自感线圈的直流电阻不计，则灯泡发光最亮的是 (　　)
【答案】D
【解析】电容C、电感L都对交流电有阻碍作用，故A、B两图中灯不是最亮的；C图中灯被短路，不亮；D图中电容C有隔直流作用，所以D中灯泡最亮．
3．(多选)从某一装置输出的交流常常既有高频成分，又有低频成分．如果只需要把低频成分输送到下一级装置，可采用的电路是 (　　)

【答案】AD
【解析】由于只需将低频成分输送到下一级装置，可将高频成分分流，但低频成分不能通过，即需要高频旁路电容器，A正确．也可以直接阻碍高频成分通过，即阻高频、通低频，可以采用高频扼流圈(电感器)，D正确．也可两个组合应用．
4．如图所示电路中，如果交流电的频率增大，三盏电灯的亮度将如何改变？为什么？

【答案】见解析
【解析】当交变电流的频率增大时，线圈对交变电流的阻碍作用增大，通过灯泡L1的电流将减小，所以灯泡L1的亮度将变暗；交流电能通过电容器，且交流电的频率越高，电流的通过能力也越强，所以灯泡L2的亮度变亮；由于电阻器对电流的阻碍作用与频率无关，流过灯泡L3的电流不变．因此其亮度不变．