第四章 第一节 常见的电路元器件(Word教参)-【步步高】2024-2025学年高一物理必修第三册学习笔记（粤教版）

本讲义聚焦常见电路元器件核心知识点，系统梳理电阻器、电感器、电容器、二极管的分类、符号及识别方法，通过实验探究其在电路中的作用（如电感器对交变电流的阻碍、电容器通交隔直、二极管单向导电性），结合例题与练习构建完整学习支架。 资料突出科学探究与科学思维，通过对比实验（如电感器接直流与交流电源的亮度差异）引导学生分析推理元器件作用，培养物理观念。课中实验帮助直观理解，课后课时对点练分层巩固，助力教师教学与学生查漏补缺。

第一节　常见的电路元器件 [学习目标]　1.知道电阻器、电感器、电容器和二极管是电路中常见的元器件，知道各种元器件的符号。2.知道电路均由元器件构成，了解电路图在电子工业中的作用。3.了解电感器、电容器、二极管在电路中的作用和应用(重点)。 一、识别几种常见元器件、电路 1．电阻器 (1)分类：①阻值固定的电阻器；②阻值可变的电阻器。 (2)表示方法：①字母表示：R；②符号表示：。 2．电感器 (1)电感器由绝缘导线绕成，通过电磁感应把外部电路的电能储存在电感器内部的磁场中。 (2)表示方法：①字母表示：L；②符号表示：无铁芯、有铁芯。 3．二极管 (1)分类：整流二极管、检波二极管、开关二极管等。 (2)表示方法：①字母表示：D；②符号表示：，箭头表示正向电流的方向。 4．电路 (1)将需要的元器件装配在同一个电路板上，再通过金属导线连接组成闭合回路，当输入端接入电源时，电子会在闭合回路中循环流动，这个闭合回路称为电路。 (2)电路图可以让人们了解电路的工作原理，工程师可以先设计电路图，确认完善后再进行实际安装。 二、常见元器件在电路中的作用 1．如图甲、乙所示，把带铁芯的线圈L与小灯泡串联起来，先把它们接到6 V直流电源上，再把它们接到6 V交流电源上，发现灯泡的亮度变暗，说明什么？ 答案　说明电感器L对交变电流有阻碍作用。 2．如图甲、乙所示，把灯泡和电容器串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上。 (1)发现甲图中灯泡不亮，而乙图中的灯泡发光，说明什么？ (2)若把图乙中的电容器去掉，变成图丙所示电路，灯泡变亮，说明什么？ 答案　(1)说明电容器通交流隔直流。 (2)说明电容器对交变电流有阻碍作用。 3．甲图中灯泡发光，而乙图中灯泡不发光，说明什么？ 答案　二极管具有单向导电性。 1．电阻器的作用 电阻器在电路中的主要作用是调节电路中的电流和电压。 2．电感器的作用 电感器通过电磁感应能把外部电路的电能储存在电感器内部的磁场中。电感器具有“通直流阻交流”的作用，即电感线圈对交流有限流作用。 3．电容器的作用 (1)由于电容器在充放电的过程中能够进行电场能与其他能的转化，因此可作为储能元器件。 (2)通交流：当电容器两端接交流电源时，由于电容器反复的充电和放电，电路中有充电电流和放电电流，好像电流“通过了”电容器。 隔直流：电容器由两金属电极和绝缘介质构成，电荷不能通过绝缘介质，因此对电流有阻碍作用，直流电不能通过电容器。 4．二极管的作用 二极管具有单向导电、反向阻断的特性，可作为逻辑电路的开关或对高频交流电路进行滤波整流等。 (1)电感器不能通直流电流，只能通交变电流。(　×　) (2)电感器对各种不同频率的交变电流的阻碍作用相同。(　×　) (3)交流电路中定向移动的电荷通过了电容器两极板间的绝缘介质。(　×　) (4)电容器对频率高的交变电流阻碍作用小，对频率低的交变电流阻碍作用大。(　√　) 例1　(多选)如图所示电路中，若直流电源和交流电源输出电压相等，S为双刀双掷开关，下面叙述正确的是(　　) A．当S掷向a、b时灯较亮，掷向c、d时灯较暗 B．当S掷向a、b时灯较暗，掷向c、d时灯较亮 C．S掷向c、d，电源电压不变，而使频率变大时，灯变暗 D．S掷向c、d，电源电压不变，而使频率减小时，灯变暗 答案　AC 解析　电感器对交流电有阻碍作用，则当掷向c、d时灯较暗，且交流电频率越大，阻碍作用越大，故A、C正确。 例2　(多选)如图所示，白炽灯和电容器串联后接在交流电源的两端，当交流电源的频率增加时(　　) A．电流表示数增大 B．电压表示数增大 C．灯泡变暗 D．灯泡变亮 答案　AD 解析　由交流电源的频率增加可知，电容器对交变电流的阻碍作用变小，电流增大，小灯泡变亮，电流表示数增大，灯泡两端电压增大，电压表示数变小，故选A、D。 例3　(多选)如图所示，当交流电源的输出电压U＝220 V，频率f＝50 Hz时，三只灯泡L1、L2、L3的亮度相同，若将交流电源的频率变为f＝100 Hz，则(　　) 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 答案　AC 解析　交变电流的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用越小，选项A正确；电感器对交变电流的阻碍作用随交流频率的升高而增大，选项B错误；电阻R对交变电流的阻碍作用与电源的频率无关，选项C正确，D错误。 例4　(多选)由电源、开关、电阻、灯泡和二极管组成了下图所示的四个电路，闭合开关后，小灯泡能发光的电路是(　　) 答案　ABC 解析　对于A、B两种电路，小灯泡能发光，对于C电路，二极管处于正向导通状态，有电流通过小灯泡，小灯泡发光；但D电路中二极管处于反向截止状态，无电流通过小灯泡，小灯泡不发光，故选A、B、C。 例5　如图所示，D是一只二极管，A、B是平行板电容器的两极板，在电容器两极板间有一带电微粒P处于静止状态，当两极板A和B间的距离增大一些的瞬间(两极板仍平行)，带电微粒P的运动情况是(　　) A．向下运动 B．向上运动 C．仍静止不动 D．不能确定 答案　C 解析　开始时带电微粒P静止，对其进行受力分析得Eq＝mg，即q＝mg。当A、B之间距离增大时，电容器的电容C＝减小，由Q＝CU得，Q也减小，但由于电路中连接了一个二极管，它具有单向导电性，不能放电，电容器A、B两极板上的电量不变，由E＝可知，改变d，E不变，电场力仍等于微粒的重力，带电微粒仍保持静止状态，故A、B、D错误，C正确。 课时对点练　[分值：100分] 1～6题每题9分，共54分 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′<I C．I′＝I D．无法比较 答案　B 解析　长直导线对交变电流的阻碍作用较小，此时导线相当于电阻器。当把长直导线绕成线圈，此时是一个电感线圈，对交变电流有较大的阻碍作用，故I′<I，B正确。 2．标有“450 V　250 μF”字样的电学元件是(　　) A．电源 B．电阻器 C．电容器 D．电动机 答案　C 解析　“μF”是电容的单位，则此元件是电容器，故C正确。 3．下列说法中正确的是(　　) A．直流电不能通过电容器 B．交流电不能通过电容器 C．直流电、交流电都能通过电容器 D．电感器对交流电没有阻碍 答案　A 解析　电感器的作用是通直流阻交流；电容器的作用是通交流隔直流，A正确，B、C、D错误。 4.(多选)在如图所示的电路中，L为电感线圈，灯泡的电阻值为R，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的频率为50 Hz。若保持交流电源的电压不变，只将电源频率改为100 Hz，下列说法正确的是(　　) A．电流表示数增大 B．电压表示数增大 C．灯泡变暗 D．灯泡变亮 答案　BC 解析　电源的频率变为100 Hz，频率变大，电感器对电流的阻碍作用变大，灯泡变暗，电流表示数变小，电压表示数增大，故B、C正确。 5.在如图所示电路中，u是电压为220 V的交流电源，C是电容器，R是电阻。关于理想交流电压表V的示数，下列说法正确的是(　　) A．等于220 V B．大于220 V C．小于220 V D．等于零 答案　C 解析　交变电流“通过”电容器，电阻R中有电流，电压表的示数不为零；电容器与电阻串联，电容器对交流有阻碍作用，两端也有一定电压，根据串联分压原理可知电阻两端电压应小于电源电压，而电压表测量的是电阻两端的电压，故选项C正确。 6．(多选)如图甲所示的电路中，A、B两端接按图乙所示规律变化的交流电源，uAB>0时，φA>φB。D为二极管，L为小灯泡，下列说法正确的是(　　) A．0～t1、t2～t3时间内，小灯泡发光 B．t1～t2、t3～t4时间内，小灯泡发光 C．0～t4时间内流过小灯泡的电流如图丙所示 D．0～t4时间内流过小灯泡的电流如图丁所示 答案　AC 解析　二极管具有单向导电性，当φA>φB时，二极管导通，小灯泡发光，故A、C正确。 7、8题每题11分，9、10题每题12分，共46分 7.电感器具有通直流阻交流的作用，电容器具有通交流隔直流的作用。如图，含有直流、交流信号的音频信号通过电路后，扬声器发出的信号中(　　) A．主要是直流信号 B．主要是交流信号 C．直流和交流信号一样强 D．直流和交流信号都没有 答案　B 解析　电感器L具有通直流阻交流的作用，直流信号通过L；电容器C具有通交流隔直流的作用，交流信号通过C，直流信号不能通过C，所以扬声器发出的信号中主要是交流信号，故B正确。 8.如图所示，变频交变电源的频率可在20 Hz到20 kHz之间调节，在某一频率时，规格相同的两只灯泡L1、L2的亮度相同，则下列说法正确的是(　　) A．如果将电源频率增大，L1、L2都变亮 B．如果将电源频率增大，L1变亮，L2变暗 C．如果将电源频率减小，L1、L2都变暗 D．如果将电源频率减小，L1变亮，L2变暗 答案　B 解析　当电源频率增大时，电容器对电流的阻碍作用变小，电感器对电流的阻碍作用变大，所以流过灯泡L1所在支路的电流变大，流过灯泡L2所在支路的电流变小，故灯泡L1变亮，灯泡L2变暗，A错误，B正确；同理，当电源频率减小时，灯泡L1变暗，灯泡L2变亮，C、D错误。 9.如图所示，甲、乙、丙三个灯泡是相同的，而且耐压足够，电源内阻可忽略，直流电源的电压与交流电源的电压相等，当单刀双掷开关S接A稳定时，三个灯泡亮度相同，那么S接B稳定时(　　) A．三个灯泡亮度相同 B．只有丙灯泡不亮，乙灯泡最亮 C．甲灯泡和乙灯泡亮度相同，丙灯泡不亮 D．甲灯泡最亮，丙灯泡不亮 答案　B 解析　当开关S接A稳定时，三个灯泡亮度相同，则R、L、C三个元件对交变电流的阻碍作用相同，当开关S接B稳定时，由于电源为直流电源，电阻R对直流电流和交变电流的阻碍作用相同，L的电感对直流电无阻碍作用，只有其电阻对电流有很小的阻碍作用，电容器有隔直流作用，所以只有丙灯泡不亮，乙灯泡最亮，选项A、C、D错误，B正确。 10．(多选)如图所示是一个判定A、B之间电源性质的仪器，下列说法正确的是(　　) A．若接通电源后绿灯亮则A、B间为直流电源 B．若接通电源后绿灯亮则A、B间为交流电源 C．若接通电源后只有红灯亮则A、B间为直流电源 D．若接通电源后只有黄灯亮则A、B间为交流电源 答案　BC 解析　绿灯与电容器C串联，绿灯亮说明A、B间为交流电源，A错误，B正确；电容器隔直流，且二极管具有单向导电性，若只有红灯亮，或只有黄灯亮，则说明A、B间为直流电源，C正确，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $