高中物理第5章走进现代化家庭52厨房里的革命53现代化家庭教师用书沪科版选修11.docx

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高中物理第5章走进现代化家庭52厨房里的革命53现代化家庭教师用书沪科版选修11

5.2　厨房里的革命

5.3　现代化家庭

1．（3分）用电器上所标的电功率大小指的是（　　）

A．用电的多少

B．额定功率的大小

C．消耗电能的多少

D．实际功率的大小

【解析】　用电器的铭牌所标数据，都是用电器正常工作时的数据，所标功率是指额定功率大小．选项B正确．

【答案】　B

2．（3分）（多选）关于火线、零线、地线，下列说法正确的是（　　）

A．人体直接接触火线，比直接接触零线危险大得多

B．保险丝应该接在地线上

C．电源三脚插头起到漏电保护的那一个接线应该接在地线上

D．人体与零线直接接触是毫无危险的

【解析】　火线相对于零线有220V的电压，故选项A正确．保险丝应接在火线上，起漏电保护的那个接线应接在地线上，选项B错误，C正确．人体与零线接触也是危险的，因为零线有时也会有电流通过，选项D错误．

【答案】　AC

3．（4分）如图521所示电路，电源为直流电源，闭合开关S后，小灯泡发光的是哪几个？

图521

【解析】　因为电源是直流电源，电阻只是使电路中的电流变小，小灯泡变暗，所以A灯泡亮；电感器通直流电，所以B灯泡亮；电容器通交流电，断直流电，所以C灯泡不亮．

【答案】　A、B灯泡

课

标

导

思

1.了解微波加热原理．

2．理解微波炉的构造及工作原理．

3．了解电感元件、电容器及其对交流电、直流电的作用．

4．理解现代化家庭电路的组成．

5．了解数字化家庭的设备组成.

一、微波及微波加热原理

1．微波是波长为1_m～1_mm，频率为300～300_000_MHz的电磁波，我国用于加热的微波频率是915_MHz和2_450_MHz.

2．无极性分子内部的正负电荷中心重合，极性分子内部的正负电荷中心不重合，其一端呈正电性，另一端呈负电性．能被微波加热的介质主要是极性分子介质．

3．极性分子在没有外加电场时，排列是杂乱无章的，当外加电场的频率高到像微波那样时，极性分子无规则运动加剧，外加电场的大部分能量转化为热能，使介质发热，这就是微波热效应．

4．微波具有的特性是致热特性、反射特性、可透射性．

二、微波炉

1．微波炉主要由磁控管、炉腔和电源电路三部分组成．

2．微波炉用微波来加热，用的频率是24.5亿赫兹左右的超短波，它由磁控管产生，经微波炉金属器壁反射再反射后，被炉中的食物吸收．

三、电感元件和电容器

1．电感元件是各种线圈和变压器的总称，它们都是依据电磁感应原理起作用的．电感元件具有通直流、阻交流、通低频、阻高频的作用．

2．电容器具有通交流、隔直流、通高频、阻低频的作用．

四、现代家庭的电路

1．现代家庭的电路包括供电电路和信息网络电路，电路从入户线开始，一般分为三条线路，分别是：

照明电路、插座电路、空调专用电路．根据需要，还可以有电热专用电路等．

2．家庭使用的电能表一般是单相电能表．

五、数字化家庭

在数字化家庭中，以计算机技术和网络技术为基础，将各种家用数字化设备有机地结合在一起，组成网络系统．“智能化”是数字化家庭的核心特征．

一、微波加热原理

微波是一种电磁波，频率非常高，波长在1m～1mm之间，频率在300～300000MHz之间．

雷达、通讯都是由微波传输的．

微波有4大特性：

1．反射性：

微波遇到金属发生反射，所以在微波炉里使用金属会产生电弧，电火花．建议消费者不要在微波炉里使用金属餐具，即便是磁化过的金属也不要用，在微波炉中使用金属餐具只会起到阻挡微波的作用，延长其加热时间，并使大量微波在微波炉里胡乱的反射损坏微波炉的元部件．

2．穿透性：

微波能够有效穿透玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料而不会消耗能量．

3．吸收性：

微波最易被水吸收，其加热原理正是微波的高频率振动，使水分子剧烈摩擦从而产生大量的热能，使食物“煮”熟了．

4．直线性：

微波是沿直线发射的．

二、微波炉工作原理及使用原则

1．工作原理（如图522）

微波炉是利用磁控管，将电能转化为2450MHz的微波，在炉腔内来回反射，食物能吸收微波是因为食物中含有水分．水分子为极性分子，一端为正极，一端为负极，而微波是电磁波，有正半周与负半周.24.5亿赫兹即表示该微波在一秒钟内变换正负极达24.5亿次，每换一次，水分子即跟随反转一次；由于水分子一直振动反射，也就摩擦生热，热量被食物分子吸收，食物就会变热、变熟．并且最大限度的保存了食物中的维生素．导体能反射微波，绝缘体能使微波透过，因此在使用微波炉加热食物时，不能使用金属器皿，应使用陶瓷、玻璃材料制作的器皿．

图522

2．使用原则

使用微波炉应注意以下几个方面

（1）忌用普通塑料容器．

（2）忌用金属器皿．

（3）忌使用封闭容器．

（4）忌超时加热．

（5）忌将肉类加热至半熟后再用微波炉加热．

（6）忌再冷冻经微波炉解冻过的肉类．

（7）忌用微波炉加热油炸食品．

（8）忌将微波炉置于卧室，同时应注意不要用物品覆盖微波炉上的散热窗栅．

（9）忌长时间在微波炉前工作．

三、电感器与电容器

1．电感器

（1）电感器：

电感器是由导线绕成的各种形状的线圈，电感器能把外部电路的电能储存在电感器内部的磁场中．电感器用字母L表示，电路符号为“

”．在很多情况下，线圈的电阻很小，可以忽略不计，而认为线圈只有电感．

（2）电感器对交变电流的阻碍作用：

电感器对交变电流有阻碍作用，阻碍作用的大小用感抗表示，当线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高时，线圈的感抗就越大．

（3）低频扼流圈、高频扼流圈

低频扼流圈：

匝数多，有铁芯，自感系数很大，对交流产生的感抗也很大，所以它可以用来“通直流，阻交流”．

高频扼流圈：

匝数少，有的是空心的，也有用铁氧体芯的，自感系数较小，感抗小，对低频交变电流的阻碍作用较小，对高频交变电流有较大阻碍作用，可以用来“通低频，阻高频”．

2．电容器

（1）由两个相互靠近、彼此绝缘的导体组成电容器．电容器导体间可以填充绝缘物质，这种绝缘物质称为电介质．电容器有“隔直流，通交流”的作用，交流电的频率越低，电流“通过”的能力越低，即“通高频、阻低频”．

（2）平行板电容器

a．基本结构：

由两块彼此绝缘、互相靠近的平行金属板组成．

b．带电特点：

两板电荷等量且异号，分布在相对的两板内侧．

c．板间场强：

板间形成匀强电场，场强大小为E＝

，方向垂直板面．

四、家庭电路

现代化家庭电路（如图523），供电电路一般采用一条火线，一条零线和一条地线，一般分为照明电路、插座电路、空调专用电路、电热专用电路等．

图523

五、安全使用电器

如今，电视机、电冰箱、洗衣机、电熨斗、吹风机、电风扇等家用电器越来越多地进入了家庭．使用家用电器，除了应注意安全用电问题以外，还要注意以下几点：

1．各种家用电器用途不同，使用方法也不同，有的比较复杂．一般的家用电器应当按说明书学习使用，对危险性较高的用电器则不要自己独自使用．

2．使用中发现电器有冒烟、冒火花、发出焦糊的异味情况，应立即关掉电源开关，停止使用．

3．电吹风机、电饭锅、电熨斗、电暖器等电器在使用中会发出高热，应注意将它们远离纸张、棉布等易燃物品，防止发生火灾；同时，使用时要注意避免烫伤．

4．要避免在潮湿的环境（如浴室）下使用电器，更不能使电器淋湿、受潮，这样不仅会损坏电器，还会发生触电危险．

5．电风扇的扇叶、洗衣机的脱水筒等在工作时是高速旋转的，不能用手或者其他物品去触摸，以防止受伤．

6．遇到雷雨天气，要停止使用电视机，并拔下室外天线插头，防止遭受雷击．

7．电器长期搁置不用，容易受潮、受腐蚀而损坏，重新使用前需要认真检查．

【特别提醒】　购买家用电器时，要选择质量可靠的合格产品.

一、有关微波加热的探究

　微波在传播过程中若遇到金属，则会被金属面全部反射，但微波在传播过程中能很好穿过介质，并引起介质所装食物的水分子发生振动从而使食物被加热，关于频率是2450MHz的微波，下列说法中正确的是（　　）

A．这一微波的波长约为0.12m

B．这一微波的波长约为245m

C．微波加热是利用了电流的热效应

D．微波炉加热食物的器皿最好是金属器皿

【导析】　根据c＝λf可计算出频率是2450MHz的微波的波长，并根据微波加热原理和微波的特点进行解题．

【解析】　由公式：

c＝λf代入数据得，频率是2450MHz的微波的波长是0.12m，故A正确，B错误．微波加热是利用极性分子在微波作用下剧烈运动分子间摩擦生热，故C错，因为金属反射微波，故D错误．故选A.

【答案】　A

1．（多选）以下说法正确的是（　　）

A．微波具有致热性B．微波具有反射性

C．微波具有可透射性D．以上说法都不对

【解析】　微波的特点：

①致热性；②反射性；③可透射性，故ABC正确．

【答案】　ABC

二、关于电感器的探究

　如图524所示，交流电源的电压有效值跟直流电压相等，当将双刀双掷开关接到直流电源上时，灯泡的实际功率为P1，而将双刀双掷开关接在交流电源上时，灯泡的实际功率为P2，则（　　）

图524

A．P1＝P2B．P1>P2

C．P1

【解析】　接在直流电源上时，线圈对直流没有阻碍作用，电能全部转化为小灯泡的内能．而当双刀双掷开关接在交流电源上时，线圈对电流有阻碍作用，因此电能除转化成灯泡的内能外，还有一部分电能在与磁场能往复转化．因此P1>P2，故B正确．

【答案】　B

2．如图525所示，输入电压既有直流成分，又有交流成分，以下说法正确的是（L的直流电阻不为零）（　　）

图525

A．直流成分只能从L经过

B．交流成分只能从R经过

C．通过R的电流既有直流成分，又有交流成分

D．以上说法均不正确

【解析】　电阻器既能通过直流电又能通过交流电，电感器对交流电有阻碍作用，但并不是一点交流成分也不能通过．

【答案】　C

三、变阻器在电路中的作用

　（多选）实验室中常用滑动变阻器来调节电流的大小，有时用一个不方便，需用两个阻值不同的滑动变阻器，一个作粗调（被调节的电流变化大），一个作微调（被调节的电流变化小）．使用时连接方式可以是串联，也可以是并联，如图526所示，则（　　）

图526

A．串联时，阻值大的变阻器作粗调

B．串联时，阻值大的变阻器作微调

C．并联时，阻值大的变阻器作微调

D．并联时，阻值大的变阻器作粗调

【导析】　1.串联时大电阻起主要作用，粗调；

2．并联时小电阻起主要作用，粗调．

【解析】　在串联时，总电阻等于各个电阻之和，阻值大的电阻起主要作用，调大电阻时变化大，应该作为粗调，小电阻作为微调；在并联时，总电阻的倒数等于各个电阻的倒数之和，所以并联后的阻值比小阻值还要小，小电阻起主要作用，调小阻值的电阻变化大，应该作为粗调，大阻值电阻作为微调．

【答案】　AC

有关电阻的分析方法

电阻器在电路中的应用无非就是串联或并联，分析时应用的方法是串并联的基本特点，或是阻值关系，或是分压、分流等．

3．图527是4种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用的白炽灯泡相同，且都是“220V　40W”，当灯泡所消耗的功率都调至20W时，哪种台灯消耗的功率最小（　　）

图527

【解析】　有电阻的电流流过时都会有电热产生，消耗电能，只有理想变压器不消耗电能．

【答案】　C

1．关于微波炉使用的注意事项说法正确的是（　　）

A．忌用金属器皿

B．可用封闭容器盛放食物进行加热

C．可长时间在微波炉前工作

D．以上说法都正确

【解析】　金属反射微波故不能用金属器皿进行加热，故A正确．不能用封闭容器盛放食物进行加热，故B错误．微波危害人体健康，故不能长时间在微波炉前工作，C错误．D错误．

【答案】　A

2．现在用于家庭烹调加热食物的家用电器种类很多，加热的原理也不尽相同，下列加热装置中，直接使食物分子振动，从而起到加热作用的装置是（　　）

A．电饭煲　　B．微波炉

C．电磁灶D．石油气炉

【解析】　微波炉实现加热的主要元件是磁控管，磁控管能产生高频率的微波，微波能穿透食物表面进入其内部，使食物分子高速热振动．使食物内外同时进行加热，选项B正确．

【答案】　B

3．在如图528所示电路中，交变电源是有效值为220V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

（　　）【导学号：

22940040】

图

A．等于220VB．大于220V

C．小于220VD．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】　C

4．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

【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】　D

5．如图529所示是一种触电保安器．变压器A处用火线和零线双股平行绕制成线圈，然后接到用电器上，B处有一个输出线圈，一旦B线圈中有电流，经放大后便能推动继电器开关切断电源，试说明：

图529

（1）为什么多开灯不会使保安器切断电源？

（2）为什么有人“手～地”接触电时保安器会切断电源？

（3）该保安器能不能为双手“火线～零线”触电保安？

为什么？

【解析】　

（1）A线圈因双股共绕，磁性相互抵消，控制开关不工作，不会切断电源．

（2）当“手～地”触电时，火线中电流有一部分直接通过人体流入大地，不从A线圈中流回，保安器铁芯中有磁通量变化，B线圈中有感应电流输出，经放大后使继电器工作，自动切断电源．

（3）不能；“火线～零线”触电时，与多打开几盏电灯相似．

【答案】　见解析

学业达标测评（十四）

（建议用时：

45分钟）

1．（多选）以下关于家用电器的选择正确的是（　　）

A．价格越高的越好

B．型号越新、功能越全的越好

C．应仔细阅读说明书，了解家用电器的技术参数，选择自己真正需要的家用电器

D．应根据自己的经济情况量力选择适当价位的家用电器

【解析】　家用电器的选择原则首先应考虑产品的功能，其次是与家居适应的技术参数、外形结构、（产品质量，售后服务）及品牌、价位等，所以选项A，B错误，C，D正确．

【答案】　CD

2．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′＝ID．无法比较

【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．

【答案】　B

3．（多选）某电容器上标有“1.5μF,9V”的字样，则该电容器（　　）

A．该电容器的电容是1.5μF

B．该电容器的耐压值是9V

C．加在该电容器上的电压不应超过9V

D．该电容器的击穿电压为9V

【解析】　电容器上标注的“1.5μF,9V”是电容器的标称容量，即电容的数值为1.5μF和电容器的额定电压是9V，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ABC正确．

【答案】　ABC

4．（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

【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．

【答案】　ABD

5．下列关于各种家用电器性能的判断中，正确的是（　　）

A．空调机和电风扇都可以降低室温

B．微波炉产生的微波是波长很短的机械波

C．电视机和收音机都能接收电磁波

D．电冰箱的单位耗电量夏天和冬天一样多

【解析】　A项错误，空调机能降低室温，电风扇只能使室温升高．B项错误，微波炉产生的是高频电磁波，不是机械波．C项正确，电视机和收音机都能接收电磁波．D项错误，由于冬天和夏天的被冻食物的初温不同，所以降温程度不同，因而单位耗电量不同．

【答案】　C

6．如图5210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（　　）

图5210

A．I1＝I2＝I3B．I1>I2>I3

C．I2>I1>I3D．I3>I1>I2

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

【答案】　C

7．家庭电路的室内电路组成顺序是（　　）

A．电能表、总开关、用电器、保险盒

B．总开关、电能表、保险盒、用电器

C．电能表、总开关、保险盒、用电器

D．电能表、保险盒、总开关、用电器

【解析】　电能表接在总开关前面可以测量用户所有用电设备所消耗的总电能；在电能表后面接总开关，在发生触电事故时，可及时切断电源；保险盒接在用电器之前，在用电器发生短路或过载时可及时保护电路安全．

【答案】　C

8．某同学自己在家看电视，突然发现电视机冒烟了，下列措施正确的（　　）

A．马上跑到外面去喊人

B．立即断开电源，远离电视机，同时打开门窗

C．继续观察，看发生什么后果

D．心里害怕，自己走开了也不知怎么办才好

【解析】　触电和用电设备发生故障时，首先是切断电源，严禁用水扑灭，避免由此引起火灾．继续观察和外出喊人都会造成事故的发展．

【答案】　B

9.如图5211所示，当交流电源的电压（有效值）U＝220V，频率f＝50Hz时，3盏灯L1、L2、L3的亮度相同（L无直流电阻）．

图5211

（1）（多选）将交流电源的频率变为f＝100Hz，则________．（填正确选项的字母）

（2）（多选）将电源改为U＝220V的直流电源，则________．（填正确选项的字母）

A．L1灯比原来亮B．L2灯比原来亮

C．L3灯和原来一样亮D．L3灯比原来亮

【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

电磁炉

电磁炉是厨具市场的一种新型灶具．它打破了传统的明火烹调方式，采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的．具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务．因此，在电磁炉较普及的一些国家里，人们誉之为“烹饪之神”和“绿色炉具”．