2018_19届高中物理第5章走进现代化家庭5.2厨房里的革命5.3现代化家庭学案沪科版

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220 V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
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1 m～1 mm之间，频率在300～300 000 MHz 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2 450 MHz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 ＝U d
，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2 450 MHz的微波，下列说法中正确的是( )
A．这一微波的波长约为0.12 m
B．这一微波的波长约为245 m
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2 450 MHz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2 450 MHz的微波的波长是0.12 m，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<P2D．不能比较
【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．下面是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“220
V 40 W”，当灯泡所消耗的功率都调至20 W时，哪种台灯消耗的功率最小( )
【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5­2­7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( )
【导学号：17592058】
图5­2­7
A．等于220 V B．大于220 V
C．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】 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5­2­8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5­2­8
(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。