九年級(jí)物理下冊(cè) 電功和電熱一電能表和電功同步導(dǎo)學(xué) 蘇科版

第十五章電功和電熱一、電能表和電功學(xué)習(xí)要求1．知道電能表是測(cè)量電功的儀表.會(huì)用家用電能表初步測(cè)量家庭用電的電功.2．會(huì)根據(jù)家用電能表的表盤(pán)數(shù)據(jù)計(jì)算電功.3．知道電功的概念及其單位.理解電功的公式.6．會(huì)對(duì)一些家庭用電器進(jìn)行簡(jiǎn)單的電功計(jì)算.7．培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)習(xí)習(xí)慣.學(xué)習(xí)指導(dǎo)理解電流能夠做功電流通過(guò)導(dǎo)體是否能做功，就看電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，是否可以將電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能．電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈時(shí)，電動(dòng)機(jī)便轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，可以提升重物，同時(shí)線圈也會(huì)發(fā)熱，這時(shí)電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能和內(nèi)能；電流通過(guò)電燈泡時(shí)，燈絲發(fā)熱發(fā)光，電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和光能，這說(shuō)明電流通過(guò)導(dǎo)體的過(guò)程中，伴隨著能量轉(zhuǎn)化的發(fā)生，所以我們說(shuō)：電流通過(guò)導(dǎo)體能做功．2．知道電流做功與哪些因素有關(guān)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究我們知道，影響電流做功的因素是：通過(guò)電路的電流和加在電路兩端的電壓，以及通電時(shí)間。弄清規(guī)律和公式的適用條件任何物理規(guī)律和公式都有它的適用條件，弄清規(guī)律和公式的適用條件是學(xué)好物理必須注意的問(wèn)題．電功的公式W=UIt是計(jì)算電功普遍適用的公式，對(duì)于任何類(lèi)型的用電器〔或電路〕都適用．而結(jié)合歐姆定律I=U/R推出的電功公式=I2Rt，不適用于含有電動(dòng)機(jī)的電路，只適用于電烙鐵、電爐等純電阻電路，即只適用于電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的電路．4．知道電能表的作用及其主要數(shù)據(jù)的意義和作用電能表俗稱(chēng)電度表或火表，是用來(lái)測(cè)量電功或記錄電路中消耗電能多少的儀表．電能表計(jì)數(shù)的單位是千瓦·時(shí)〔kW·h〕，俗稱(chēng)度．1kW·h＝3.6×10６Ｊ．主要數(shù)據(jù)意義作用“220V5A〞電能表正常工作的電壓是220V,允許通過(guò)的最大電流是5A可用于判斷電能表適用于多大功率的電路上“2500r/〔kW·h〕〞電能表每消耗1kW·h的電能,電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)2500轉(zhuǎn)可通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)計(jì)算出電路中消耗的電能計(jì)數(shù)器上的數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器上最后一位數(shù)是十分位,數(shù)據(jù)的單位是kW·h可利用一段時(shí)間內(nèi)計(jì)數(shù)器的數(shù)據(jù)之差,直接讀出電路中消耗的電能50Hz電能表適用的交流電的頻率典型范例例1．一個(gè)阻值為10Ω的電阻器接在電壓是3V的電源上，它通電5min電流做的功是多少？精析：在運(yùn)用電功公式W=UIt計(jì)算時(shí)，要注意U、I、t三個(gè)量的單位必須統(tǒng)一，均使用國(guó)際單位。題中電流是未知的，可以用歐姆定律I=U/R計(jì)算出通過(guò)電阻器的電流,再用W=UIt計(jì)算電功．全解：根據(jù)歐姆定律A=0.3A，W=UIt=3V×0.3A×5×60s=270J．電流做功為270J.點(diǎn)評(píng)：如果能熟練運(yùn)用電功公式的推導(dǎo)式，可以不先求出I，而直接將歐姆定律和電功公式綜合起來(lái)，即用，將更加快捷方便.13262例2．一位同學(xué)家上周末電能表的示數(shù)是1326213415，該家庭本周用電kW·h.假設(shè)電能表銘牌上標(biāo)有“3000r/kW·h〞，那么這周內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)13415精析：此題考查了兩種測(cè)量電能的方法：一是用計(jì)數(shù)器的示數(shù)之差計(jì)算電能，二是根據(jù)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)的轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算電能.全解：〔1〕注意最后一位虛線框內(nèi)的數(shù)據(jù)為小數(shù)，那么本周消耗的電能為：W=W2-W1=1341.5kW·h-1326.2kW·h=15.3kW·h．(2)題中消耗電能15.3kW·h，那么轉(zhuǎn)數(shù)為：15.3kW·h×3000r/kW·h=4590r.點(diǎn)評(píng)：從此題可以看出：假設(shè)用電器用電較多，時(shí)間較長(zhǎng)，應(yīng)通過(guò)計(jì)數(shù)器測(cè)量消耗的電能；假設(shè)用電器用電較少，時(shí)間較短，應(yīng)用數(shù)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)轉(zhuǎn)數(shù)的方法也可算出消耗的電能。例3．如圖15-1所示的電路中，電源電壓U=6V并保持不變，電阻R=5Ω，滑動(dòng)變阻器的阻值范圍為0—10Ω．在滑動(dòng)變阻器的滑片從左端移到右端的過(guò)程中，求：圖1圖15-1PRSA1V1(2)電路接通25s內(nèi)，電阻R消耗的最大電能是多少？精析：當(dāng)滑片P分別向左或右移動(dòng)時(shí)，電路中的電流分別會(huì)變大或變小。顯然，當(dāng)滑片滑到左端時(shí)，電路中的電流最大，電阻R兩端的電壓最大且等于電源電壓；當(dāng)滑片滑到右端時(shí)，電路中的電流最?。猓孩女?dāng)滑片滑到左端時(shí)，R滑1=0，A=1.2A，UR=6V當(dāng)滑片滑到右端時(shí)，R滑2=10Ω，A=0.4A，U‘R=I’R=0.4×5V=2V⑵對(duì)于電阻R而言，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片移到左端時(shí)，電路中電流最大，從而在相等的時(shí)間內(nèi)消耗的電能最多．W=I2Rt=(1.2A)2×5Ω×25s=1.8×102J所以此題中〔1〕電流表的示數(shù)范圍是1.2A—0.4A，電壓表的示數(shù)范圍是6V—2V；(2)最大電功是1.8×102J.點(diǎn)評(píng)：此題著重考查影響電路中電流大小的因素和滑動(dòng)變阻器的作用．同學(xué)們可以思考一下，假設(shè)題中加設(shè)條件：電壓表量程為0—3V，那么在25s內(nèi)電阻消耗的最大電能又是多少？活動(dòng)與探究請(qǐng)你試一試:用鐘表和電能表比擬一下你家中電視機(jī)和洗衣機(jī)哪個(gè)用電多?說(shuō)出你的方法和判斷的依據(jù).思考與練習(xí)一、填空題1．在國(guó)際單位制中，電能和電功的單位是，簡(jiǎn)稱(chēng)，符號(hào)是．2．當(dāng)電能轉(zhuǎn)化為其它形式的能時(shí)，我們就說(shuō)電流做了。如果電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)做了300J的功，表示有300J的電能轉(zhuǎn)化為J的能和少量的內(nèi)能．3．請(qǐng)用筆畫(huà)線，把左邊的用電器與右邊的能量轉(zhuǎn)化形式對(duì)應(yīng)連接起來(lái)．無(wú)軌電車(chē)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電爐電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能電鍍槽電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能白熾電燈電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能4．一個(gè)小燈泡兩端的電壓為3V，通過(guò)它的電流為0.5A，經(jīng)過(guò)5min電流所做的功為J，燈泡消耗的電能為J．027315．一只電熱壺裝滿(mǎn)水后接在220V的電源上，通過(guò)它的電流是1.2A．假設(shè)通電10min將水燒開(kāi)，那么電流做功J，消耗電能0273102942226．某同學(xué)家的電能表月初的示數(shù)是，正常供電30天后，電能表的示數(shù)為．那么該同學(xué)家本月用電kW·h02942227．兩電阻分別為R1=4Ω、R2=6Ω，將它們串聯(lián)后接入電壓為10V的電路中，總電阻為Ω，R1、R2兩端電壓之比為．假設(shè)通電1min，電流通過(guò)電阻R2所做的功為J．二、選擇題〔只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意〕8．電能表可測(cè)量以下物理量中的〔〕A．電流B．電壓C．電阻D．電能9．電流經(jīng)過(guò)用電器做功1J，1J等于〔〕A．1C/sB．1V/AC．1V·A·sD．1V·A圖15-2A圖15-2ABA．電流通過(guò)A、B所做的功是WA>WBB．電流通過(guò)A、B所做的功是WA<WBC．電流通過(guò)A、B所做的功是WA=WBD．無(wú)法比擬電流通過(guò)A、B時(shí)所做的電功的大小11．如圖15-3所示的電路中，先閉合開(kāi)關(guān)S1，再閉合開(kāi)關(guān)S2，電路中消耗的電能將圖15圖15-3R1S2R2S1A．減小B．增大C．不變D．無(wú)法判斷三、計(jì)算、論述題圖15-4R1SA11A圖15-4R1SA11A21R2⑴通電10s內(nèi)，電流經(jīng)過(guò)R1、R2時(shí)所做的電功W1、W2．⑵通電10s內(nèi)，整個(gè)電路消耗的電能．相關(guān)鏈接電能的優(yōu)越性電能的應(yīng)用非常廣泛，在工農(nóng)業(yè)、國(guó)防建設(shè)、科學(xué)研究和日常生活中應(yīng)用得越來(lái)越多．電能的應(yīng)用為什么這樣廣泛，它究竟有什么優(yōu)越性呢？電能的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：〔1〕電能來(lái)源廣泛．自然界里存在著各種形式的能，如化學(xué)能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、太?yáng)能、核能等，它們大多可以方便地轉(zhuǎn)化為電能．〔2〕電能便于輸送．從發(fā)電廠〔站〕產(chǎn)生的電能，用高壓電線便可將它輸送到千里以外的地方，十分方便，而且電能在輸送過(guò)程中損失較?。?〕電能使用方便．電能可以方便地轉(zhuǎn)化為其他形式的能，以滿(mǎn)足多方面的需要．各種各樣的用電器就是實(shí)現(xiàn)這種能量轉(zhuǎn)化的裝置．用電器的轉(zhuǎn)化效率比擬高，使用時(shí)污染少，有利于保護(hù)環(huán)境．二、電功率學(xué)習(xí)要求1．理解電功率的概念．2．了解常用家用電器的額定功率．3．理解用電器的額定功率和實(shí)際功率的概念．4．會(huì)用電流表、電壓表和滑動(dòng)變阻器等測(cè)定小燈泡的電功率．5．能夠結(jié)合歐姆定律公式將電功率公式變形后進(jìn)行有關(guān)實(shí)際功率的計(jì)算．6．培養(yǎng)重視實(shí)驗(yàn)、尊重事實(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度．學(xué)習(xí)指導(dǎo)電功率物理意義的理解．電流通過(guò)不同的用電器做功的快慢一般是不同的．單位時(shí)間里所消耗的電能叫做電功率，它是表示電流做功快慢的物理量．電功率的計(jì)算公式是，而電功是用W=UIt計(jì)算的，由此得到電功率的常用計(jì)算公式為Ｐ=UI．這是普遍適用的公式，而推導(dǎo)的公式Ｐ=I2R和，只適用于純電阻電路．用電器額定功率與實(shí)際功率的區(qū)別．在日常生產(chǎn)和生活中，為了使用電器在正常情況下工作，以獲得最好的使用效果和延長(zhǎng)使用壽命，要在用電器上標(biāo)出它的電壓、電流和功率的數(shù)值，這些數(shù)值就是用電器的額定值．由于各種因素的影響，用電器不一定在正常條件下使用，用電器實(shí)際工作時(shí)的電壓、電流和功率值叫做用電器的實(shí)際電壓、實(shí)際電流和實(shí)際功率．假設(shè)用電器的工作電壓大于額定電壓，用電器的實(shí)際功率就大于額定功率〔一般不能超過(guò)太多〕；假設(shè)用電器的工作電壓小于額定電壓，它的實(shí)際功率就小于額定功率．因此用電器的實(shí)際功率是隨著它兩端實(shí)際電壓的改變而改變的．在實(shí)際電路中，當(dāng)用電器兩端的電壓變化時(shí)，電流、功率都要隨之改變；而對(duì)于電阻，一般認(rèn)為是保持不變的．用電器實(shí)際功率的計(jì)算．對(duì)于純電阻用電器來(lái)說(shuō)，在不考慮溫度對(duì)電阻的影響時(shí)，認(rèn)為其電阻是不變的，可以從Ｒ＝Ｕ２額／Ｐ額求出用電器的電阻，用P實(shí)=U實(shí)2/R求出用電器的實(shí)際功率．我們還可以用一種更簡(jiǎn)便的方法求實(shí)際功率．由于電阻不變，故Ｕ２額／Ｐ額＝Ｕ２實(shí)／Ｐ實(shí)，變形可得Ｐ實(shí)＝〔Ｕ實(shí)／Ｕ額〕２·Ｐ額．測(cè)定小燈泡的功率．測(cè)定小燈泡的功率是電學(xué)中典型的實(shí)驗(yàn)之一，實(shí)驗(yàn)要求做到：〔１〕能根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要選擇實(shí)驗(yàn)器材；〔２〕能根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求自己設(shè)計(jì)電路圖；〔３〕能按電路圖準(zhǔn)確、熟練地連接實(shí)驗(yàn)線路，并注意電流表和電壓表及滑動(dòng)變阻器的使用方法；〔４〕能根據(jù)串聯(lián)分壓的原理熟練地調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，按實(shí)驗(yàn)要求使燈泡在三種不同的電壓下工作；〔５〕能自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表格，正確讀出電流表和電壓表的示數(shù)，算出三種情況下燈泡的功率．典型范例例1．某公司推銷(xiāo)員在講到他們公司上半年共節(jié)電5000kW·h的時(shí)候，他拿起手里的一只電熨斗說(shuō)：“我這只電熨斗是500W的，也就是0.5kW，我們廠節(jié)省的電力可以開(kāi)動(dòng)10000個(gè)這樣的電熨斗．〞他的這種說(shuō)法對(duì)嗎？請(qǐng)你說(shuō)說(shuō)理由．精析：5000kW·h是電功，表示的是用電器消耗電能的多少；而0.5kW是電功率，表示的是消耗電能的快慢．10000只這樣的電熨斗同時(shí)開(kāi)動(dòng)消耗的總功率是5000kW，而不是5000kW·h．這是兩個(gè)完全不同的概念，這位推銷(xiāo)員把這兩個(gè)不同的物理量混淆了，所以他的說(shuō)法是不對(duì)的．全解：他的說(shuō)法不對(duì)，他把電功和電功率這兩個(gè)物理量混淆了．點(diǎn)評(píng)：明確物理量的意義是解決物理問(wèn)題的根底和前提。只有明確各個(gè)概念的含義，即在物理學(xué)中描述的是事物的哪個(gè)方面性質(zhì)，以及各個(gè)物理量的單位，才能準(zhǔn)確的處理物理問(wèn)題．功率表示做功的快慢，它與功是有區(qū)別的．例2．玲玲的爺爺常年患有慢性支氣管炎，天氣一冷就覺(jué)得呼吸困難。玲玲和爸爸為了使?fàn)敔斢幸粋€(gè)溫暖的生活環(huán)境，就一起去商店給爺爺買(mǎi)了一臺(tái)“凱迪牌臺(tái)式電暖器〞，這臺(tái)電暖器的銘牌如下：型號(hào)：NSB-290電壓：220V頻率：50Hz電流：3.6A出廠日期：2006年6月18日編號(hào)：06061876請(qǐng)你根據(jù)銘牌進(jìn)行以下計(jì)算：⑴這臺(tái)電暖器的額定功率是多少？⑵這臺(tái)取暖器在額定電壓下工作10h消耗的電能是多少？如果每天工作10h，每度電按0.4元收費(fèi)，使用這臺(tái)電暖器每天應(yīng)付電費(fèi)多少元？⑶玲玲的爺爺在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)電暖器的電壓為200V，此時(shí)通過(guò)電暖器的電流多大？消耗的電功率為多少〔設(shè)電暖器的電阻不變〕？精析：這是一道實(shí)際應(yīng)用題．題中給出了用電器的額定電壓和額定電流，由此我們根據(jù)電功率公式就可以計(jì)算出其額定功率，〔1〕銘牌上的220V是額定電壓，3.6A是額定電流，所以電暖器的額定功率為：P額=U額I額=220V×3.6A=792W．⑵取暖器消耗的電能為：W=Pt=792W×10h=7.92kW·h．所需要的電費(fèi)為：7.92kW·h×0.4元/〔kW·h〕=3.17元．⑶爺爺使用過(guò)程中，電暖器實(shí)際電壓并不等于額定電壓，此時(shí)消耗的功率也不等于額定功率。根據(jù)銘牌上的額定電壓和額定電流，可計(jì)算出電暖器的電阻為Ω，根據(jù)W≈660W得出實(shí)際功率．點(diǎn)評(píng)：該題解決的就是生活中的實(shí)際問(wèn)題。要求能區(qū)分額定功率與實(shí)際功率，在給出的用電器工作電壓或工作電流中，判斷出是否為額定電壓或額定電流．在電暖器的工作電壓低于額定電壓時(shí)，它消耗的功率小于額定功率．活動(dòng)與探究1．白熾燈是家庭電路的主要設(shè)備,請(qǐng)仔細(xì)觀察各種額定功率不同的燈泡,利用所學(xué)知識(shí)分析燈絲的長(zhǎng)短、粗細(xì)與它們額定功率之間有什么關(guān)系?2．給你電壓表、5Ω的電阻、電源、滑動(dòng)變阻器和開(kāi)關(guān)個(gè)一只,導(dǎo)線假設(shè)干．你能測(cè)出額定電壓為2.5V的小燈泡的額定功率嗎?思考與練習(xí)一、填空題1．標(biāo)有“PZ220—25〞字樣的電燈，“220〞表示，“25〞表示．它正常工作時(shí)的電流為A，電阻為Ω．2．一只標(biāo)有“220V10A〞字樣的電能表，220V表示，10A表示，最多可容納總功率為W的用電器同時(shí)使用．工程數(shù)據(jù)額定電壓220V額定頻率50Hz額定洗衣功率360W額定洗衣容量3kg整機(jī)質(zhì)量33kg外形尺寸(mm)542×550×9203．下表所示為國(guó)產(chǎn)XQB30—3型全自動(dòng)洗衣機(jī)說(shuō)明書(shū)中所列的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，仔細(xì)閱讀表格，答復(fù)以下問(wèn)題：⑴這臺(tái)洗衣機(jī)在額定電壓下洗衣時(shí)，通過(guò)洗衣機(jī)的電流是A．⑵這臺(tái)洗衣機(jī)洗衣時(shí)間累計(jì)為30min，其耗電為kW·h．二、選擇題〔只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意〕4．小剛同學(xué)利用電能表測(cè)量某家用電器的電功率，當(dāng)電路中只有這個(gè)用電器工作時(shí)，測(cè)得在15min內(nèi)消耗電能0.3kW·h，那么這個(gè)用電器可能是〔〕A．空調(diào)B．電冰箱C．電視機(jī)D．白熾燈5．下面是選自小明學(xué)習(xí)筆記中的摘錄，其中不正確的選項(xiàng)是〔〕A．電功率是表示消耗電能快慢的物理量B．相同時(shí)間內(nèi)，電流做功越多，功率越大C．千瓦是電功率的單位，千瓦時(shí)是電功的單位D．一臺(tái)電風(fēng)扇功率是100W，表示電流在1s內(nèi)做100W的功6．兩盞相同的“220V100W〞的電燈串聯(lián)后接在220V的電路上，那么兩盞燈總的電功率為〔〕A．200WB．100WC．50WD．25W7．標(biāo)有“12V6W〞字樣的燈泡接入電路中，假設(shè)通過(guò)燈泡的電流為0.3A，那么小燈泡的實(shí)際功率為〔〕A．等于6WB．D大于6WC．小于6WD．無(wú)法判斷三、實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)題8．如圖15-5是測(cè)定小燈泡額定功率的實(shí)物連接圖，其中電源是三節(jié)新干電池，燈泡的額定電壓是3.8V，其燈絲電阻約為10Ω，滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“10Ω1A〞的字樣，電流表〔0～0.6A、0～3A〕，電壓表〔0～3V、0～15V〕．〔1〕用筆劃線代替導(dǎo)線將電路中未連接的局部連接好,使它成為完整的實(shí)驗(yàn)電路．圖15-5A圖15-5APLSC．可能是小燈泡短路；D．可能是電流表斷路。根據(jù)上述猜測(cè)，請(qǐng)你借助圖中電流表和電壓表進(jìn)行驗(yàn)證，將電壓表、電流表示數(shù)填入下表．猜測(cè)電流表示數(shù)/A電壓表示數(shù)/V如果A成立如果C成立三、計(jì)算、論述題9．某變電所附近的居民區(qū)，用戶(hù)電壓經(jīng)常比正常電壓高22V．〔1〕將“PZ220－40〞的燈泡接入這樣的電路，燈泡的實(shí)際功率可到達(dá)多大？〔2〕要使“PZ220－40〞的燈泡在電壓最大時(shí)正常發(fā)光，需要串聯(lián)一個(gè)多大的電阻？這時(shí)電阻消耗的電功率多大？10．如圖15－6所示，R1=20Ω，R2=40Ω，電源電壓保持不變．〔1〕當(dāng)S1、S2都閉合時(shí)，電流表A1的示數(shù)是0.6A，小燈泡恰好正常發(fā)光，求電源電壓和小燈泡的額定電壓．〔2〕當(dāng)S1、S2都斷開(kāi)時(shí)，電流表A2的示數(shù)是0.2A，求小燈泡的實(shí)際功率．圖15-6〔3〕小燈泡的額定功率是多少？圖15-6相關(guān)鏈接電子節(jié)能燈20世紀(jì)80年代初，荷蘭飛利浦公司研制成功了第三代新光源熒光燈——電子節(jié)能燈．它采用了發(fā)光效率高的熒光粉和電子變頻鎮(zhèn)流器兩項(xiàng)技術(shù)，使電子節(jié)能燈的電能利用率大大提高．一只11W三基色電子節(jié)能燈的耗電量只有同樣亮度的60W白熾燈耗電量的18℅，是同樣亮度的15W普通熒光燈耗電量的73℅．據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)一年生產(chǎn)各種燈泡20億只，如果其中7000萬(wàn)只是11W三基色電子節(jié)能熒光燈，那么每年能節(jié)省的電差不多相當(dāng)于一座裝機(jī)容量為300萬(wàn)千瓦的電站的年發(fā)電量．三、電熱器電流的熱效應(yīng)學(xué)習(xí)要求1．知道電流的熱效應(yīng).2．知道一般電熱器的工作原理及其應(yīng)用.3．理解焦耳定律、公式及適用條件.4．會(huì)對(duì)一些家庭電熱器進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算.5．培養(yǎng)重視實(shí)驗(yàn)、尊重事實(shí)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度.學(xué)習(xí)指導(dǎo)1．電熱器⑴電熱器是利用電流做功把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的設(shè)備，常見(jiàn)的電熱器有電爐、電烙鐵、電熨斗、電飯鍋等．⑵電熱器是利用電流的熱效應(yīng)制成的．⑶電動(dòng)機(jī)、電視機(jī)等的外殼留有許多縫隙，有的電動(dòng)機(jī)里還裝有風(fēng)扇，這是為了加快散熱．2．焦耳定律⑴通過(guò)探究知道：電流通過(guò)電熱器所產(chǎn)生的熱量的多少與通電電流、用電器的電阻及通電時(shí)間有關(guān)．⑵焦耳定律的內(nèi)容是：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量，與電流的平方成正比，與導(dǎo)體的電阻成正比，與通電時(shí)間成正比．其公式為：Q=I2Rt．⑶焦耳定律可適用于一切用電器〔或電路〕的熱量計(jì)算．假設(shè)用電器能把電能全部轉(zhuǎn)化為熱量，如電阻絲、電烙鐵、電爐、電熨斗等，那么Q=W=UIt，根據(jù)歐姆定律還可以推導(dǎo)出；假設(shè)用電器所做的電功除了發(fā)熱，還轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能等，那么電功就大于轉(zhuǎn)化的內(nèi)能，比方電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)、鉛蓄電池充電，就不能用電功來(lái)代替產(chǎn)生的熱量了，所以在應(yīng)用公式時(shí)，必須注意其使用條件．曲型范例例1．電爐通電后，電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲相連接的輸電線卻不熱，這是因?yàn)椤病矨．通過(guò)電爐上的電流比通過(guò)輸電線上的電流大B．電爐絲的電阻比電線的電阻大得多C．電爐絲金屬的比熱容與輸電線的比熱容不同D．以上三種說(shuō)法都有道理精析：這個(gè)現(xiàn)象運(yùn)用焦耳定律容易解釋.由于電爐絲與銅導(dǎo)線是串聯(lián)的，所以通過(guò)它們的電流相等，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt，電爐絲的電阻比銅導(dǎo)線的電阻大得多，因此電爐絲上產(chǎn)生的熱量比銅導(dǎo)線上多得多，所以我們看到電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻不怎么熱.全解：此題答案應(yīng)選B．點(diǎn)評(píng)：比擬電流產(chǎn)生熱量的多少，關(guān)鍵是準(zhǔn)確地選用原理，要從題意中挖掘條件，根據(jù)具體問(wèn)題，選擇適宜的物理原理．例2．兩個(gè)電阻阻值之比R1∶R2＝２∶３，假設(shè)把它們串聯(lián)在電路中，相同時(shí)間內(nèi)R1、R2產(chǎn)生的熱量之比Q１∶Q２＝；假設(shè)把它們并聯(lián)在電路中，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比Q１′∶Q２′=.精析：串聯(lián)電路中，電流相等，要求產(chǎn)生熱量之比，應(yīng)該想到用公式Q=I2Rt進(jìn)行比擬，而在并聯(lián)電路中，兩電阻兩端的電壓相等，故應(yīng)想到用進(jìn)行比擬.全解：由于R1、R2串聯(lián)在電路中，根據(jù)Q=I2Rt可得Q１∶Q２＝R1∶R2＝２∶３.當(dāng)R1、R2并聯(lián)在電路中，根據(jù)可得Q１∶Q２＝R2∶R1＝3∶2．點(diǎn)評(píng)：此題的解答，需要分清兩個(gè)電阻是串聯(lián)還是并聯(lián)，抓住兩類(lèi)不同電路的特點(diǎn)，然后分別選擇合理的公式，代入相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算.※例3．一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)，線圈的電阻為0.5Ω，接在12V電源上時(shí)，通過(guò)的電流為2A，這臺(tái)電動(dòng)機(jī)工作5min產(chǎn)生多少機(jī)械能？精析：電動(dòng)機(jī)不是純電阻電路，不遵從歐姆定律，求電動(dòng)機(jī)消耗的電能，也就是求電流所做的功只能用W=UIt，而電流通過(guò)線圈產(chǎn)生的熱量必須用Q=I2Rt求，電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能應(yīng)為W-Q.全解：電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)所做的功為：W=UIt=12V×2A×300s=7200J，即電動(dòng)機(jī)5min消耗的電能為7200J.電流通過(guò)線圈產(chǎn)生的熱量為：Q=I2Rt=(2A)2×0.5Ω×300s=600J.電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的量為：W-Q.=7200J-600J=6600J.點(diǎn)評(píng)：此題電流做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能，電動(dòng)機(jī)電路是非純電阻電路，所以在選用公式時(shí)要慎重.活動(dòng)與探究請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)與課本上不同的實(shí)驗(yàn)，來(lái)探究通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān).思考與練習(xí)一、填空題1.電熱既有消極危害的一面，也有積極可利用的一面。各類(lèi)就是利用電流來(lái)加熱的設(shè)備，常見(jiàn)的有、、等．2.一個(gè)20Ω的電阻，通過(guò)0.5A的電流2min，電阻上消耗J的電能，釋放熱量J.3.有一種家用電熨斗的規(guī)格為“220V300W〞這種電熨斗內(nèi)部電熱絲的電阻是Ω.如果在額定電壓下工作，1min內(nèi)將產(chǎn)生J的熱量.二、選擇題4.以下幾種家用電器中不屬于電熱器的是〔〕A.電爐B.電熨斗C.收音機(jī)D.電烙鐵5.電冰箱、電視機(jī)、電風(fēng)扇等用電器的后面分別裝有鐵片或制成空格狀，這樣做的目的〔〕A.為了用電器的美觀B.為了防止用電器漏電C.為了防止用電器聚集熱量D.為了節(jié)約用電器的制作材料6.假設(shè)以下各用電器的額定功率都相等，正常工作時(shí)，釋放熱量最多的是〔〕A.電視機(jī)B.白熾燈C.電烙鐵D.電風(fēng)扇7．兩根完全相同的電熱絲，串聯(lián)起來(lái)接在家庭電路上燒開(kāi)4kg的一壺水需24min，假設(shè)把它們并聯(lián)起來(lái)燒開(kāi)同樣一壺水，需要的時(shí)間為〔〕A．6minＢ．12minＣ．24minＤ．48min三、計(jì)算、論述題圖15-78.有人在使用電熨斗時(shí),為了熨燙方便和不使溫度升的得圖15-7過(guò)高,通常將電熨斗接在如圖15-7所示的電路中，試問(wèn)：開(kāi)關(guān)S應(yīng)在何時(shí)閉合，何時(shí)翻開(kāi)?這樣做有什么好處?圖15-8電爐絲圖15-8電爐絲銅導(dǎo)線設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)：把電爐絲和銅電線串聯(lián)起來(lái)接到電源上，在電爐絲和銅導(dǎo)線上分別用蠟粘上兩根小鐵釘。如圖15-8所示，等蠟?zāi)毯?，合上開(kāi)關(guān)，過(guò)一會(huì)兒，電爐絲上的蠟熔化了，鐵釘?shù)粝聛?lái)，而銅導(dǎo)線上的蠟沒(méi)有熔化。〔1〕他的這個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)?zāi)懿荒苡脕?lái)探究電流的熱效應(yīng)？〔2〕他把電爐絲和銅導(dǎo)線串聯(lián)在電路中的目的是什么？〔3〕電爐絲上的蠟?zāi)苋刍?，而銅導(dǎo)線上的蠟沒(méi)熔化，由此你能得出什么結(jié)論？相關(guān)鏈接電吹風(fēng)的保健功能電吹風(fēng)是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能能和內(nèi)能的用電器，當(dāng)它進(jìn)現(xiàn)代家庭后，人們通常用它來(lái)美化發(fā)型，但是它在日常生活中，還有著良好的保健功能：〔1〕治感冒.感冒往往是以流清涕、打噴嚏開(kāi)始的，此時(shí)用電吹風(fēng)對(duì)著鼻孔吹入熱風(fēng)，持續(xù)20min左右，可殺滅呼吸道內(nèi)的感冒病毒，使流涕停止，感冒不再發(fā)作.〔2〕治胃痛.發(fā)生痙攣性胃痛時(shí)，用電吹風(fēng)對(duì)著胃部熱吹片刻，胃痛便可減輕或解除.〔3〕防治腳癬.有腳汗的人往往鞋內(nèi)潮濕而患腳癬，如每次穿鞋前用電吹風(fēng)向鞋內(nèi)吹片刻，不但穿著枯燥舒適，而且可以殺滅或抑制霉菌，防止腳癬.〔4〕治凍瘡.凍瘡初起時(shí)，用電吹風(fēng)直接吹患處，使其局部加熱，每次5～10min；吹三四次后凍瘡即可見(jiàn)好.四、家庭平安用電學(xué)習(xí)要求1.知道家庭電路中造成熔絲熔斷的原因.2.知道熔絲(保險(xiǎn)絲)的作用.3.會(huì)根據(jù)實(shí)際電路的需要，正確選用和安裝熔絲的方法.4.知道平安電壓。了解常見(jiàn)的幾種觸電情況和防止觸電的方法.5.理解家庭電路的組成及其主要局部的作用.6.知道家庭電路中各電學(xué)器件的符號(hào)，會(huì)畫(huà)簡(jiǎn)單的家庭電路圖.7.知道火線與零線，會(huì)使用測(cè)電筆正確識(shí)別火線和零線.8.知道平安用電的常識(shí)，知道常用的觸電急救知識(shí).9.培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的學(xué)習(xí)習(xí)慣，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程的科學(xué)態(tài)度，以及綜合運(yùn)用物理知識(shí)分析、解決實(shí)際問(wèn)題的能力.學(xué)習(xí)指導(dǎo)1.家庭電路主要由進(jìn)戶(hù)線〔電源線〕、電能表、閘刀開(kāi)關(guān)、熔斷器、開(kāi)關(guān)、插座和用電器等元件組成.2.家庭電路失火的原因是電壓過(guò)高、用電器電流超載及線路中某處接觸不良造成該處電阻加大而使局部線路過(guò)熱.3.熔絲：⑴熔絲是由電阻率較大、但熔點(diǎn)較低的鉛銻合金制成的.⑵熔絲的作用是當(dāng)電路中的電流過(guò)大時(shí)熔絲發(fā)熱并熔斷，形成斷路，從而保護(hù)用電器.⑶更換熔絲時(shí)，要換成規(guī)格適宜的熔絲，不能用銅絲或鐵絲代替.⑷自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)是一種新型的保險(xiǎn)裝置，這種裝置被附加在總開(kāi)關(guān)上，不再采用熔絲，而是通過(guò)電磁原理來(lái)實(shí)現(xiàn)電路的斷、開(kāi).4.觸電：人體是導(dǎo)體，假設(shè)體觸及帶電體，會(huì)有電流通過(guò)人體造成對(duì)人體的傷害.⑴單線觸電：站在地上的人觸到火線，電流由火線進(jìn)入人體流到大地，形成回路，造成傷害人體的事故.⑵雙線觸電：站在絕緣體上的人假設(shè)同時(shí)觸到火線和零線，人體與電網(wǎng)形成回路，造成傷害人體的事故.5.插座：為了給電視機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱以及其他可以搬動(dòng)的家用電器供電，需要安裝插座.插座有兩孔插座和三孔插座之分.使用三孔插座可以使有金屬外殼的用電器有良好的接地保護(hù)作用.6.測(cè)電筆：用來(lái)區(qū)分火線和零線的電工工具.使用時(shí)，用手接觸筆尾金屬體，筆尖接觸電線，如果氖管發(fā)光，表示接觸的是火線；假設(shè)氖管不發(fā)光，表示接觸的是零線.7.平安用電常識(shí)：(1)一般情況下，人體的平安電壓不高于36V.(2)平安用電的四不原那么：不接觸低壓帶電體；不靠近高壓帶電體；不弄濕用電器；不損壞絕緣體.(3)處理觸電事故，首先切斷電源.假設(shè)有人觸電，先切斷電源,或用絕緣體使人脫離電源線；因電引起的火災(zāi),要先切斷電源,再潑水救火,一定不能帶電潑水救火.典型范例例1．電工師傅檢修電路時(shí)，手中備有的熔絲嫌粗，他便用螺絲刀在熔絲上撳一個(gè)切口，試說(shuō)明他這樣做的道理.精析：熔絲的規(guī)格常用額定電流來(lái)表示，熔絲越粗額定電流越大，熔絲越細(xì)額定電流越小。電工手邊備有的熔絲嫌粗，說(shuō)明其額定電流較大，不符合電路要求。在熔絲上撳一切口，可減小熔絲的橫截面積，使熔絲變細(xì)，額定電流變小，符合平安用電要求.全解：這樣做的目的是減小熔絲的橫截面積，以減小熔絲的額定電流.點(diǎn)評(píng)：熔絲有不同的規(guī)格，家庭電路中一般按額定電流選用熔絲，應(yīng)使熔絲的額定電流等于或略大于電路的最大正常工作電流.選用熔絲時(shí)，既不能選得過(guò)大，也不能選得過(guò)小，過(guò)大起不到保護(hù)電路的作用，過(guò)小又及易造成電路斷路。假設(shè)熔絲嫌細(xì)，也可以把幾段對(duì)折起來(lái)使用，以增大額定電流.例2．閉合室內(nèi)開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)燈不亮，但燈座完好，用測(cè)電筆檢測(cè)燈座的兩接線柱，發(fā)現(xiàn)測(cè)電筆氖管都發(fā)光，由此可判斷()A.火線斷路B.燈泡燈絲斷了C.零線斷路D.無(wú)法判斷精析：根據(jù)題中所描述的現(xiàn)象可推知，一定是出現(xiàn)了斷路.假設(shè)火線斷路，氖管不會(huì)發(fā)光；假設(shè)燈絲斷路，燈座兩端不會(huì)使氖管發(fā)光；所以，只能是零線斷路而導(dǎo)致燈不亮.全解：此題應(yīng)選C.點(diǎn)評(píng)：照明電路中常出現(xiàn)的故障主要有以下四種：(1)開(kāi)路；(2)短路；(3)過(guò)載；(4)漏電.在分析電路故障時(shí)，要根據(jù)具體情況作出正確的判斷.活動(dòng)與探究1.拆一只測(cè)電筆，看看它有哪些局部組成？怎樣用它來(lái)區(qū)分火線和零線呢？請(qǐng)?jiān)诶蠋熁蚣议L(zhǎng)的監(jiān)護(hù)下動(dòng)手做做看，一定要注意平安.2.結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，你認(rèn)為平安用電要注意哪些？請(qǐng)?zhí)岢龊侠淼慕ㄗh.思考與練習(xí)一、填空題1.家庭電路主要由、、、、、、、等組成。為了考慮到用電平安，三線插座還應(yīng)加接_.2.家庭電路的火線和零線之間的電壓是_______V；對(duì)人體的平安電壓是V；為了防止電路中電流過(guò)大而造成危害，電路中必須安裝.3.藝藝家買(mǎi)來(lái)的洗衣機(jī)上帶的是三腳插頭，由于家中沒(méi)有三孔插座，于是把三腳插頭安在兩孔插座上，洗衣機(jī)照樣工作，但這樣做在時(shí)，容易造成觸電事故.DZ47-70A最大工作電流10ADZ47-70A最大工作電流10A漏電電流≤30mA額定電壓220V動(dòng)作時(shí)間≤0.1s鍋?zhàn)鲲垥r(shí)，家里的自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)“跳閘〞了.那么“跳閘〞的原因可能是.根據(jù)小華家自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)上的銘牌如下圖，他家電路允許使用的用電器總功率最大為W.二、選擇題5．在以下現(xiàn)象中：①插座中的兩個(gè)線頭相碰；②開(kāi)關(guān)中的兩個(gè)線頭相碰；③電路中增加了大功率用電器；④戶(hù)外輸電線絕緣皮損壞．可能引起家中保險(xiǎn)絲熔斷的是〔〕A．只有①、②B．只有②、③C．只有②、④D．只有①、③6．電工站在枯燥的椅子上檢修電路，以下情況中肯定不平安的是〔〕A．一手接觸到火線B．兩只手都接觸到火線C．一只手接觸火線，另一只手接觸到水泥墻壁D．一只手接觸零線，另一只手接觸到水泥墻壁7．關(guān)于平安用電，以下做法中正確的選項(xiàng)是〔〕A．使用測(cè)電筆時(shí)，不能用手接觸筆尾的金屬體B．發(fā)現(xiàn)有人觸電時(shí)，要先切斷電源，或用干木棒把電線挑開(kāi)C．發(fā)現(xiàn)線路起火時(shí)，可以立即潑水救火D．發(fā)現(xiàn)高壓輸電線落在地面上時(shí)，用干木棒將其挑離地面8．小鳥(niǎo)蹲在高壓電線上并不會(huì)觸電，其原因是〔〕A．小鳥(niǎo)是絕緣體，所以不觸電B．小鳥(niǎo)兩個(gè)爪間的電壓低，不會(huì)使小鳥(niǎo)觸電C．小鳥(niǎo)生命力強(qiáng)，所以不觸電D．線路中電流太小，不能使小鳥(niǎo)觸電9．小明發(fā)現(xiàn)他家的電路中，使用的是一種外殼由塑料制成的“空氣開(kāi)關(guān)〞，它可替代閘刀開(kāi)關(guān)和熔斷器.他觀察到空氣開(kāi)關(guān)的額定電流是10A，那么，由這個(gè)“空氣開(kāi)關(guān)〞控制的用電器的總功率最好〔〕A．不大于220WB．不大于1200WC．不大于2.2kWD．沒(méi)有限制三、計(jì)算、論述題10.你是否注意到，在用電頂峰或家中使用大功率用電器時(shí)，家中的電燈發(fā)光會(huì)變暗?請(qǐng)你分析一下是什么原因造成的.11.白熾燈是人們常用的照明用具.根據(jù)你對(duì)白熾燈的了解,請(qǐng)?zhí)岢鰞蓚€(gè)與物理知識(shí)有關(guān)的問(wèn)題,并針對(duì)提出的問(wèn)題作出簡(jiǎn)要答復(fù).例如：?jiǎn)栴}:白熾燈的燈絲用久了為什么會(huì)變細(xì)?簡(jiǎn)答：在高溫狀態(tài)下燈絲升華造成的.(1)問(wèn)題:；簡(jiǎn)答：．(2)問(wèn)題:；簡(jiǎn)答：．12．某中學(xué)學(xué)生，星期天到鄉(xiāng)鎮(zhèn)上宣傳平安用電常識(shí)，該校學(xué)生自制了宣傳畫(huà)，如圖15-9甲、乙、丙。請(qǐng)你任選其中兩幅為它配上簡(jiǎn)短的解說(shuō)詞．圖15-9圖15-9圖甲的解說(shuō)詞：．圖乙的解說(shuō)詞：．圖丙的解說(shuō)詞：．相關(guān)鏈接家用電器之最最早的白熾燈：白熾燈最早由誰(shuí)創(chuàng)造的尚有爭(zhēng)論.愛(ài)迪生在前人研究的根底上，于1879年10月21日制成了一只用碳化的棉線做燈絲的真空燈泡.通電后，這只燈泡足足亮了45個(gè)小時(shí).這在當(dāng)時(shí)可是個(gè)了不起的成就.最早的電風(fēng)扇：1882年,美國(guó)紐約的克羅卡日卡齊發(fā)動(dòng)機(jī)廠成功研制了一臺(tái)只有兩個(gè)扇片的臺(tái)式電風(fēng)扇.最早的收音機(jī)：1910年,美國(guó)紐約的戴弗雷斯特?zé)o線公司研制成功一臺(tái)組裝式收音機(jī).最早的電冰箱：1913年,美國(guó)的芝加哥一家公司研制成功一臺(tái)家用電冰箱,它的外殼是木制的,里面安裝了壓縮制冷設(shè)備.最早的電視機(jī)：1926年,英國(guó)的貝爾德研制成功一臺(tái)黑白電視機(jī).1941年,匈牙利籍美國(guó)科學(xué)家彼得·戈德馬克研制成功一臺(tái)彩色電視機(jī).最早的微波爐：1947年,美國(guó)研制成功一臺(tái)加工食品的微波爐,當(dāng)時(shí)叫雷達(dá)爐.最早的錄像機(jī)：1956年,美國(guó)的安派克齊公司研制成功一臺(tái)錄像機(jī).五、綜合實(shí)踐活動(dòng)學(xué)習(xí)要求1．經(jīng)歷研究學(xué)生家庭中的用電線路過(guò)程，會(huì)畫(huà)自家的家庭電路圖。2.經(jīng)歷探究家庭消耗電能的多少與哪些因素有關(guān)的過(guò)程，嘗試總結(jié)相應(yīng)的結(jié)論。3．經(jīng)歷探究分時(shí)段定電價(jià)的意義的過(guò)程，關(guān)注人、社會(huì)、自然的和諧開(kāi)展。學(xué)習(xí)指導(dǎo)1．研究自己家的用電線路的關(guān)鍵是觀察家庭用電線路，搞清自己家的用電線路結(jié)構(gòu).一般情況下，家庭電路布線都是分路鋪設(shè)的，分為照明、插座、電熱水器以及空調(diào)共四路，它們分別與安裝在供電箱上的四個(gè)空氣開(kāi)關(guān)相連．而供電箱中的總開(kāi)關(guān)與戶(hù)外的電能表相連,并進(jìn)一步連在由戶(hù)外供電電纜接入的進(jìn)戶(hù)線上．檢查用電線路的方法是分段停電法，通過(guò)對(duì)空氣開(kāi)關(guān)的斷開(kāi)或閉合，判斷該空氣開(kāi)關(guān)是控制哪一段電路．研究自己家的用電線路時(shí)，必須嚴(yán)格按照防止觸電的操作標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，且有家長(zhǎng)在場(chǎng)，以防止發(fā)生人身傷害事故．2．在探究家庭電路消耗的電能與哪些因素有關(guān)的過(guò)程中，用電能表測(cè)量用電時(shí),只要隔一段時(shí)間讀出電能表上前后兩次數(shù)值,并把后一次讀數(shù)減去前一次讀數(shù),其差就是用電器在這段時(shí)間內(nèi)消耗的電能,單位是千瓦時(shí).注意，現(xiàn)在很多家庭使用了電子式單相電能表,可根據(jù)用電1Kw·h耗電指示燈閃爍的次數(shù)計(jì)算消耗電能的多少.3．在探究分時(shí)段定電價(jià)的意義活動(dòng)中，要堅(jiān)持把記錄工作做完整，還要注意數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確．典型范例例1．小剛同學(xué)新買(mǎi)了一臺(tái)電子節(jié)能燈,他想知道該燈的功率是多大.他關(guān)閉了家中其他用電器,只讓這臺(tái)電子節(jié)能燈工作10min，發(fā)現(xiàn)家中標(biāo)有2500r/kW·h電能表的轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)了10圈.該電子節(jié)能燈10min消耗的電能是多少？實(shí)際功率為多大？精析：“2500r/kW·h〞表示消耗1kW·h的電能電能表轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)2500圈，那么10圈消耗的電能為〔10/2500〕×1kW·h，再由公式Ｐ=Ｗ/t可計(jì)算出電功率.全解：Ｗ=〔10/2500〕×1kW·h=〔10/2500〕×3.6×106J=1.44×104J.Ｐ=Ｗ/t=1.44×104J/600s=24Ｗ.點(diǎn)評(píng)：要注意1kW·h和焦耳之間的換算關(guān)系.1kW·h=3.6×106J.活動(dòng)與探究1．統(tǒng)計(jì)你家所有用電器的功率,假設(shè)同時(shí)用電,電能表是否超負(fù)荷?如果超負(fù)荷,你打算采取什么措施?2．請(qǐng)你觀察家中的輸電線路和電器設(shè)備中,是否存在著平安用電隱患?假設(shè)有,應(yīng)如何改良?思考與練習(xí)一、填空題1．用電器是的裝置，從能量轉(zhuǎn)化的角度，請(qǐng)你列舉兩個(gè)不同類(lèi)型的常用電器：、．2．很多家用電器都有待機(jī)功能，比方電視機(jī)可以用遙控器關(guān)機(jī)而不必?cái)嚅_(kāi)電源．這一功能雖給人們帶來(lái)方便，但電視機(jī)在待機(jī)狀態(tài)下仍有能耗．小明家彩色電視機(jī)待機(jī)功率8W，每天平均待機(jī)時(shí)間20h，那么每天待機(jī)耗電kW·h．假設(shè)能及時(shí)斷開(kāi)電源，他家每月可以節(jié)約電費(fèi)元．〔電價(jià)為0.45元/kW·h，每月按30h計(jì)算〕二、選擇題〔只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意〕3．圖15-10是徐潔同學(xué)記錄家中一周內(nèi)的用電情況，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔〕圖15-100圖15-100123電能/KW·h時(shí)間/次周一周二周三周四周五周六周日?qǐng)D例白天黃昏夜晚B.周四夜晚用電比周五夜晚多C.每天的用電頂峰在黃昏D.周三黃昏用電2kw·hvtvt三、計(jì)算6．為了緩解用電頂峰電力緊張的矛盾，降低居民的用電費(fèi)用，我市局部地區(qū)已使用了分時(shí)電能表。電費(fèi)價(jià)目表如下：原電表計(jì)費(fèi)方法分時(shí)電表計(jì)費(fèi)方法時(shí)間范圍全天頂峰期低谷期8：00～21：0021：00～次日8：00單位：元/度0.530.550.35使用分時(shí)電表后，為了節(jié)省電費(fèi)，小明將自家用電水壺?zé)_(kāi)水安排到用電低谷期，并且觀察到只有電水壺?zé)畷r(shí)，家里電能表(標(biāo)有3000r/kW·h)每分鐘表盤(pán)轉(zhuǎn)36r．20min燒開(kāi)一壺水．如果小明家每天燒兩壺開(kāi)水，請(qǐng)你估算僅利用水壺?zé)豁?xiàng)，小明家一個(gè)月〔30d〕節(jié)約電費(fèi)多少元？相關(guān)鏈接分時(shí)電價(jià)分時(shí)電價(jià)又稱(chēng)“峰谷差電價(jià)〞，每天用電劃分為頂峰時(shí)、平時(shí)和低谷時(shí)三個(gè)時(shí)段，其中，頂峰時(shí)段為上午9時(shí)至11時(shí)和下午6時(shí)至10時(shí)，共6小時(shí)；平段為上午8時(shí)至9時(shí)和上午11時(shí)至下午6時(shí)，共8小時(shí)；低谷時(shí)段為晚上10時(shí)至次日早晨8時(shí)，共10小時(shí)。對(duì)于工業(yè)用戶(hù)而言，平段電價(jià)維持原價(jià)不變，頂峰電價(jià)在平段電價(jià)的根底上上浮60％，低谷電價(jià)在平段電價(jià)的根底上下浮40％；對(duì)于居民用戶(hù)而言，假設(shè)選擇分時(shí)電價(jià)，頂峰電價(jià)同平段電價(jià)保持一致，低谷電價(jià)在平段電價(jià)根底上下浮40％．本章檢測(cè)一、填空題1.電能表是測(cè)量的儀表，1kW·h的電能可供標(biāo)有一只“220V40W〞的燈泡正常工作h．2.家庭電路中的進(jìn)戶(hù)線有兩根，一根是線，一根是線，它們之間有V的電壓．圖15-113.標(biāo)有“2.5V0.4A〞字樣的小燈泡，其額定功率是圖15-114.在如圖15-11所示的電路中，電源電壓為3.0V，開(kāi)關(guān)閉合后，電流表和電壓表的讀數(shù)分別是0.10A和2.0V，那么R2兩端的電壓是V，Rl每分鐘消耗的電能是J。5.據(jù)報(bào)道，近幾年有許多重大火災(zāi)都是因?yàn)榫€路連接處接觸不良造成的．教訓(xùn)十分深刻，線路連接處接觸不良時(shí)，該處的電阻將；在該接觸處就會(huì)產(chǎn)生局部過(guò)熱升溫，接觸處的電阻又將隨溫度升高而，從而形成電熱的逐步積累和惡性循環(huán)，以致引發(fā)火災(zāi)〔選填“增大〞“減小〞或“不變〞〕．6.一盞“220V100W〞的燈泡，接入110V的電路中，它的額定電壓是V，額定功率是W，實(shí)際電壓是V，實(shí)際功率是W，它的亮度比正常工作時(shí)的亮度要．7.引起家庭電路中電流過(guò)大的原因：一是，二是．經(jīng)驗(yàn)證明只有的電壓才是平安的．8.標(biāo)有“220V500W〞的電爐正常工作1h，消耗的電能為kW·h，在這1h內(nèi)電爐產(chǎn)生了J的熱量．圖15-12SA1L圖15-12SA1LR10.如圖15-12所示的電路中，電源電壓保持不變，在滑動(dòng)變阻器的滑片由中點(diǎn)向右端移動(dòng)的過(guò)程中，電流表的示數(shù)將，燈泡L消耗的電功率將，變阻器R消耗的電功率將〔選填“變大〞、“變小〞或“不變〞〕．二、選擇題11.在家庭電路中，熔絲的主要作用是〔〕A.保證電路的電壓不變B.保證電路的電流不變C.保護(hù)人體平安D.在電流超過(guò)規(guī)定值時(shí)自動(dòng)切斷電路12.當(dāng)發(fā)現(xiàn)有人觸電時(shí)，以下救護(hù)方法中錯(cuò)誤的選項(xiàng)是〔〕A.立即斷開(kāi)電源開(kāi)關(guān)B.立即用絕緣體將電線挑開(kāi)C.立即用有絕緣柄的鋼絲鉗鉗斷電線D.立即直接用手拉觸電的人13.以下做法，不符合平安用電要求的是〔〕A.發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線的絕緣局部破損時(shí)要及時(shí)更換B.家用電器的金屬外殼要接地C.用鐵絲或銅絲來(lái)代替熔絲D.發(fā)現(xiàn)有人觸電時(shí)，要及時(shí)切斷電源14.亮亮同學(xué)把一開(kāi)關(guān)閉合的臺(tái)燈插入插座時(shí)，家中原來(lái)亮著的燈全熄滅了，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)家中的熔絲已熔斷，造成這一現(xiàn)象的原因可能是〔〕A.臺(tái)燈的燈絲斷了B.臺(tái)燈的燈座短路C.該插座原來(lái)已短路D.臺(tái)燈的插頭斷路15-1315.如圖15-13所示是我們?nèi)粘Ｉ钪械囊环N調(diào)光燈，它的調(diào)節(jié)旋鈕是一個(gè)與燈泡相串聯(lián)的變阻器，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕使燈泡逐漸變暗時(shí)，以下判斷正確的選項(xiàng)是15-13A.燈泡兩端的電壓逐漸變小B.燈泡兩端的電壓不變，流過(guò)燈泡的電流逐漸變小C.燈泡的燈絲電阻逐漸變大D.燈泡的額定功率逐漸變小16.在?電工手冊(cè)?中，列出了白熾燈的常見(jiàn)故障與檢修方法，其中一項(xiàng)故障現(xiàn)象及其可能原因如下表所示：故障現(xiàn)象可能原因檢修方法燈泡不亮1.燈泡的燈絲斷了2.燈頭內(nèi)的電線斷了3.開(kāi)關(guān)等處的接線松動(dòng)4.熔絲熔斷換新燈泡換新線并接好檢查加固更換熔絲上述故障現(xiàn)象的可能原因可以概括為〔〕A.電路中出現(xiàn)了短路 B.電路中出現(xiàn)了斷路 C.并聯(lián)變成了串聯(lián) D.供電電壓偏低17.甲用電器標(biāo)有“220V100W〞字樣，乙用電器標(biāo)有“110V25W〞字樣，關(guān)于甲、乙以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔〕A.將甲、乙串聯(lián)后接入電路中，甲、乙消耗的功率一定不相等B.將甲、乙并聯(lián)后接入電路中，甲、乙消耗的功率一定不相等C.無(wú)論是串聯(lián)還是并聯(lián)后接入電路中，甲、乙消耗的功率一定相等D.無(wú)法比擬18.兩只燈泡串聯(lián)后接入電路中，其中一只亮，另一只不亮，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因可能是〔〕A.兩燈相比，不亮的燈泡電阻太小了B.兩燈相比，不亮的燈泡中通過(guò)的電流太小了C.兩燈相比，不亮的燈泡額定功率一定大D.不亮的燈泡的燈絲一定斷了19.一只擴(kuò)音機(jī)的額定電壓是110V，功率是100W，電源電壓是220V，如果用電燈泡來(lái)降壓，與擴(kuò)音機(jī)串聯(lián)的最適宜的電燈泡規(guī)格是〔〕A.110V250W B.110V40W C.110V100W D.110V200W20.制作電熱器的發(fā)熱體應(yīng)選用〔〕A.電阻大且熔點(diǎn)高的合金絲B.電阻小且熔點(diǎn)低的合金絲C.電阻率大且熔點(diǎn)高的合金絲D.電阻率小且熔點(diǎn)低的合金絲21.如圖15-14所示，電路中有一只標(biāo)有“6V3W〞字樣的小燈泡L，阻值為12Ω的電阻R，開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，燈泡L恰好正常發(fā)光，那么開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，小燈泡的實(shí)際功率是()圖15-圖15-14LRS×1B.1.5WC.0.75W D.零三、設(shè)計(jì)與探究題22.請(qǐng)?jiān)趫D15-15所示的照明電路上，按平安用電的原那么，將燈泡、拉線開(kāi)關(guān)、三孔插座接入電路．圖15-15圖15-1523.我們知道,導(dǎo)體中有電流流過(guò)時(shí)，導(dǎo)體就會(huì)發(fā)熱．如圖15-16是“探究影響通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)〞的實(shí)驗(yàn)裝置，觀察圖中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，答復(fù)以下問(wèn)題：圖15-16圖15-16等質(zhì)量煤油R甲=RR乙=2R〔a〕等質(zhì)量煤油R乙=2RR丙=2R〔b〕〔1〕圖〔a〕探究的是；〔2〕圖〔b〕探究的是；〔3〕導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量是通過(guò)反映出來(lái)的；〔4〕通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究得到的結(jié)論是．24.五顏六色的小彩燈給街道、商店和旅游區(qū)增添了熱鬧的氣氛．一串小彩燈的燈泡往往有幾十只，這么多的小彩燈是如何連接呢？小明同學(xué)從市場(chǎng)上買(mǎi)了一串小彩燈，按以下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究：⑴把所買(mǎi)的這串小彩燈接入照明電路，閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)所有的小彩燈均發(fā)光，而且發(fā)光強(qiáng)度相同．翻開(kāi)開(kāi)關(guān)，取下任意一盞小彩燈，閉合開(kāi)關(guān)后發(fā)現(xiàn)全部小彩燈均不發(fā)光．根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，小明判斷每盞小彩燈間是以 方式連接的．⑵小明用電流表測(cè)量出這串小彩燈全部發(fā)光時(shí)通過(guò)第一盞小彩燈的電流是0.8A，那么通過(guò)第五盞小彩燈的電流是 ．〔3〕小明數(shù)了一下該串小彩燈總共58只，從而推算出每盞小彩燈的額定電壓大約是V．額定功率約是W．〔保存一位小數(shù)〕四、解答題圖15-1725.使用電烙鐵時(shí),為了省電和防止因烙頭氧化而不易沾錫，有時(shí)會(huì)采用如圖15-17所示的電路，該電路在暫不焊接時(shí)，可以處于保溫狀態(tài)；需要焊接時(shí)，能很快到達(dá)焊接溫度電烙鐵的規(guī)格為“220V40W〞，開(kāi)關(guān)S接a點(diǎn)時(shí)，電烙鐵消耗的電功率為P1，開(kāi)關(guān)接b點(diǎn)時(shí)，電烙鐵消耗的功率為P2，且P1=4P2，問(wèn)：圖15-17〔1〕電烙鐵處于保溫狀態(tài)時(shí)，開(kāi)關(guān)應(yīng)和哪一點(diǎn)接觸？〔2〕電烙鐵處于保溫狀態(tài)時(shí)，通過(guò)電路的電流是多少？〔3〕電路中選用的燈泡L的電阻值是多少？26.一天，小明注意到家中的燈泡比平常亮，猜測(cè)可能是電壓超過(guò)了220V．為了證實(shí)他的猜測(cè)，他做了如下實(shí)驗(yàn)：關(guān)閉家中其他用電器，只開(kāi)一盞“220V100W〞的電燈，觀察到家中標(biāo)有“3000r/kW·h〞字樣的電能表在20min內(nèi)轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)了121r．〔不計(jì)溫度對(duì)燈絲電阻的影響〕〔1〕在20min時(shí)間內(nèi)這盞燈消耗的電能的多少？〔2〕小明家此時(shí)的實(shí)際電壓是多少？〔3〕為使這盞燈能正常發(fā)光，應(yīng)串聯(lián)一個(gè)多大的電阻？第十六章電磁轉(zhuǎn)換一、磁體與磁場(chǎng)學(xué)習(xí)要求1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，認(rèn)識(shí)磁極之間的相互作用，了解磁場(chǎng)也是一種物質(zhì)．2.通過(guò)觀察，了解磁化現(xiàn)象．3.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)用磁感線描述磁場(chǎng)的方法，會(huì)判斷磁場(chǎng)的方向．4.知道地磁場(chǎng)及地磁場(chǎng)的南、北極．5.通過(guò)了解我國(guó)古代對(duì)磁現(xiàn)象的研究成果及研究磁現(xiàn)象的方法，使學(xué)生樂(lè)于探索自然現(xiàn)象．學(xué)習(xí)指導(dǎo)1．磁體表現(xiàn)出三個(gè)方面的性質(zhì)：⑴吸鐵性：可以吸引鐵質(zhì)物質(zhì)〔鐵、鈷、鎳〕；⑵指向性：將磁體支起來(lái)或懸掛起來(lái)使其自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)磁體靜止時(shí)總是一端指南一端指北；⑶磁極間的相互作用：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引．利用磁體的這些性質(zhì)可以幫助我們判斷一個(gè)物體是否具有磁性．2．磁極：磁體上磁性最強(qiáng)的局部叫磁極，磁極在磁體的兩端；磁極分南極〔S〕和北極〔N〕．①磁體兩端磁性最強(qiáng)，中間幾乎沒(méi)有磁性．②可在水平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)的條形磁體或磁針，靜止后總是一個(gè)磁極指南另一個(gè)磁極指北，指南的叫南極，指北的叫北極．3．判別條形磁鐵極性的兩種方法：①用細(xì)線系住條形磁鐵中間懸掛起來(lái)，使其自由轉(zhuǎn)動(dòng)，靜止時(shí)指北的一端為N極，指南的一端為S極；②用一磁極的磁體靠近它，相吸的一端為異名磁極，相斥的一端為同名磁極．4．磁化：使原來(lái)沒(méi)有磁性的物體獲得磁性的過(guò)程叫磁化．只有鐵質(zhì)物質(zhì)才能被磁化．5．磁體周?chē)目臻g存在磁場(chǎng)，磁場(chǎng)是一種看不見(jiàn)、摸不著的特殊物質(zhì)．磁場(chǎng)的根本性質(zhì)是：磁場(chǎng)對(duì)放在其中的磁體有力的作用．磁場(chǎng)是有方向的．人們把放在某點(diǎn)的小磁針靜止時(shí)北極所指的方向稱(chēng)為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向．SSSSSNNS同名磁極NS異名磁極條形磁體蹄形磁體圖16.17．地磁場(chǎng)：地球本身是一個(gè)巨大的磁體，在地球周?chē)目臻g存在著磁場(chǎng)，叫地磁場(chǎng)．地磁北極在地理的南極附近，地磁南極在地理的北極附近．地理兩極跟地磁兩極并不重合，而是稍有偏離．此現(xiàn)象最早是由我國(guó)的科學(xué)家沈括發(fā)現(xiàn)的．典型范例例1．將條形磁鐵的一端去靠近某鋼棒的一端，發(fā)現(xiàn)它們互相吸引，能否據(jù)此判斷鋼棒有磁性？如它們互相排斥，能否判斷鋼棒有磁性？精析：鋼棒和條形磁鐵相互吸引有兩種情況：鋼棒沒(méi)有磁性但條形磁鐵有磁性；條形磁鐵有磁性，鋼棒也有磁性，恰好靠近的是異名磁極．如果排斥那么可判斷鋼棒有磁性，因?yàn)闆](méi)有磁性不會(huì)相互排斥的．全解：磁鐵一端靠近鋼棒的一端，如果相互吸引，不能判斷鋼棒有磁性；如果排斥那么能確定鋼棒有磁性．點(diǎn)評(píng)：熟悉磁體的性質(zhì)和磁極間的相互作用，全方位地看待問(wèn)題．培養(yǎng)自己綜合分析問(wèn)題的能力．例2．在一個(gè)圓紙盒里放著一個(gè)條形磁鐵，在盒子周?chē)胖靡恍┬〈裴槨残〈裴樛亢诙藶椋螛O〕，這些小磁針靜止時(shí)的指向如圖16.2甲所示，那么圖16.2乙中能正確反映盒中條形磁鐵放置情況的是〔〕AABCDNNNSSSSN甲乙圖16.2精析：條形磁體外部的磁感線是從N極出來(lái)回到S極，同時(shí)靜止在磁場(chǎng)中的小磁針N極的指向即為該點(diǎn)磁感線切線的方向．將圖中小磁針N極用線條連接起來(lái)可得到磁感線的分布，從而判斷出盒中條形磁鐵的情況．全解：A．點(diǎn)評(píng)：要善于把實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和問(wèn)題聯(lián)系起來(lái)．從形象、直觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象過(guò)渡到抽象的問(wèn)題，在學(xué)習(xí)中逐步培養(yǎng)這種知識(shí)遷移的能力．活動(dòng)與探究1．觀察你身邊的生活用品，看看它們?cè)谀男┑胤接玫搅舜盆F．它們是怎樣巧妙利用磁性的？并把觀察結(jié)果記錄下來(lái)．2．在家里找一些不同的金屬，嘗試用磁鐵吸引它們，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄下來(lái)．思考與練習(xí)一、填空題1．磁體上存在兩個(gè)的局部叫磁極．將一個(gè)磁體用線懸掛起來(lái)，靜止時(shí)指南的磁極叫，指北的磁極叫．2．當(dāng)兩個(gè)磁極靠近時(shí)，它們表現(xiàn)出來(lái)的作用規(guī)律是．3．磁場(chǎng)是磁體周?chē)囊环N能傳遞的特殊物質(zhì)．我們把小磁針在磁場(chǎng)中靜止時(shí)極所指的方向，規(guī)定為該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向．4．用磁感線可以形象地描述磁場(chǎng)的方向和磁場(chǎng)的強(qiáng)弱分布．磁感線越密的地方磁場(chǎng)越，磁感線越疏的地方磁場(chǎng)越．5．地球本身就是一個(gè)巨大的磁體．水平放置、能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針之所以在地球外表指向南北，就是因?yàn)槭艿降挠绊懀钤绨l(fā)現(xiàn)地磁兩極與地理兩極并不重合的科學(xué)家是我國(guó)宋代的．二、選擇題6．一條形磁鐵不慎從中間斷為兩段，那么兩段的磁性是〔〕A．兩段都沒(méi)吸磁性B．一段只有N極，一段只有S極C．每段都有N、S極D．以上三種情況都有可能7．在地球外表的某位置，發(fā)現(xiàn)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針靜止時(shí)沿豎直方向，且S極向下，那么該位置在〔〕A．地球北極附近B．地球南極附近C．地球赤道附近D．無(wú)法確定8．緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)指南針的羅盤(pán)時(shí)，羅盤(pán)內(nèi)的小磁針〔〕A．將隨羅盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)B．不隨羅盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，幾乎仍在原來(lái)位置不動(dòng)C．將轉(zhuǎn)動(dòng)得比羅盤(pán)快些D．將轉(zhuǎn)動(dòng)得比羅盤(pán)慢些9．關(guān)于磁感線的描述，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是〔〕A．磁感線在磁場(chǎng)中是客觀存在的，只不過(guò)眼睛看不見(jiàn)罷了B．磁感線是一種假想的曲線C．磁感線是一系列曲線，不可能是直線D．有磁感線的地方不一定有磁場(chǎng)10．鋼條AB的A端靠近小磁針的北極，它們相互吸引；鋼條B端靠近小磁針南極，它們也相互吸引，那么〔〕A．鋼條一定有磁性，且A端為北極B．鋼條一定有磁性，且A端為南極C．鋼條一定無(wú)磁性D．鋼條可能有磁性，也可能無(wú)磁性三、簡(jiǎn)答題11．兩根外形完全相同的鋼棒，其中一根有磁性，另一根沒(méi)有磁性，如果不用其它器具，怎樣才能知道哪一根有磁性，哪一根沒(méi)有磁性？相關(guān)鏈接磁場(chǎng)對(duì)生物的影響科學(xué)家通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，磁對(duì)生物的生長(zhǎng)、發(fā)育有很大影響．有人在兩杯同樣的水中各養(yǎng)了同樣大小的5尾蝌蚪，并將一杯水放在一定強(qiáng)度的磁場(chǎng)中，另一杯水放在普通空間〔即除了地磁場(chǎng)外沒(méi)有其他附加磁場(chǎng)〕．在整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間，不給蝌蚪喂任何食物．實(shí)驗(yàn)結(jié)果是：17d后，沒(méi)有附加磁場(chǎng)的那杯水中的蝌蚪開(kāi)始死亡，到第21d全部死去；而在磁場(chǎng)中的那幾尾蝌蚪，到第23d才開(kāi)始死亡，直到第27d才全部死去．實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，在一定強(qiáng)度的磁場(chǎng)中的生活的蝌蚪壽命較長(zhǎng)．同樣，在磁場(chǎng)中生活的蠶，其平均成熟期短，結(jié)繭早而且大．對(duì)于蚯蚓、魚(yú)等動(dòng)物的類(lèi)似實(shí)驗(yàn)，也有相同的結(jié)果．還有人做過(guò)試驗(yàn)，把老鼠放在一個(gè)連地磁場(chǎng)都屏蔽掉的環(huán)境中生活，結(jié)果壽命大大縮短．由此，不難想象磁場(chǎng)與人體健康也會(huì)有一定的關(guān)系．早在春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，名醫(yī)扁鵲就用“慈石〞〔即磁石〕治?。糯t(yī)書(shū)?格致鏡源?中講到把磁石墊在枕頭里，用此枕而眠，持之以恒，便有保眼健目的效果．這就是磁療．現(xiàn)代的磁療是以一定強(qiáng)度的恒定磁場(chǎng)〔如永磁場(chǎng)片〕、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)或脈沖交變磁場(chǎng)作用于人體．大量的臨床實(shí)踐證明，磁療對(duì)于各種關(guān)節(jié)炎、腰肌勞損等疼痛性疾病，高血壓、腹瀉、良性腫瘤、靜脈曲張、結(jié)石、經(jīng)痛等疾病有一定的療效，而且治療簡(jiǎn)便、平安，很少有副作用．二、電流的磁場(chǎng)學(xué)習(xí)要求1．通過(guò)實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)通電直導(dǎo)線周?chē)拇艌?chǎng)方向與電流的方向有關(guān)．2．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，學(xué)會(huì)判斷通電螺線管外部磁場(chǎng)方向的方法，會(huì)應(yīng)用安培定那么．3．能解釋電磁繼電器的工作原理．4．通過(guò)認(rèn)識(shí)電與磁之間的聯(lián)系，體驗(yàn)探索大自然奧秘的科學(xué)方法．學(xué)習(xí)指導(dǎo)1．電流的磁場(chǎng)⑴奧斯特實(shí)驗(yàn)：通電直導(dǎo)線周?chē)嬖谥艌?chǎng)，磁場(chǎng)的方向跟電流的方向有關(guān)．⑵通電螺線管的磁場(chǎng)：通電螺線管外部的磁場(chǎng)和條形磁體外部的磁場(chǎng)十分相似，通電螺線管的兩端相當(dāng)于條形磁體的兩個(gè)極，極性跟電流方向有關(guān)，可用安培定那么來(lái)判斷——用右手握住螺線管，讓四指彎曲指向螺線管中的電流方向，那么大拇指所指方向即為螺線管的北極．2．研究電磁鐵⑴電磁鐵：將螺線管緊密地套在鐵芯上就構(gòu)成了電磁鐵．⑵電磁鐵是根據(jù)通電螺線管插入鐵芯磁性增強(qiáng)的特性制成的．其磁性增強(qiáng)是因?yàn)?，鐵芯被磁化后也相當(dāng)于一個(gè)磁體，它的磁場(chǎng)跟通電螺線管中磁場(chǎng)相疊加而增強(qiáng)．因此電磁鐵中插入螺線管的必須是鐵質(zhì)物質(zhì)，而不能是其它的導(dǎo)體．⑶電磁鐵磁性強(qiáng)弱跟哪些因素有關(guān)：①線圈匝數(shù)一定，電流越大，磁性越強(qiáng)；②結(jié)構(gòu)相同的電磁鐵，電流一定，線圈匝數(shù)越多，磁性越強(qiáng)．⑷電磁鐵的優(yōu)點(diǎn)：①磁性有無(wú)可以通過(guò)通、斷電來(lái)控制；②磁性強(qiáng)弱可以由電流大小來(lái)控制；③極性可以由變換電流方向來(lái)控制．3．電磁繼電器⑴電磁繼電器由電磁鐵、銜鐵、彈簧、觸點(diǎn)組成，其實(shí)質(zhì)是利用電磁鐵來(lái)控制工作電路的開(kāi)關(guān)．⑵電磁繼電器是利用低電壓、弱電流的電路的通斷來(lái)間接地控制高電壓、強(qiáng)電流的電路的裝置．典型范例例1．一通電螺線管如圖16.3甲所示，如在其附近A、B兩點(diǎn)放上小磁針，請(qǐng)標(biāo)出小磁針靜止時(shí)N極的指向． 精析：標(biāo)出小磁針的N極指向，首先要搞清通電螺線管的兩端極性，而要到達(dá)這一目的，就必須用安培定那么．用安培定那么就必須搞清螺線管中電流方向．全解：解答如16.3乙．圖16.3圖16.3··AB甲AB乙圖16.4點(diǎn)評(píng)：知道小磁針靜止時(shí)跟通電螺線管靠近的應(yīng)該是異名磁極，熟悉安培定那么是解決此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵．圖16.4例2．如圖16.4所示，為使滑動(dòng)變阻器的滑片P向右移動(dòng)時(shí)，通電螺線管對(duì)條形磁鐵的斥力變大，那么電源和變阻器接人電路的方式可以是〔〕A．G接F，E接B，D接HB．G接F，E接A，D接HC．G接E，F(xiàn)接B，D接HD．G接E，F(xiàn)接A，D接H精析：題目要求通電螺線管與條形磁鐵之間是互相排斥的關(guān)系，那么通電螺線管左端應(yīng)為S極，必須保證電流從接線柱H流入螺線管，因此，G應(yīng)該接F．同時(shí)，滑片P向右滑動(dòng)時(shí)，要求排斥力變大，那么電源的E必須接滑動(dòng)變阻器的B接線柱．全解：A．點(diǎn)評(píng)：此題綜合了磁極間的相互作用、安培定那么、電磁鐵、滑動(dòng)變阻器等知識(shí)，是一道綜合度較高的題目，但我們只要對(duì)問(wèn)題分析準(zhǔn)確，完全可以各個(gè)擊破．例3．如圖16.5所示是小明設(shè)計(jì)的溫度自動(dòng)報(bào)警器原理圖．在水銀溫度計(jì)里封入一段金屬絲，當(dāng)在正常工作的溫度范圍內(nèi)時(shí)，綠燈亮；當(dāng)溫度升高到達(dá)金屬絲下端所指示的溫度時(shí)，紅燈亮，發(fā)出報(bào)警信號(hào).請(qǐng)按照題意要求，在圖中連接好電路．圖圖16.5圖16.6精析：當(dāng)外界溫度在正常工作的溫度范圍內(nèi)時(shí)，電磁鐵沒(méi)有磁性，彈簧發(fā)揮作用，將銜鐵拉向上，接通綠燈．當(dāng)外界溫度到達(dá)金屬絲下端所指示的溫度時(shí)，溫度計(jì)內(nèi)水銀面上升將控制電路接通，電磁鐵有磁性，吸引銜鐵向下動(dòng)作，同時(shí)帶動(dòng)觸點(diǎn)向下，接通紅燈，發(fā)出報(bào)警信號(hào)．全解：如圖16.6所示．點(diǎn)評(píng)：電磁繼電器電路可以分為控制電路和工作電路．每個(gè)電路根本上都包含了電路的必要組成局部〔電源、開(kāi)關(guān)、導(dǎo)線、用電器〕．只是在不同的實(shí)例中，控制電路的開(kāi)關(guān)發(fā)生了一些變化，比方此題是以溫度計(jì)作為自動(dòng)控制開(kāi)關(guān)的．觸點(diǎn)也可以看作是一個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)．活動(dòng)與探究制作、研究電磁鐵1．將一根絕緣導(dǎo)線，從鐵釘?shù)囊欢嗣芾@到鐵釘?shù)牧硪欢耍瑢?dǎo)線兩端各留出10cm長(zhǎng)不繞在鐵釘上〔假設(shè)導(dǎo)線較軟，可用線繩將導(dǎo)線兩端扎好并固定〕，這就成了一個(gè)電磁鐵．2．將一些大頭針或鐵屑放在桌子上，將小磁針針座也放在桌上，并放上小磁針．分別拿未通電的電磁鐵靠近大頭針、小磁針．觀察它能不能吸起大頭針和小磁針．能不能推斥小磁針？3．左手拿著一節(jié)電池，右手拿著電磁鐵，將電磁鐵上的導(dǎo)線兩端分別接觸到電池的兩極上，再用它的一端去靠近大頭針〔或鐵屑〕、小磁針．它能不能吸起大頭針？能不能吸引小磁針的一個(gè)磁極？能不能推斥小磁針的一個(gè)磁極？它有沒(méi)有磁性？如果有，這一端是N極還是S極？記住它的極性和電流方向．4．⑴給電磁鐵通斷電．觀察電磁鐵在什么情況下有磁性，什么情況下無(wú)磁性？⑵將電磁鐵分別接上兩節(jié)串聯(lián)的電池，使通過(guò)電磁鐵的電流增強(qiáng)．根據(jù)吸起的大頭針多少來(lái)判定什么情況下〔是電流強(qiáng)時(shí)還是電流弱時(shí)〕它們的磁性強(qiáng)？⑶改變電池的正負(fù)極接法，從而改變電磁鐵的電流方向，利用小磁針，檢查電磁鐵的極性是否改變？思考與練習(xí)一、填空、作圖題1．在一次課外活動(dòng)中，小紅和小剛設(shè)計(jì)了如圖16.7甲所示的實(shí)驗(yàn)，當(dāng)他們閉合開(kāi)關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)小磁針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，這說(shuō)明_________________的周?chē)嬖谥艌?chǎng)．接著小紅又想用該電路判斷電源的正負(fù)極．經(jīng)過(guò)討論，小剛找來(lái)了一個(gè)小鐵釘，把導(dǎo)線的一局部繞在上面，制成了一個(gè)電磁鐵連在電路中，當(dāng)再次閉合開(kāi)關(guān)S后，小磁針靜止時(shí)N極的指向如圖乙所示．據(jù)此他們判斷出電源的_______端是正極〔選填〞a或“b〞〕．圖16.7圖16.72．電磁鐵就是，它的優(yōu)點(diǎn)在于：可用控制磁性的有無(wú)；可用控制磁性的強(qiáng)弱；可用控制磁極的極性．3．根據(jù)圖16.8中通電螺線管的N、S極，標(biāo)出螺線管上導(dǎo)線中的電流方向．圖16.8圖16.9圖16.8圖16.94．圖16.9中的兩個(gè)通電螺線管相互排斥，在圖中補(bǔ)全與此事實(shí)相符的電路圖．二、選擇題5．要使通電螺線管的磁性減弱，可以采用的方法是〔〕A．不改變螺線管繞的匝數(shù)，將通過(guò)螺線管的電流變大B．不改變螺線管繞的匝數(shù)，利用滑動(dòng)變阻器使通過(guò)螺線管的電流變小C．增加螺線管的匝數(shù)D．改變電流的方向，再插入一只鐵芯電源abcd圖16.10電源abcd圖16.10A．電源a端為正極時(shí)，d端為南極B．電源a端為正極時(shí)，c端為南極C．電源b端為正極時(shí)，c端為南極Q圖16.11PD．電源b端為正極時(shí)，Q圖16.11P7．如圖16.11所示，電磁鐵P和Q通電后〔〕A．P的右端是N極，Q的右端是S極，相互吸引B．P的右端是S極，Q的右端是N極，相互吸引C．P的右端是N極，Q的右端是S極，相互排斥D．P的右端是S極，Q的右端是N極，相互排斥8．如圖16.12能正確反響出螺線管極性與電流方向關(guān)系的是〔〕圖16.12圖16.129．以下裝置中，沒(méi)有用到電磁鐵的是〔〕A．電磁起重機(jī)B．電磁繼電器C．電鈴D．電熱毯三、簡(jiǎn)答題10．有一只正、負(fù)極標(biāo)志分不清的蓄電池，你能想出幾種方法正確地判斷出它的正、負(fù)極？相關(guān)鏈接電磁鐵在農(nóng)業(yè)上的用途磁鐵還有一種用途，說(shuō)來(lái)更有趣味：它能在農(nóng)業(yè)上幫助農(nóng)民除掉作物種子里的雜草種子．雜草種子上有絨毛，能夠粘在旁邊走過(guò)的動(dòng)物的毛上，因此它們就能散布到離母本植物很遠(yuǎn)的地方．雜草的這種在幾百萬(wàn)年的生存斗爭(zhēng)中獲得的特點(diǎn)，卻被農(nóng)業(yè)技術(shù)利用了來(lái)除掉它的種子．農(nóng)業(yè)技術(shù)家利用磁鐵，把雜草的粗糙的種子從作物的種子里挑選出來(lái)．如果在混有雜草種子的作物種子里撒上一些鐵屑，鐵屑就會(huì)緊緊地粘在雜草種子上，而不會(huì)粘在光滑的作物種子上．然后拿一個(gè)力量足夠強(qiáng)大的電磁鐵去對(duì)它們作用，于是混合著的種子就會(huì)自動(dòng)分開(kāi)，分成作物種子和雜草種子兩局部，電磁鐵從混合物里把所有粘有鐵屑的種子都撈了出來(lái)三、磁場(chǎng)對(duì)電流的作用電動(dòng)機(jī)學(xué)習(xí)要求1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)，知道磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用．2．通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，認(rèn)識(shí)到使通電線圈轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)的原因．3．通過(guò)分析，了解換向器在使通電線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所起的作用．4．通過(guò)自制小電動(dòng)機(jī)及對(duì)換向器作用的分析，知道電動(dòng)機(jī)在工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化，體驗(yàn)戰(zhàn)勝困難，獲得成功的喜悅．學(xué)習(xí)指導(dǎo)1．在學(xué)習(xí)磁場(chǎng)對(duì)電流的作用時(shí)要從觀察實(shí)驗(yàn)入手．觀察時(shí)注意兩個(gè)問(wèn)題：⑴在磁場(chǎng)中，通電直導(dǎo)線如何放置才能受到力的作用？⑵通電直導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的方向，跟哪些因素有關(guān)？2．磁場(chǎng)對(duì)通電線圈的作用．⑴把一個(gè)通電的矩形線圈入磁場(chǎng)中，其受力運(yùn)動(dòng)的原理：將矩形線圈看做由四段直導(dǎo)線組成，其中兩段直導(dǎo)線與磁感線平行，所以不受力；另兩段直導(dǎo)線中電流方向相反，受磁場(chǎng)力的方向也相反，且不在同一直線上，所以線圈將發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)．⑵當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到與磁感線垂直位置時(shí)，線圈受平衡力作用．3．直流電動(dòng)機(jī)是利用通電線圈在磁場(chǎng)中會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)的原理制成的；每當(dāng)線圈依靠自身慣性越過(guò)平衡位置，換向器能自動(dòng)地改變線圈中電流方向．典型范例例1．如圖16.13所示，“○〞表示垂直紙面的一根導(dǎo)體，這是閉合電路的一局部，“·〞表示導(dǎo)體中電流垂直紙面向外，“×〞表示導(dǎo)體中電流垂直紙面向里．箭頭表示導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向．請(qǐng)你根據(jù)a圖中的信息，在b、c、d圖中畫(huà)出導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向．NNSSNNSSN··××abcd圖16.13··精析：通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向跟電流方向和磁場(chǎng)方向有關(guān)．當(dāng)只改電流方向或磁場(chǎng)方向時(shí)其運(yùn)動(dòng)方向就會(huì)發(fā)生改變．如果同時(shí)改變電流方向和磁場(chǎng)方向，其運(yùn)動(dòng)方向不會(huì)發(fā)生改變．NSSNSSNNSSN··××abcd圖16.14··點(diǎn)評(píng)：要善于從圖像中收集信息，善于運(yùn)用“比擬〞的方法處理問(wèn)題．對(duì)于“通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的方向與電流方向、磁場(chǎng)方向之間的關(guān)系〞不需要深究．活動(dòng)與探究圖16.15制作簡(jiǎn)易電動(dòng)機(jī)圖16.15如圖16.15所示，線圈用漆包線制作，繞1.5～5.5匝，兩端各留出一段當(dāng)轉(zhuǎn)軸用．軸與支架接觸處必須刮去半邊絕緣漆，支