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苏科版九年级物理学习方法下

发布时间:2013-12-24 16:39:52  

第十五章 电功和电热

一、电能表和电功 学习要求

1.知道电能表是测量电功的仪表.会用家用电能表初步测量家庭用电的电功.

2.会根据家用电能表的表盘数据计算电功.

3.知道电功的概念及其单位.理解电功的公式.

6.会对一些家庭用电器进行简单的电功计算.

7.培养理论联系实际的学习习惯. 1. 理解电流能够做功

电流通过导体是否能做功,就看电流通过导体时,是否可以将电能转化成其他形式的能.电流通过电动机线圈时,电动机便转动起来,可以提升重物,同时线圈也会发热,这时电能转化成机械能和内能;电流通过电灯泡时,灯丝发热发光,电能转化成内能和光能,这说明电流通过导体的过程中,伴随着能量转化的发生,所以我们说:电流通过导体能做功.

2.知道电流做功与哪些因素有关

通过实验探究我们知道,影响电流做功的因素是:通过电路的电流和加在电路两端的电压,以及通电时间。

3. 弄清规律和公式的适用条件

任何物理规律和公式都有它的适用条件,弄清规律和公式的适用条件是学好物理必须注意的问题.电功的公式W=UIt是计算电功普遍适用的公式,对于任何类型的用电器(或

U22电路)都适用.而结合欧姆定律I=U/R推出的电功公式W?t= IRt,不适用于含有电R

动机的电路,只适用于电烙铁、电炉等纯电阻电路,即只适用于电能全部转化为内能的电路.

4.知道电能表的作用及其主要数据的意义和作用

电能表俗称电度表或火表,是用来测量电功或记录电路中消耗电能多少的仪表.电能

6 1

例1.一个阻值为10Ω的电阻器接在电压是3V的电源上,它通电5min电流做的功是多少?

精析:在运用电功公式W=UIt计算时,要注意U、I、t三个量的单位必须统一,均使用国际单位。题中电流是未知的,可以用欧姆定律I=U/R计算出通过电阻器的电流,再用W=UIt计算电功.

全解:根据欧姆定律I?U3?A=0.3A ,W=UIt=3V30.3A35360s=270J.电流做R10

功为270J.

点评:如果能熟练运用电功公式的推导式,可以不先求出I,而直接将欧姆定律和电U2

功公式综合起来,即用W?t,将更加快捷方便. R

例2.一位同学家上周末电能表的示数是

, 本周末示数为

,该家庭本周用电2h. 若电能表铭牌上标有“3000

r/kW2h”,则这周内电能表的转盘转.

精析:本题考查了两种测量电能的方法:一是用计数器的示数之差计算电能,二是根据转盘转过的转数计算电能.

全解:(1)注意最后一位虚线框内的数据为小数,则本周消耗的电能为:W=W2-W1=1341.5kW2h-1326.2kW2h=15.3kW2h.

(2) 题中已知消耗电能15.3kW2h,则转数为:15.3kW2h33000r/kW2h=4590r. 点评:从本题可以看出:若用电器用电较多,时间较长,应通过计数器测量消耗的电能;若用电器用电较少,时间较短,应用数转盘转过转数的方法也可算出消耗的电能。

例3.如图15-1所示的电路中,电源电压U=6V并保持不变,电阻R=5Ω,滑动变阻器的阻值范围为0—10Ω.在滑动变阻器的滑片从左端移到右端的过程中,求:

(1)闭合开关后,电流表和电压表的示数范围各是多少? (2)电路接通25s内,电阻R消耗的最大电能是多少?

精析:当滑片P分别向左或右移动时,电路中的电流分

别会变大或变小。显然,当滑片滑到左端时,电路中的电流

最大,电阻R两端的电压最大且等于电源电压;当滑片滑到

图15-1 右端时,电路中的电流最小.

U6全解:⑴当滑片滑到左端时,R滑1=0,I?A=1.2A,UR=6V ?R?R015?0

当滑片滑到右端时,R滑2=10Ω,I'?U6‘A=0.4A,UR=I’R=0.435V=2V ?R?R025?10

⑵对于电阻R而言,当滑动变阻器滑片移到左端时,电路中电流最大,从而在相等的时间内消耗的电能最多.

2

I?U6V??1.2A W=I2Rt=(1.2A)235Ω325s=1.83102J R5?

所以本题中(1)电流表的示数范围是1.2A—0.4A,电压表的示数范围是6V—2V;

(2)最大电功是1.83102J.

点评:本题着重考查影响电路中电流大小的因素和滑动变阻器的作用.同学们可以思考一下,若题中加设条件:电压表量程为0—3V,则在25s内电阻消耗的最大电能又是多少? 请你试一试:用钟表和电能表比较一下你家中电视机和洗衣机哪个用电多?说出你的方法和判断的依据.

一、填空题

1.在国际单位制中,电能和电功的单位是.

2.当电能转化为其它形式的能时,我们就说电流做了 。如果电流通过电动机做了300J的功,表示有300J的电能转化为 J的 能和少量的内能.

3.请用笔画线,把左边的用电器与右边的能量转化形式对应连接起来.

无轨电车 电能转化为内能

电炉 电能转化为动能

电镀槽 电能转化为内能和光能

白炽电灯 电能转化为化学能

4.已知一个小灯泡两端的电压为3V,通过它的电流为0.5A,经过5min电流所做的功为 J,灯泡消耗的电能为 J.

5.一只电热壶装满水后接在220V的电源上,通过它的电流是1.2A.若通电10min将水烧开,则电流做功 J,消耗电能 J.若将该电热壶接在110V的电

30天后,电能表的示数为0.53元计算,本月他 元.

7.已知两电阻分别为R1=4Ω、R2=6Ω,将它们串联后接入电压为10V的电路中,总电阻为 Ω,R1、R2两端电压之比为 .若通电1min,电流通过电阻R2所做的功为 J.

二、选择题(只有一个选项符合题意)

8.电能表可测量下列物理量中的 ( )

A.电流 B.电压 C.电阻 D.电能

9.电流经过用电器做功1J,1J等于 ( )

A.1C/s B.1V/A C.1V2A2s D.1V2A

3

10.在图15-2中,导体A、B是由同种材料做成的,A和B等长,但A比B的横截面积大.当S闭合后,在相同的时间内,下列叙述正确的是

( )

A.电流通过A、B所做的功是WA>WB

B.电流通过A、B所做的功是WA<WB

C.电流通过A、B所做的功是WA=WB

D.无法比较电流通过A、B时所做的电功的大小 图15-2

11.如图15-3所示的电路中,先闭合开关S1,再闭合开关S2,电路中消耗的电能将

( ) A.减小

B.增大 C.不变

D.无法判断 图15-3

三、计算、论述题

12.在如图15-4所示的电路中,电阻R2=20Ω.S闭合后,电流表A1、A2的示数分别为0.2A和0.5A.求: ⑴通电10s内,电流经过R1、R2时所做的电功W1、W2. ⑵通电10s内,整个电路消耗的电能.

图15-4

电能的优越性

电能的应用非常广泛,在工农业、国防建设、科学研究和日常生活中应用得越来越多.电能的应用为什么这样广泛,它究竟有什么优越性呢?电能的优越性主要表现在三个方面:

(1)电能来源广泛.自然界里存在着各种形式的能,如化学能、水能、风能、地热能、太阳能、核能等,它们大多可以方便地转化为电能.

(2)电能便于输送.从发电厂(站)产生的电能,用高压电线便可将它输送到千里以外的地方,十分方便,而且电能在输送过程中损失较小.

(3)电能使用方便.电能可以方便地转化为其他形式的能,以满足多方面的需要.各种各样的用电器就是实现这种能量转化的装置.用电器的转化效率比较高,使用时污染少,有利于保护环境.

4

二、电功率 1.理解电功率的概念.

2.了解常用家用电器的额定功率.

3.理解用电器的额定功率和实际功率的概念.

4.会用电流表、电压表和滑动变阻器等测定小灯泡的电功率.

5.能够结合欧姆定律公式将电功率公式变形后进行有关实际功率的计算.

6.培养重视实验、尊重事实、实事求是的科学态度. 学习指导

1. 电功率物理意义的理解.

电流通过不同的用电器做功的快慢一般是不同的.单位时间里所消耗的电能叫做电功

W率,它是表示电流做功快慢的物理量.电功率的计算公式是P?,而电功是用W=UItt

计算的,由此得到电功率的常用计算公式为P=UI.这是普遍适用的公式,而推导的公式

U2

P=IR 和P?,只适用于纯电阻电路. R2

2. 用电器额定功率与实际功率的区别.

在日常生产和生活中,为了使用电器在正常情况下工作,以获得最好的使用效果和延长使用寿命,要在用电器上标出它的电压、电流和功率的数值,这些数值就是用电器的额定值.由于各种因素的影响,用电器不一定在正常条件下使用,用电器实际工作时的电压、电流和功率值叫做用电器的实际电压、实际电流和实际功率.若用电器的工作电压大于额定电压,用电器的实际功率就大于额定功率(一般不能超过太多);若用电器的工作电压小于额定电压,它的实际功率就小于额定功率.因此用电器的实际功率是随着它两端实际电压的改变而改变的.在实际电路中,当用电器两端的电压变化时,电流、功率都要随之改变;而对于电阻,一般认为是保持不变的.

3. 用电器实际功率的计算.

对于纯电阻用电器来说,在不考虑温度对电阻的影响时,认为其电阻是不变的,可以

2从R=U额/P额求出用电器的电阻,用P实=U实2/R求出用电器的实际功率.我们还可以

22用一种更简便的方法求实际功率.由于电阻不变,故U额/P额=U实/P实,变形可得

P实=(U实/U额)22P额.

4. 测定小灯泡的功率.

测定小灯泡的功率是电学中典型的实验之一,实验要求做到:(1)能根据实验需要选择实验器材;(2)能根据实验要求自己设计电路图;(3)能按电路图准确、熟练地连接实验线路,并注意电流表和电压表及滑动变阻器的使用方法;(4)能根据串联分压的原理熟练地调节滑动变阻器,按实验要求使灯泡在三种不同的电压下工作;(5)能自行设计实验记录表格,正确读出电流表和电压表的示数,算出三种情况下灯泡的功率. 例1.某公司推销员在讲到他们公司上半年共节电5000kW2h的时候,他拿起手里的 5

一只电熨斗说:“我这只电熨斗是500W的,也就是0.5kW,我们厂节省的电力可以开动10000个这样的电熨斗.”他的这种说法对吗?请你说说理由.

精析:5000kW2h是电功,表示的是用电器消耗电能的多少;而0.5kW是电功率,表示的是消耗电能的快慢.10000只这样的电熨斗同时开动消耗的总功率是5000kW,而不是5000kW2h.这是两个完全不同的概念,这位推销员把这两个不同的物理量混淆了,所以他的说法是不对的.

全解:他的说法不对,他把电功和电功率这两个物理量混淆了.

点评:明确物理量的意义是解决物理问题的基础和前提。只有明确各个概念的含义,即在物理学中描述的是事物的哪个方面性质,以及各个物理量的单位,才能准确的处理物理问题.功率表示做功的快慢,它与功是有区别的.

例2.玲玲的爷爷常年患有慢性支气管炎,天气一冷就觉得呼吸困难。玲玲和爸爸为了使爷爷有一个温暖的生活环境,就一起去商店给爷爷买了一台“凯迪牌台式电暖器”,

⑴这台电暖器的额定功率是多少?

⑵这台取暖器在额定电压下工作10h消耗的电能是多少?如果每天工作10h,每度电按0.4元收费,使用这台电暖器每天应付电费多少元?

⑶玲玲的爷爷在使用过程中发现电暖器的电压为200V,此时通过电暖器的电流多大?消耗的电功率为多少(设电暖器的电阻不变)? 精析:这是一道实际应用题.题中给出了用电器的额定电压和额定电流,由此我们根据电功率公式就可以计算出其额定功率,(1)铭牌上的220V是额定电压,3.6A是额定电流,所以电暖器的额定功率为:

P额=U额I额=220V33.6A=792W.

⑵取暖器消耗的电能为:W=Pt=792W310h=7.92kW2h.

所需要的电费为:7.92 kW2h30.4元/ (kW2h)=3.17元.

⑶爷爷使用过程中,电暖器实际电压并不等于额定电压,此时消耗的功率也不等于额定功率。根据铭牌上的额定电压和额定电流,可计算出电暖器的电阻为R?U0220?Ω,I03.6

U22002

?根据P?220W≈660W得出实际功率. R

3.6

点评:该题解决的就是生活中的实际问题。要求能区分额定功率与实际功率,在给出的用电器工作电压或工作电流中,判断出是否为额定电压或额定电流.在电暖器的工作电压低于额定电压时,它消耗的功率小于额定功率.

1.白炽灯是家庭电路的主要设备,请仔细观察各种额定功率不同的灯泡,利用所学知识 6

分析灯丝的长短、粗细与它们额定功率之间有什么关系?

1. 额定电压220V 额定功率25W 0.11 1936 2. 额定电压220V 持续工作时的最大电流10A 2200 3. ⑴1.64 ⑵0.18 4. 10V 0.2 5. B 6. D 6. C 7. C

8.(1)图略 (2)A成立:0 4.5 C成立:0.45 0 9.(1)48.4W (2)121Ω 4W

10.(1)12V 12V(2)0.8W (3)7.2W

15.3 电热器 电流的热效应

1. 电热器 电饭锅 电热毯 电熨斗 2. 600 600 3. 161.3 18000 4. C

5.C 6.C 7.A 8.当电熨斗发热过多时断开开关,流过电熨斗的电流变小,发热少;当电熨斗发热不多时闭合开关,流过电熨斗的电流变大,发热多 9.(1)能 (2)电流相等 (3)电流相等时,在相同的时间内,电阻大的导体产生的热量多

2.给你电压表、5Ω的电阻、电源、滑动变阻器和开关个一只,导线若干.你能测出额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率吗?

一、填空题

1.标有“PZ 220—25”字样的电灯,“220”表示“25”表示 .它正常工作时的电流为 A,电阻为 Ω.

2.一只标有“220V 10A”字样的电能表,220V表示 10A表示,最多可容纳总功率为的用电器同时使用.

3.下表所示为国产XQB30—3型全自动洗衣机说明书中所列的主要技术数据,仔细阅读表格,回答下列问题: ⑴这台洗衣机在额定电压下洗衣时,通过洗衣机的电流是 A. ⑵这台洗衣机洗衣时间累计为30min,其耗

电为 kW2h. 二、选择题(只有一个选项符合题意)

4.小刚同学利用电能表测量某家用电器的电功率,当电路中只有这个用电器工作时,测得在15min内消耗电能0.3kW2h,则这个用电器可能是 ( )

A.空调 B.电冰箱 C.电视机 D.白炽灯

5.下面是选自小明学习笔记中的摘录,其中不正确的是 ( ) ...

A.电功率是表示消耗电能快慢的物理量

B.相同时间内,电流做功越多,功率越大

C.千瓦是电功率的单位,千瓦时是电功的单位

D.一台电风扇功率是100W,表示电流在1s内做100W的功

7

6.两盏相同的“220V 100W”的电灯串联后接在220V的电路上,则两盏灯总的电功率为 ( )

A.200W B.100W C.50W D.25W

7.标有“12V 6W”字样的灯泡接入电路中,若通过灯泡的电流为0.3A,则小灯泡的实际功率为 ( )

A.等于6W B.D大于6W C.小于6W D.无法判断

三、实验、设计题

8.如图15-5是测定小灯泡额定功率的实物连接图,其中电源是三节新干电池,灯泡的额定电压是3.8V,其灯丝电阻约为10Ω,滑动变阻器标有“10Ω1A”的字样,电流表(0~0.6A、0~3A),电压表(0~3V、0~15V).

(1)用笔划线代替导线将电路中未连接的部分连接好,使它成为完整的实验电路.

(2)小刚合理地连接好电路,并按正确的顺序操作,但闭合开关后灯不亮,几个同学猜想:A.可能是灯丝断了;B.可能是变阻器断路;

S C.可能是小灯泡短路;D.可能是电流表断路。

根据上述猜想,请你借助图中电流表和电压表 进行验证,将电压表、电流表示数填入下表.

15-5

三、计算、论述题

9.某变电所附近的居民区,用户电压经常比正常电压高

22V.

(1)将“PZ220-40”的灯泡接入这样的电路,灯泡的实际功率可达到多大?

(2)要使“PZ220-40”的灯泡在电压最大时正常发光,需要串联一个多大的电阻?这时电阻消耗的电功率多大?

220*220/40=1210 242*242/1210=48.4

220/1210=22/X X=121

10.如图15-6所示,R1=20Ω,R2=40Ω,电源电压保持不变.

(1)当S1、S2都闭合时,电流表A1的示数是0.6A,小灯泡恰好正常发光,求电源电压和小灯泡的额定电压.12V

(2)当S1、S2都断开时,电流表A2的示数是0.2A,求小灯泡的实际功率.0.8

(3)小灯泡的额定功率是多少? 20

7’2

图15-6

相关链接

8

电子节能灯

20世纪80年代初,荷兰飞利浦公司研制成功了第三代新光源荧光灯——电子节能

灯.它采用了发光效率高的荧光粉和电子变频镇流器两项技术,使电子节能灯的电能利用

率大大提高.一只11W三基色电子节能灯的耗电量只有同样亮度的60W白炽灯耗电量的

18℅,是同样亮度的15W普通荧光灯耗电量的73℅.据统计,我国一年生产各种灯泡20

亿只,如果其中7000万只是11W三基色电子节能荧光灯,则每年能节省的电差不多相当

于一座装机容量为300万千瓦的电站的年发电量.

三、电热器 电流的热效应 学习要求

1.知道电流的热效应.

2.知道一般电热器的工作原理及其应用.

3.理解焦耳定律、公式及适用条件.

4.会对一些家庭电热器进行简单的计算.

5.培养重视实验、尊重事实、实事求是的科学态度. 1.电热器

⑴电热器是利用电流做功把电能转化为内能的设备,常见的电热器有电炉、电烙铁、

电熨斗、电饭锅等.

⑵电热器是利用电流的热效应制成的.

⑶电动机、电视机等的外壳留有许多缝隙,有的电动机里还装有风扇,这是为了加快

散热.

2.焦耳定律

⑴通过探究知道:电流通过电热器所产生的热量的多少与通电电流、用电器的电阻及

通电时间有关.

⑵焦耳定律的内容是:电流通过导体时产生的热量,与电流的平方成正比,与导体的

电阻成正比,与通电时间成正比.其公式为:Q=I2Rt.

⑶焦耳定律可适用于一切用电器(或电路)的热量计算.若用电器能把电能全部转化

为热量,如电阻丝、电烙铁、电炉、电熨斗等,那么Q=W=UIt,根据欧姆定律还可以推U2

导出Q?t;若用电器所做的电功除了发热,还转化为机械能、化学能等,那么电功就R

大于转化的内能,比如电动机转动、铅蓄电池充电,就不能用电功来代替产生的热量了,

所以在应用公式时,必须注意其使用条件. 例1.电炉通电后,电炉丝热得发红,而与电炉丝相连接的输电线却不热,这是因为

( )

A.通过电炉上的电流比通过输电线上的电流大

B.电炉丝的电阻比电线的电阻大得多

C.电炉丝金属的比热容与输电线的比热容不同

9

D.以上三种说法都有道理

精析:这个现象运用焦耳定律容易解释.由于电炉丝与铜导线是串联的,所以通过它们的电流相等,根据焦耳定律Q=I2Rt,电炉丝的电阻比铜导线的电阻大得多,因此电炉丝上产生的热量比铜导线上多得多,所以我们看到电炉丝热得发红,而导线却不怎么热.

全解:本题答案应选B.

点评:比较电流产生热量的多少,关键是准确地选用原理,要从题意中挖掘条件,根据具体问题,选择合适的物理原理.

例2.两个电阻阻值之比R1∶R2=2∶3,若把它们串联在电路中,相同时间内R1、R2产生的热量之比Q1∶Q2= ;若把它们并联在电路中,相同时间内产生的

′′热量之比Q1∶Q2.

精析:串联电路中,电流相等,要求产生热量之比,应该想到用公式Q=I2Rt进行比较,U2

而在并联电路中,两电阻两端的电压相等,故应想到用Q?t进行比较. R

全解:由于R1、R2串联在电路中,根据Q=I2Rt可得Q1∶Q2=R1∶R2=2∶3.当R1、

U2

R2并联在电路中,根据Q?t可得Q1∶Q2=R2∶R1=3∶2. R

点评:本题的解答,需要分清两个电阻是串联还是并联,抓住两类不同电路的特点,然后分别选择合理的公式,代入相关数据进行计算.

※例3.一台直流电动机,线圈的电阻为0.5Ω,接在12V电源上时,通过的电流为2A,这台电动机工作5min产生多少机械能?

精析: 电动机不是纯电阻电路,不遵从欧姆定律,求电动机消耗的电能,也就是求电流所做的功只能用W=UIt,而电流通过线圈产生的热量必须用Q=I2Rt求,电能转化为机械能应为W-Q.

全解:电流通过电动机所做的功为:W=UIt=12V×2A×300s=7200J,即电动机5min消耗的电能为7200J.

电流通过线圈产生的热量为:Q=I2Rt=(2A)2×0.5Ω×300s=600J.

电能转化为机械能的量为:W-Q.=7200J-600J=6600J.

点评:本题电流做功,电能转化为内能和机械能,电动机电路是非纯电阻电路,所以在选用公式时要慎重. 请你设计一个与课本上不同的实验,来探究通电导体产生的热量与哪些因素有关.

一、填空题

1.电热既有消极危害的一面,也有积极可利用的一面。各类就是利用电流来加热的设备,常见的有 、 、 等.

2.一个20Ω的电阻,通过0.5A的电流2min,电阻上消耗J的电能,释放热 10

量 J.

3.有一种家用电熨斗的规格为“220V 300W”这种电熨斗内部电热丝的电阻是.如果在额定电压下工作,1min内将产生 J的热量.

二、选择题

4.下列几种家用电器中不属于电热器的是 ( )

A.电炉 B.电熨斗 C.收音机 D.电烙铁

5.电冰箱、电视机、电风扇等用电器的后面分别装有铁片或制成空格状,这样做的目的

( )

A.为了用电器的美观 B.为了防止用电器漏电

C.为了防止用电器聚集热量 D.为了节约用电器的制作材料

6.若下列各用电器的额定功率都相等,正常工作时,释放热量最多的是 ( )

A.电视机 B.白炽灯 C.电烙铁 D.电风扇

7.两根完全相同的电热丝,串联起来接在家庭电路上烧开4kg的一壶水需24min,若把它们并联起来烧开同样一壶水,需要的时间为 ( )

A.6min B.12min C.24min D.48min

三、计算、论述题

8.有人在使用电熨斗时,为了熨烫方便和不使温度升的得

过高,通常将电熨斗接在如图15-7所示的电路中,试问:开

关S应在何时闭合,何时打开?这样做有什么好处?

当电熨斗发热过多时断开开关,流过电熨斗的电流变小,发热少;当电熨斗发热不多时闭合开关,流过电熨斗的电流变大,发热多 图15-7

9.小明为了探究电流的热效应,找来了如下器材:12V的电源,开关,一段电炉丝,粗细、长短与电炉丝相同的铜导线,蜡和导线若干.他 设计了一个简单的实验:把电炉丝和铜电线串联起来接

到电源上,在电炉丝和铜导线上分别用蜡粘上两根小铁

钉。如图15-8所示,等蜡凝固后,合上开关,过一会

儿,电炉丝上的蜡熔化了,铁钉掉下来,而铜导线上的

蜡没有熔化。

图15-8 (1)他的这个简单实验能不能用来探究电流的热效应?

(2)他把电炉丝和铜导线串联在电路中的目的是什么?

(3)电炉丝上的蜡能熔化,而铜导线上的蜡没熔化,由此你能得出什么结论?

电吹风的保健功能

电吹风是将电能转化为机械能能和内能的用电器,当它进现代家庭后,人们通常用它 11

来美化发型,但是它在日常生活中,还有着良好的保健功能:

(1)治感冒.感冒往往是以流清涕、打喷嚏开始的,此时用电吹风对着鼻孔吹入热风,持续20min左右,可杀灭呼吸道内的感冒病毒,使流涕停止,感冒不再发作.

(2)治胃痛.发生痉挛性胃痛时,用电吹风对着胃部热吹片刻,胃痛便可减轻或解除.

(3)防治脚癣.有脚汗的人往往鞋内潮湿而患脚癣,如每次穿鞋前用电吹风向鞋内吹片刻,不但穿着干燥舒适,而且可以杀灭或抑制霉菌,防止脚癣.

(4)治冻疮.冻疮初起时,用电吹风直接吹患处,使其局部加热,每次5~10min;吹三四次后冻疮即可见好.

四、家庭安全用电 1. 知道家庭电路中造成熔丝熔断的原因.

2. 知道熔丝(保险丝)的作用.

3. 会根据实际电路的需要,正确选用和安装熔丝的方法.

4. 知道安全电压。了解常见的几种触电情况和避免触电的方法.

5. 理解家庭电路的组成及其主要部分的作用.

6. 知道家庭电路中各电学器件的符号,会画简单的家庭电路图.

7. 知道火线与零线,会使用测电笔正确辨认火线和零线.

8. 知道安全用电的常识,知道常用的触电急救知识.

9. 培养理论联系实际的学习习惯,严格遵守操作规程的科学态度,以及综合运用物理知识分析、解决实际问题的能力. 1. 家庭电路主要由进户线(电源线)、电能表、闸刀开关、熔断器、开关、插座和用电器等元件组成.

2. 家庭电路失火的原因是电压过高、用电器电流超载及线路中某处接触不良造成该处电阻加大而使局部线路过热.

3. 熔丝:

⑴熔丝是由电阻率较大、但熔点较低的铅锑合金制成的.

⑵熔丝的作用是当电路中的电流过大时熔丝发热并熔断,形成断路,从而保护用电器. ⑶更换熔丝时,要换成规格合适的熔丝,不能用铜丝或铁丝代替.

⑷自动空气开关是一种新型的保险装置,这种装置被附加在总开关上,不再采用熔丝,而是通过电磁原理来实现电路的断、开.

4. 触电:人体是导体,若人体触及带电体,会有电流通过人体造成对人体的伤害. ⑴单线触电:站在地上的人触到火线,电流由火线进入人体流到大地,形成回路,造成伤害人体的事故.

⑵双线触电:站在绝缘体上的人若同时触到火线和零线,人体与电网形成回路,造成伤害人体的事故.

5. 插座:为了给电视机、洗衣机、电冰箱以及其他可以搬动的家用电器供电,需要安装插座.插座有两孔插座和三孔插座之分.使用三孔插座可以使有金属外壳的用电器有良 12

好的接地保护作用.

6. 测电笔:用来辨别火线和零线的电工工具.使用时,用手接触笔尾金属体,笔尖接触电线,如果氖管发光,表示接触的是火线;若氖管不发光,表示接触的是零线.

7. 安全用电常识:

(1)一般情况下,人体的安全电压不高于36V.

(2) 安全用电的四不原则:不接触低压带电体;不靠近高压带电体;不弄湿用电器;不损坏绝缘体.

(3) 处理触电事故,首先切断电源.若有人触电,先切断电源,或用绝缘体使人脱离电源线;因电引起的火灾,要先切断电源,再泼水救火,一定不能带电泼水救火. 典型范例

例1.电工师傅检修电路时,手中备有的熔丝嫌粗,他便用螺丝刀在熔丝上揿一个切口,试说明他这样做的道理.

精析:熔丝的规格常用额定电流来表示,熔丝越粗额定电流越大,熔丝越细额定电流越小。电工手边备有的熔丝嫌粗,表明其额定电流较大,不符合电路要求。在熔丝上揿一切口,可减小熔丝的横截面积,使熔丝变细,额定电流变小,符合安全用电要求.

全解:这样做的目的是减小熔丝的横截面积,以减小熔丝的额定电流.

点评:熔丝有不同的规格,家庭电路中一般按额定电流选用熔丝,应使熔丝的额定电流等于或略大于电路的最大正常工作电流.选用熔丝时,既不能选得过大,也不能选得过小,过大起不到保护电路的作用,过小又及易造成电路断路。若熔丝嫌细,也可以把几段对折起来使用,以增大额定电流.

例2.闭合室内开关,发现灯不亮,但灯座完好,用测电笔检测灯座的两接线柱,发现测电笔氖管都发光,由此可判断 ( )

A.火线断路 B.灯泡灯丝断了

C.零线断路 D.无法判断

精析:根据题中所描述的现象可推知,一定是出现了断路.若火线断路,氖管不会发光;若灯丝断路,灯座两端不会使氖管发光;所以,只能是零线断路而导致灯不亮.

全解:本题应选C.

点评:照明电路中常出现的故障主要有下列四种: (1)开路; (2)短路; (3)过载;(4)漏电.在分析电路故障时,要根据具体情况作出正确的判断. 1. 拆一只测电笔,看看它有哪些部分组成?怎样用它来辨别火线和零线呢?请在老师或家长的监护下动手做做看,一定要注意安全.

15.4 家庭安全用电

1.进户线 电能表 闸刀开关 熔断器 电灯 开关 插座 地线 2. 220V 不高于36V 熔断器 3. 金属外壳带电 4.过载 2200 5.D 6.C 7.B 8.B

9.C 10.导线上有电阻,使用大功率用电器时电流较大,导线上的电压也增大,从而使电灯两端的电压变小,发光就会变暗 11.略 12.甲图:不要用湿手拨开关;乙图:不要在电线上搭凉衣服;丙图:架设电视天线时,注意不要触及电线

综合实践活动

13

1.电能转化为其他形式能 电热毯 电风扇 2. 0.16 2.16 3. D 4. 3.02元

2. 结合生活经验,你认为安全用电要注意哪些?请提出合理的建议.

一、填空题

1.家庭电路主要由 、、等组成。为了考虑到用电安全,三线插座还应加接_ .

2.家庭电路的火线和零线之间的电压是;对人体的安全电压是

V;为了避免电路中电流过大而造成危害,电路中必须安装

3.艺艺家买来的洗衣机上带的是三脚插头,由于家中没有三孔插座,于是把三脚插头安在两孔插座上,洗衣机照样工作,但这样做在 时,容易造成触电事故.

4. 周末,小华在家开着空调看电视,妈妈打开电饭 锅做饭时,家里的自动空气开关“跳闸”了.则“跳闸” 的原因可能是 .根据小华家自动空气开关上 的铭牌如图所示,他家电路允许使用的用电器总功率最 大为 W. 二、选择题

5.在下列现象中:①插座中的两个 线头相碰;②开关中的两个线头相碰;③电路中增加了大功率用电器;④户外输电线绝缘皮损坏.可能引起家中保险丝熔断的是 ( )

A.只有①、② B.只有②、③

C.只有②、④ D.只有①、③

6.电工站在干燥的椅子上检修电路,下列情况中肯定不安全的是 ( )

A.一手接触到火线

B.两只手都接触到火线

C.一只手接触火线,另一只手接触到水泥墙壁

D.一只手接触零线,另一只手接触到水泥墙壁

7.关于安全用电,下列做法中正确的是 ( )

A.使用测电笔时,不能用手接触笔尾的金属体

B.发现有人触电时,要先切断电源,或用干木棒把电线挑开

C.发现线路起火时,可以立即泼水救火

D.发现高压输电线落在地面上时,用干木棒将其挑离地面

8.小鸟蹲在高压电线上并不会触电,其原因是 ( )

A.小鸟是绝缘体,所以不触电

14

B.小鸟两个爪间的电压低,不会使小鸟触电

C.小鸟生命力强,所以不触电

D.线路中电流太小,不能使小鸟触电

9.小明发现他家的电路中,使用的是一种外壳由塑料制成的“空气开关”,它可替代闸刀开关和熔断器.他观察到空气开关的额定电流是10A,那么,由这个“空气开关”控制的用电器的总功率最好 ( )

A.不大于220W B.不大于1200W

C.不大于2.2kW D.没有限制

三、计算、论述题

10.你是否注意到,在用电高峰或家中使用大功率用电器时,家中的电灯发光会变暗?请你分析一下是什么原因造成的.

导线上有电阻,使用大功率用电器时电流较大,导线上的电压也增大,从而使电灯两端的电压变小,发光就会变暗

11.白炽灯是人们常用的照明用具.根据你对白炽灯的了解,请提出两个与物理知识有关的问题,并针对提出的问题作出简要回答.

例如:问题:白炽灯的灯丝用久了为什么会变细?

简答:在高温状态下灯丝升华造成的.

(1)问题: ;

简答: .

(2) 问题: ;

简答: .

12.某中学学生,星期天到乡镇上宣传安全用电常识,该校学生自制了宣传画,如图15-9甲、乙、丙。请你任选其中两幅为它配上简短的解说词.

图15-9

图甲的解说词: .

图乙的解说词: .

图丙的解说词: .

15

家用电器之最

最早的白炽灯:白炽灯最早由谁发明的尚有争论.爱迪生在前人研究的基础上,于1879年10月21日制成了一只用碳化的棉线做灯丝的真空灯泡.通电后,这只灯泡足足亮了45个小时.这在当时可是个了不起的成就.

最早的电风扇:1882年,美国纽约的克罗卡日卡齐发动机厂成功研制了一台只有两个扇片的台式电风扇.

最早的收音机:1910年,美国纽约的戴弗雷斯特无线电话公司研制成功一台组装式收音机.

最早的电冰箱:1913年,美国的芝加哥一家公司研制成功一台家用电冰箱,它的外壳是木制的,里面安装了压缩制冷设备.

最早的电视机:1926年,英国的贝尔德研制成功一台黑白电视机.1941年,匈牙利籍美国科学家彼得2戈德马克研制成功一台彩色电视机.

最早的微波炉:1947年,美国研制成功一台加工食品的微波炉,当时叫雷达炉.

最早的录像机:1956年,美国的安派克齐公司研制成功一台录像机.

五、综合实践活动 1.经历研究学生家庭中的用电线路过程,会画自家的家庭电路图。

2. 经历探究家庭消耗电能的多少与哪些因素有关的过程,尝试总结相应的结论。

3.经历探究分时段定电价的意义的过程,关注人、社会、自然的和谐发展。 1.研究自己家的用电线路的关键是观察家庭用电线路,搞清自己家的用电线路结构.一般情况下,家庭电路布线都是分路铺设的,分为照明、插座、电热水器以及空调共四路,它们分别与安装在供电箱上的四个空气开关相连.而供电箱中的总开关与户外的电能表相连,并进一步连在由户外供电电缆接入的进户线上.检查用电线路的方法是分段停电法,通过对空气开关的断开或闭合,判断该空气开关是控制哪一段电路.研究自己家的用电线路时,必须严格按照防止触电的操作规范进行,且有家长在场,以避免发生人身伤害事故.

2.在探究家庭电路消耗的电能与哪些因素有关的过程中,用电能表测量用电时,只要隔一段时间读出电能表上前后两次数值,并把后一次读数减去前一次读数,其差就是用电器在这段时间内消耗的电能,单位是千瓦时.注意,现在很多家庭使用了电子式单相电能表,可根据用电1Kw2h耗电指示灯闪烁的次数计算消耗电能的多少.

3.在探究分时段定电价的意义活动中,要坚持把记录工作做完整,还要注意数据的准确. 例1.小刚同学新买了一台电子节能灯,他想知道该灯的功率是多大.他关闭了家中其他用电器,只让这台电子节能灯工作10min,发现家中标有2500r/kW2h电能表的转盘转过了10圈.该电子节能灯10min消耗的电能是多少?实际功率为多大?

16

精析:“2500r/kW2h”表示消耗1 kW2h的电能电能表转盘转过2500圈,则10圈消耗的电能为(10/2500)31kW2h,再由公式P=W/t可计算出电功率.

全解:W=(10/2500)31kW2h=(10/2500)33.63106J=1.443104J.

P=W/t=1.443104J/600s=24W.

点评:要注意1kW2h和焦耳之间的换算关系. 1kW2h=3.63106J. 1.统计你家所有用电器的功率,若同时用电,电能表是否超负荷?如果超负荷,你打算采取什么措施?

2.请你观察家中的输电线路和电器设备中,是否存在着安全用电隐患?若有,应如何改进?

思考与练习

一、填空题

1.用电器是1.电能转化为其他形式能 电热毯 电风扇 2. 0.16 2.16 3. D 4. 3.02元

的装置,从能量转化的角度,请你列举两个不同类型的常用电器: 、 .

2.很多家用电器都有待机功能,比如电视机可以用遥控器关机而不必断开电源.这一功能虽给人们带来方便,但电视机在待机状态下仍有能耗.小明家彩色电视机待机功率8W,每天平均待机时间20h,则每天待机耗电kW2h.若能及时断开电源,他家每月可以节约电费 元.(电价为0.45元/ kW2h,每月按30h计算)

二、选择题(只有一个选项符合题意)

3.图15-10是徐洁同学记录家中一周内的用电情况,下列说法正确的是 ( )

A.周一白天用电比傍晚多

白天 B.周四夜晚用电比周五夜晚多 傍晚 C.每天的用电高峰在傍晚 v 夜晚

D.周三傍晚用电2kw2h 周一 /次

图15-10

三、计算

6.为了缓解用电高峰电力紧张的矛盾,降低居民的用电费用,我市部分地区已使用

17

使用分时电表后,为了节省电费,小明将自家用电水壶烧开水安排到用电低谷期,并且观察到只有电水壶烧水时,家里电能表(标有3000r/kW2h)每分钟表盘转36r.20min烧开一壶水.如果小明家每天烧两壶开水,请你估算仅利用水壶烧水一项,小明家一个月(30d)节约电费多少元?

分时电价

分时电价又称“峰谷差电价”,每天用电划分为高峰时、平时和低谷时三个时段,其中,高峰时段为上午9时至11时和下午6时至10时,共6小时;平段为上午8时至9时和上午11时至下午6时,共8小时;低谷时段为晚上10时至次日早晨8时,共10小时。对于工业用户而言,平段电价维持原价不变,高峰电价在平段电价的基础上上浮60%,低谷电价在平段电价的基础上下浮40%;对于居民用户而言,若选择分时电价,高峰电价同平段电价保持一致,低谷电价在平段电价基础上下浮40%.

本章检测

一、填空题

1. 电能表是测量的仪表,1kW2h的电能可供标有一只“220V 40W”的灯泡正常工作 h.

2. 家庭电路中的进户线有两根,一根是线,一根是们之间有 V的电压.

3. 标有“2.5V 0.4A”字样的小灯泡,其额定功率是W;当把它接入电压为2V的电路中时,小灯泡的实际功率是 W.

4. 在如图15-11所示的电路中,电源电压为3.0V,开关

闭合后,电流表和电压表的读数分别是0.10A和2.0V,则R2

两端的电压是 V,Rl每分钟消耗的电能是 J。

5.据报道,近几年有许多重大火灾都是因为线路连接处 图15-11

接触不良造成的.教训十分深刻,线路连接处接触不良时,该处的电阻将 ;在该接触处就会产生局部过热升温,接触处的电阻又将随温度升高而 ,从而形成电热的逐步积累和恶性循环,以致引发火灾(选填“增大”“减小”或“不变”).

6.一盏“220V 100W”的灯泡,接入110V的电路中,它的额定电压是V,额定功率是 W,实际电压是

V,实际功率是 W,它的亮度比正常工作时的亮度要 .

18

7.引起家庭电路中电流过大的原因:一是,二是 .经验证明只有 的电压才是安全的.

8.标有“220V 500W”的电炉正常工作1h,消耗的电能为kW2h,在这1h内电炉产生了 J的热量.

9.若安全使用标有“6V 1W”字样的电灯,则把它接在9V的电路上正常发光,需要串联一个 Ω的电阻,该电阻消耗的电功率为 W.

10.如图15-12所示的电路中,电源电压保持不变,在滑动变

阻器的滑片由中点向右端移动的过程中,电流表的示数将 ,

灯泡L消耗的电功率将 ,变阻器R消耗的电功率将

、“变小”或“不变”).

二、选择题

11.在家庭电路中,熔丝的主要作用是 ( )

A.保证电路的电压不变 B.保证电路的电流不变

C.保护人体安全 D.在电流超过规定值时自动切断电路

12.当发现有人触电时,下列救护方法中错误的是 ( ) ..

A.立即断开电源开关 B.立即用绝缘体将电线挑开

C.立即用有绝缘柄的钢丝钳钳断电线 D.立即直接用手拉触电的人

13.下列做法,不符合安全用电要求的是 ( ) ...

A.发现导线的绝缘部分破损时要及时更换 B.家用电器的金属外壳要接地

C.用铁丝或铜丝来代替熔丝 D.发现有人触电时,要及时切断电源

14.亮亮同学把一开关闭合的台灯插入插座时,家中原来亮着的灯全熄灭了,经检查发现家中的熔丝已熔断,造成这一现象的原因可能是 ( )

A.台灯的灯丝断了 B.台灯的灯座短路

C.该插座原来已短路 D.台灯的插头断路

15.如图15-13所示是我们日常生活中的一种调光灯,它的调节旋钮是一个与灯泡相串联的变阻器,当转动旋钮使灯泡逐渐变暗时,下列判断正确的是 ( )

A.灯泡两端的电压逐渐变小

B.灯泡两端的电压不变,流过灯泡的电流逐渐变小

C.灯泡的灯丝电阻逐渐变大

D.灯泡的额定功率逐渐变小

16.在《电工手册》中,列出了白炽灯的常见故障与检

15-13

图15-12 19

上述故障现象的可能原因可以概括为 ( )

A.电路中出现了短路 B.电路中出现了断路

C.并联变成了串联 D.供电电压偏低

17.甲用电器标有“220V 100W”字样,乙用电器标有“110V 25W”字样,关于甲、乙下列说法正确的是 ( )

A.将甲、乙串联后接入电路中,甲、乙消耗的功率一定不相等

B.将甲、乙并联后接入电路中,甲、乙消耗的功率一定不相等

C.无论是串联还是并联后接入电路中,甲、乙消耗的功率一定相等

D.无法比较

18.两只灯泡串联后接入电路中,其中一只亮,另一只不亮,产生这种现象的原因可能是 ( )

A.两灯相比,不亮的灯泡电阻太小了

B.两灯相比,不亮的灯泡中通过的电流太小了

C.两灯相比,不亮的灯泡额定功率一定大

D.不亮的灯泡的灯丝一定断了

19. 一只扩音机的额定电压是110V,功率是100W,电源电压是220V,如果用电灯泡来降压,与扩音机串联的最合适的电灯泡规格是 ( )

A. 110 V 250W B. 110 V 40 W

C. 110 V 100 W D. 110 V 200 W

20.制作电热器的发热体应选用 ( )

A.电阻大且熔点高的合金丝

B.电阻小且熔点低的合金丝

C.电阻率大且熔点高的合金丝

D.电阻率小且熔点低的合金丝

21.如图15-14所示,电路中有一只标有“6 V 3 W”字样的小灯泡L,阻值为12Ω的电阻R,

开关S闭合时,灯泡L恰好正常发光,则开关S断开时,小灯泡的实际功率是( )

A.3 W

B.1.5 W

C.0.75 W D.零

三、设计与探究题 图15-14

22.请在图15-15所示的照明电路上,按安全用电的原则,将灯泡、拉线开关、三孔插座接入电路.

图15-15

20

23.我们知道,导体中有电流流过时,导体就会发热.如图15-16是“探究影响通电导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置,观察图中的实验现象,回答下列问题:

等煤质油

量(a) (b)

15-16

(1)图(a)探究的是 ;

(2)图(b)探究的是 ;

(3)导体产生的热量是通过 反映出来的;

(4)通过实验探究得到的结论是 .

24.五颜六色的小彩灯给街道、商店和旅游区增添了热闹的气氛.一串小彩灯的灯泡往往有几十只,这么多的小彩灯是如何连接呢?小明同学从市场上买了一串小彩灯,按下列步骤进行实验探究:

⑴把所买的这串小彩灯接入照明电路,闭合开关后发现所有的小彩灯均发光,而且发光强度相同.打开开关,取下任意一盏小彩灯,闭合开关后发现全部小彩灯均不发光.根据上述实验现象,小明判断每盏小彩灯间是以 方式连接的.

⑵小明用电流表测量出这串小彩灯全部发光时通过第一盏小彩灯的电流是0.8A,则通过第五盏小彩灯的电流是 .

(3)小明数了一下该串小彩灯总共58只,从而推算出每盏小彩灯的额定电压大约是 .额定功率约是.(保留一位小数)

(4)请帮助小明计算该串小彩灯连续工作一夜(以10h计算)消耗多少电能是多少度?

四、解答题

25.使用电烙铁时,为了省电和避免因烙头氧化而不易沾锡,有时会采用如图15-17所示的电路,该电路在暂不焊接时,可以处于保温状态;需要焊接时,能很快达到焊接温度.已知电烙铁的规格为“220V 40W”,开关S接a点时,电烙铁消耗的电功率为P1,开关接 图15-17

21

b点时,电烙铁消耗的功率为P2,且P1=4P2,问:

(1)电烙铁处于保温状态时,开关应和哪一点接触?

(2)电烙铁处于保温状态时,通过电路的电流是多少?

(3)电路中选用的灯泡L的电阻值是多少?

26.一天,小明注意到家中的灯泡比平常亮,猜测可能是电压超过了220 V .为了证实他的猜测,他做了如下实验:关闭家中其他用电器,只开一盏“220 V 100 W”的电灯,观察到家中标有“3000 r/kW2h”字样的电能表在20 min内转盘转了121r .(不计温度对灯丝电阻的影响)

(1)在20 min时间内这盏灯消耗的电能的多少?

(2)小明家此时的实际电压是多少?

(3)为使这盏灯能正常发光,应串联一个多大的电阻?

第十六章 电磁转换

一、磁体与磁场 1.通过实验探究,认识磁极之间的相互作用,了解磁场也是一种物质.

2.通过观察,了解磁化现象.

3.通过实验,认识用磁感线描述磁场的方法,会判断磁场的方向.

4.知道地磁场及地磁场的南、北极.

5.通过了解我国古代对磁现象的研究成果及研究磁现象的方法,使学生乐于探索自然现象. 1.磁体表现出三个方面的性质:⑴吸铁性:可以吸引铁质物质(铁、钴、镍);⑵指向性:将磁体支起来或悬挂起来使其自由转动,当磁体静止时总是一端指南一端指北;⑶磁极间的相互作用:同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引.利用磁体的这些性质可以帮助我们判断一个物体是否具有磁性.

2.磁极:磁体上磁性最强的部分叫磁极,磁极在磁体的两端;磁极分南极(S)和北极(N).①磁体两端磁性最强,中间几乎没有磁性.②可在水平面内自由转动的条形磁体或磁针,静止后总是一个磁极指南另一个磁极指北,指南的叫南极,指北的叫北极. 22

3.判别条形磁铁极性的两种方法:①用细线系住条形磁铁中间悬挂起来,使其自由转动,静止时指北的一端为N极,指南的一端为S极;②用一已知磁极的磁体靠近它,相吸的一端为异名磁极,相斥的一端为同名磁极.

4.磁化:使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫磁化.只有铁质物质才能被磁化.

5.磁体周围的空间存在磁场,磁场是一种看不见、摸不着的特殊物质.磁场的基本性质是:磁场对放在其中的磁体有力的作用.磁场是有方向的.人们把放在某点的小磁针静止时北极所指的方向称为该点的磁场方向.

6.正确认识磁感线:按照实验时放在磁场中铁屑排列的情况,画出一条光滑的曲线,并在曲线上标出箭头;在磁体的外部磁感线是从它的N极出来回到它的S极的;磁感线是用来描述磁场的假想的曲线,实际当中并不存在;几种常见的磁体的磁感线如图16.1所示,

同名磁极 异名磁极 条形磁体

图16.1

7.地磁场:地球本身是一个巨大的磁体,在地球周围的空间存在着磁场,叫地磁场.地磁北极在地理的南极附近,地磁南极在地理的北极附近.地理两极跟地磁两极并不重合,而是稍有偏离.此现象最早是由我国的科学家沈括发现的.

例1.将条形磁铁的一端去靠近某钢棒的一端,发现它们互相吸引,能否据此判断钢棒有磁性?如它们互相排斥,能否判断钢棒有磁性?

精析:钢棒和条形磁铁相互吸引有两种情况:钢棒没有磁性但条形磁铁有磁性;条形磁铁有磁性,钢棒也有磁性,恰好靠近的是异名磁极.如果排斥则可判断钢棒有磁性,因为没有磁性不会相互排斥的.

全解:磁铁一端靠近钢棒的一端,如果相互吸引,不能判断钢棒有磁性;如果排斥则能确定钢棒有磁性.

点评:熟悉磁体的性质和磁极间的相互作用,全方位地看待问题.培养自己综合分析问题的能力.

例2.在一个圆纸盒里放着一个条形磁铁,在盒子周围放置一些小磁针(小磁针涂黑端为N极),这些小磁针静止时的指向如图16.2甲所示,则图16.2乙中能正确反映盒中条形磁铁放置情况的是( )

A

B 图16.2 23 C 乙 D

精析:条形磁体外部的磁感线是从N极出来回到S极,同时静止在磁场中的小磁针N极的指向即为该点磁感线切线的方向.将图中小磁针N极用线条连接起来可得到磁感线的分布,从而判断出盒中条形磁铁的情况.

全解:A.

点评:要善于把实验现象和问题联系起来.从形象、直观的实验现象过渡到抽象的问题,在学习中逐步培养这种知识迁移的能力. 1.观察你身边的生活用品,看看它们在哪些地方用到了磁铁.它们是怎样巧妙利用磁性的?并把观察结果记录下来.

1.磁性最强 南极 北极 2.同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引 3.磁极间相互作用 北 4.强 弱 5.地磁场 沈括 6.C 7.B 8.B 9.B 10.D 11.将两钢棒如右图所示放置,如果两者相互吸引则B有磁性,A无磁性;如果两者不相互吸引,则情况相反.

二、电流的磁场

1.通电直导线 a 2.在通电螺线管内插入铁芯 通断电 改变电流的大小 改变电流的方向 3.右端流进,左端流出 4.略 5.B 6.B 7.C 8.D 9.D 10.五种方法⑴利用电压表和一只大阻值电阻串联;⑵利用电流表和一只大阻值电阻串联;⑶根据电流的化学效应;⑷利用电流的磁效应(安培定则);⑸跟一只极性已知的电池串联给灯泡供电

2.在家里找一些不同的金属,尝试用磁铁吸引它们,将实验结果记录下来. 一、填空题

1.磁体上存在两个的部分叫磁极.将一个磁体用线悬挂起来,静止时指南的磁极叫 ,指北的磁极叫 .

2.当两个磁极靠近时,它们表现出来的作用规律是

3.磁场是磁体周围的一种能传递在磁场中静止时 极所指的方向,规定为该点的磁场方向.

4.用磁感线可以形象地描述磁场的方向和磁场的强弱分布.磁感线越密的地方磁场越 ,磁感线越疏的地方磁场越 .

5.地球本身就是一个巨大的磁体.水平放置、能自由转动的小磁针之所以在地球表面指向南北,就是因为受到 的影响.最早发现地磁两极与地理两极并不重合的科学家是我国宋代的 .

二、选择题

24

6.一条形磁铁不慎从中间断为两段,则两段的磁性是( )

A.两段都没吸磁性 B.一段只有N极,一段只有S极

C.每段都有N、S极 D.以上三种情况都有可能

7.在地球表面的某位置,发现能自由转动的小磁针静止时沿竖直方向,且S极向下,则该位置在( )

A.地球北极附近 B.地球南极附近

C.地球赤道附近 D.无法确定

8.缓慢转动指南针的罗盘时,罗盘内的小磁针( )

A.将随罗盘一起转动

B.不随罗盘一起转动,几乎仍在原来位置不动

C.将转动得比罗盘快些

D.将转动得比罗盘慢些

9.关于磁感线的描述,下列说法中正确的是( )

A.磁感线在磁场中是客观存在的,只不过眼睛看不见罢了

B.磁感线是一种假想的曲线

C.磁感线是一系列曲线,不可能是直线

D.有磁感线的地方不一定有磁场

10.钢条AB的A端靠近小磁针的北极,它们相互吸引;钢条B端靠近小磁针南极,它们也相互吸引,则( )

A.钢条一定有磁性,且A端为北极

B.钢条一定有磁性,且A端为南极

C.钢条一定无磁性

D.钢条可能有磁性,也可能无磁性

三、简答题

11.两根外形完全相同的钢棒,已知其中一根有磁性,另一根没有磁性,如果不用其它器具,怎样才能知道哪一根有磁性,哪一根没有磁性?

磁场对生物的影响

科学家通过研究发现,磁对生物的生长、发育有很大影响.有人在两杯同样的水中各养了同样大小的5尾蝌蚪,并将一杯水放在一定强度的磁场中,另一杯水放在普通空间(即除了地磁场外没有其他附加磁场).在整个实验期间,不给蝌蚪喂任何食物.实验结果是:17d后,没有附加磁场的那杯水中的蝌蚪开始死亡,到第21d全部死去;而在磁场中的那几尾蝌蚪,到第23d才开始死亡,直到第27d才全部死去.实验说明,在一定强度的磁场中的生活的蝌蚪寿命较长.同样,在磁场中生活的蚕,其平均成熟期短,结茧早而且大.对于蚯蚓、鱼等动物的类似实验,也有相同的结果.还有人做过试验,把老鼠放在一个连地磁场都屏蔽掉的环境中生活,结果寿命大大缩短.由此,不难想象磁场与人体健康也会有一定的关系.早在春秋战国时期,名医扁鹊就用“慈石”(即磁石)治病.古代医书《格致镜源》中讲到把磁石垫在枕头里,用此枕而眠,持之以恒,便有保眼健目的效果.这就 25

是磁疗.现代的磁疗是以一定强度的恒定磁场(如永磁场片)、旋转磁场或脉冲交变磁场作用于人体.

大量的临床实践证明,磁疗对于各种关节炎、腰肌劳损等疼痛性疾病,高血压、腹泻、良性肿瘤、静脉曲张、结石、经痛等疾病有一定的疗效,而且治疗简便、安全,很少有副作用.

二、电流的磁场

1.通过实验,认识通电直导线周围的磁场方向与电流的方向有关. 2.通过实验探究,学会判断通电螺线管外部磁场方向的方法,会应用安培定则. 3.能解释电磁继电器的工作原理. 4.通过认识电与磁之间的联系,体验探索大自然奥秘的科学方法. 1.电流的磁场

⑴奥斯特实验:通电直导线周围存在着磁场,磁场的方向跟电流的方向有关.⑵通电螺线管的磁场:通电螺线管外部的磁场和条形磁体外部的磁场十分相似,通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极,极性跟电流方向有关,可用安培定则来判断——用右手握住螺线管,让四指弯曲指向螺线管中的电流方向,则大拇指所指方向即为螺线管的北极.

2.研究电磁铁

⑴电磁铁:将螺线管紧密地套在铁芯上就构成了电磁铁.⑵电磁铁是根据通电螺线管插入铁芯磁性增强的特性制成的.其磁性增强是因为,铁芯被磁化后也相当于一个磁体,它的磁场跟通电螺线管中磁场相叠加而增强.因此电磁铁中插入螺线管的必须是铁质物质,而不能是其它的导体.⑶电磁铁磁性强弱跟哪些因素有关:①线圈匝数一定,电流越大,磁性越强;②结构相同的电磁铁,电流一定,线圈匝数越多,磁性越强.⑷电磁铁的优点:①磁性有无可以通过通、断电来控制;②磁性强弱可以由电流大小来控制;③极性可以由变换电流方向来控制.

3.电磁继电器

⑴电磁继电器由电磁铁、衔铁、弹簧、触点组成,其实质是利用电磁铁来控制工作电路的开关.⑵电磁继电器是利用低电压、弱电流的电路的通断来间接地控制高电压、强电流的电路的装置. 例1.一通电螺线管如图16.3甲所示,如在其附近A、B两点放上小磁针,请标出小磁针静止时N极的指向.

精析:标出小磁针的N极指向,首先要搞清通电螺线管的两端极性,而要达到这一目的,就必须用安培定则.用安培定则就必须搞清螺线管中电流方向.

全解:解答如16.3乙.

B 2 甲

16.3

26

点评:知道小磁针静止时跟通电螺线管靠近的应该是异名磁极,熟悉安培定则是解决此类问题的关键.

例2.如图16.4所示,为使滑动变阻器的滑片P向右

移动时,通电螺线管对条形磁铁的斥力变大,则电源

和变阻器接人电路的方式可以是( )

A.G接F,E接B,D接H

B.G接F,E接A,D接H

C.G接E,F接B,D接H

D.G接E,F接A,D接H 图16.4

精析:题目要求通电螺线管与条形磁铁之间是互

相排斥的关系,则通电螺线管左端应为S极,必须保证电流从接线柱H流入螺线管,因此,G应该接F.同时,滑片P向右滑动时,要求排斥力变大,则电源的E必须接滑动变阻器的B接线柱.

全解:A.

点评:此题综合了磁极间的相互作用、安培定则、电磁铁、滑动变阻器等知识,是一道综合度较高的题目,但我们只要对问题分析准确,完全可以各个击破.

例3.如图16.5所示是小明设计的温度自动报警器原理图.在水银温度计里封入一段金属丝,当在正常工作的温度范围内时,绿灯亮;当温度升高达到金属丝下端所指示的温度时,红灯亮,发出报警信号.请按照题意要求,在图中连接好电路.

图16.6 图16.5

精析:当外界温度在正常工作的温度范围内时,电磁铁没有磁性,弹簧发挥作用,将衔铁拉向上,接通绿灯.当外界温度达到金属丝下端所指示的温度时,温度计内水银面上升将控制电路接通,电磁铁有磁性,吸引衔铁向下动作,同时带动触点向下,接通红灯,发出报警信号.

全解:如图16.6所示.

点评:电磁继电器电路可以分为控制电路和工作电路.每个电路基本上都包含了电路的必要组成部分(电源、开关、导线、用电器)

.只是在不同的实例中,控制电路的开关发生了一些变化,比如此题是以温度计作为自动控制开关的.触点也可以看作是一个单刀双掷开关.

27

制作、研究电磁铁

1.将一根绝缘导线,从铁钉的一端密绕到铁钉的另一端,导线两端各留出10cm长不绕在铁钉上(若导线较软,可用线绳将导线两端扎好并固定),这就成了一个电磁铁.

2.将一些大头针或铁屑放在桌子上,将小磁针针座也放在桌上,并放上小磁针.分别拿未通电的电磁铁靠近大头针、小磁针.观察它能不能吸起大头针和小磁针.能不能推斥小磁针?

3.左手拿着一节电池,右手拿着电磁铁,将电磁铁上的导线两端分别接触到电池的两极上,再用它的一端去靠近大头针(或铁屑)、小磁针.它能不能吸起大头针?能不能吸引小磁针的一个磁极?能不能推斥小磁针的一个磁极?它有没有磁性?如果有,这一端是N极还是S极?记住它的极性和电流方向.

4.⑴给电磁铁通断电.观察电磁铁在什么情况下有磁性,什么情况下无磁性?

⑵将电磁铁分别接上两节串联的电池,使通过电磁铁的电流增强.根据吸起的大头针多少来判定什么情况下(是电流强时还是电流弱时)它们的磁性强?

⑶改变电池的正负极接法,从而改变电磁铁的电流方向,利用小磁针,检查电磁铁的极性是否改变? 一、填空、作图题

1.在一次课外活动中,小红和小刚设计了如图16.7甲所示的实验,当他们闭合开关S后, 发现小磁针发生了偏转,这说明_________________的周围存在着磁场.接着小红又想用该电路判断电源的正负极.经过讨论,小刚找来了一个小铁钉,把导线的一部分绕在上面,制成了一个电磁铁连在电路中,当再次闭合开关S后,小磁针静止时N极的指向如图乙所示.据此他们判断出电源的_______端是正极(选填”a 或“b”).

2.电磁铁就是 ,它的优点在于:可用 控制磁性的有无;可用 控制磁性的强弱;可用 控制磁极的极性.

3.根据图16.8中通电螺线管的N、S极,标出螺线管上导线中的电流方向.

图16.9

4.图16.9中的两个通电螺线管相互排斥,在图中补全与此事实相符的电路图.

二、选择题

28

5.要使通电螺线管的磁性减弱,可以采用的方法是( )

A.不改变螺线管绕的匝数,将通过螺线管的电流变大

B.不改变螺线管绕的匝数,利用滑动变阻器使通过螺线管的电流变小

C.增加螺线管的匝数

D.改变电流的方向,再插入一只铁芯

6.图16.10所示的是一个通电螺线管,c、d分别为小磁针的磁极,下列结论正确的是( ) A.电源a端为正极时,d端为南极

B.电源a端为正极时,c端为南极 C.电源b端为正极时,c端为南极 图16.10 D.电源b端为正极时,d端为北极 P Q 7.如图16.11所示,电磁铁P和Q通电后( )

A.P的右端是N极,Q的右端是S极,相互吸引

B.P的右端是S极,Q的右端是N极,相互吸引

C.P的右端是N极,Q的右端是S极,相互排斥

D.P的右端是S极,Q的右端是N极,相互排斥 图

16.11 8.如图16.12能正确反应出螺线管极性与电流方向关系的是( )

图16.12

9.下列装置中,没有用到电磁铁的是( )

A.电磁起重机 B.电磁继电器

C.电铃 D.电热毯

三、简答题

10.有一只正、负极标志分不清的蓄电池,你能想出几种方法正确地判断出它的正、负极?

电磁铁在农业上的用途

磁铁还有一种用途,说来更有趣味:它能在农业上帮助农民除掉作物种子里的杂草种子.杂草种子上有绒毛,能够粘在旁边走过的动物的毛上,因此它们就能散布到离母本植物很远的地方.杂草的这种在几百万年的生存斗争中获得的特点,却被农业技术利用了来除掉它的种子.农业技术家利用磁铁,把杂草的粗糙的种子从作物的种子里挑选出来.如果在混有杂草种子的作物种子里撒上一些铁屑,铁屑就会紧紧地粘在杂草种子上,而不会

粘在光滑的作物种子上.然后拿一个力量足够强大的电磁铁去对它们作用,于是混合着的 29

种子就会自动分开,分成作物种子和杂草种子两部分,电磁铁从混合物里把所有粘有铁屑的种子都捞了出来

三、磁场对电流的作用 电动机 学习要求

1. 通过实验,知道磁场对通电导体有力的作用.

2.通过实验探究,认识到使通电线圈转动起来的原因.

3.通过分析,了解换向器在使通电线圈持续转动时所起的作用.

4.通过自制小电动机及对换向器作用的分析,知道电动机在工作时的能量转化,体验战胜困难,获得成功的喜悦. 1.在学习磁场对电流的作用时要从观察实验入手.观察时注意两个问题:⑴在磁场中,通电直导线如何放置才能受到力的作用?⑵通电直导线在磁场中受力的方向,跟哪些 因素有关?

2.磁场对通电线圈的作用.⑴把一个通电的矩形线圈入磁场中,其受力运动的原理:将矩形线圈看做由四段直导线组成,其中两段直导线与磁感线平行,所以不受力;另两段直导线中电流方向相反,受磁场力的方向也相反,且不在同一直线上,所以线圈将发生转动.⑵当线圈转到与磁感线垂直位置时,线圈受平衡力作用.

3.直流电动机是利用通电线圈在磁场中会发生转动的原理制成的;每当线圈依靠自身惯性越过平衡位置,换向器能自动地改变线圈中电流方向. 例1.如图16.13所示,“○”表示垂直纸面的一根导体,这是闭合电路的一部分,“2”表示导体中电流垂直纸面向外,“3”表示导体中电流垂直纸面向里.箭头表示导体运动方向.请你根据a图中的信息,在b、c、d图中画出导体运动方向.

图 16.13

精析:通电导体在磁场中受力运动,运动方向跟电流方向和磁场方向有关.当只改电流方向或磁场方向时其运动方向就会发生改变.如果同时改变电流方向和磁场方向,其运动方向不会发生改变.

全解:如图

图 16.14

30

点评:要善于从图像中收集信息,善于运用“比较”的方法处理问题.对于“通电导体在磁场中受力的方向与电流方向、磁场方向之间的关系”不需要深究. 制作简易电动机

如图16.15所示,线圈用漆包线制作,绕1.5~5.5匝,两

端各留出一段当转轴用.轴与支架接触处必须刮去半边绝缘

漆,支架用铜线或刮去绝缘漆的漆包线制成.线圈下放一小

磁铁.

做好后,用一节干电池做电源,把正、负极分别接在两图16.15 个支架上,这个小电动机模型即可转动起来.

思考一下,这个小电动机没有换向器,为什么能够连续转动呢?刮漆时刮哪半边好?你不妨多做向个线圈,分别刮去不同的地方的漆,试一试是不是都能使线圈转动? 一、填空题

1.要改变通电导体在磁场中的受力方向,可以改变 方向或改变 方向.直流电动机就是利用改变 的方法使线圈持续转动的.

2.图16.15是小华同学探究“让线圈转起来”的实验装置图.线圈能够转动的原因是 ,在实验中为了使线圈能持续转动,采取的办法是 ;要想使线圈的转动方向与原来的相反,采用 或者 的方法.

二、选择题

3.电动机是一种高效率,低污染的动力设备,广泛地应用在日常生活和生产实践中.下列家用电器中应用了电动机的是 ( )

A.洗衣机 B.电饭锅 C.电热水壶 D.电热毯

4.电动机在日常生活和工农业生产中的应用十分广泛,关于电动机,下列说法错误..的是 ( )

A.电动机是应用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的

B.直流电动机中的换向器能使通电线圈持续转动

C.电动机是把电能转化成机械能的装置

D.电动机是把机械能转化成电能的装置

三、简答题

5.我国大力发展铁路交通事业,2006年7月1日我国开通了世界上海拔最高、线路最长的高原电气化铁路——青藏铁路.你能说出电力机车和内燃机车相比有哪些优点吗? 磁性报警器

大家都知道,磁在人们的生活和生产中应用十分广泛.随着科技的不断发展,磁又有了广阔的新天地.

在超级市场里,顾客可以自己从货架上挑选商品,十分方便.但如果想拿了东西不付钱偷偷溜走,那只会当众出丑,出口处的报警装置马上会灵敏地检查出来.原来,超级市

场出售的每件商品上都有一小片带磁性的商标,能使它周围充满人眼看不到的磁场.当经 31

过出口时,那里的磁性探测器便探测出来并发出警报.只有当你付清货款,售货员用一种特别的“消磁”装置将商标上的磁性退掉,探测器才会让你把商品带出超级市场.据说,还有一种安装在仓库门窗或银行金库、保险柜中的磁性防窃装置,一旦盗窃者手拿钢铁制的撬窃工具接近时,它会立刻向守卫人员发出告急警报.

四、安装直流电动机模型 1. 通过实践活动,进一步理解磁场对通电线圈的作用.

2.通过独立操作,学会安装直流电动机模型,了解电动机的基本构造和工作原理,进一步认识到换向器的作用.

3.通过实践活动,提高学生乐于和敢于动手的能力,逐步形成动手、动脑学物理的意识. 1.直流电动机能持续转动的原因是在线圈上加了一个换向器;主要由磁极(定子)、线圈、换向器、电刷等构成;其优点是:开动和停止方便,构造简单,占地较小,效率较高,对环境污染较小;从能量转化角度来看是将电能转化为机械能的装置. 1.查找一份与电动机有关的资料,可以是图片、实物或是文字,将资料摘录在下面空白处.针对你的资料,提出一个你感兴趣的问题,尝试解释它.

一、填空题

1.在“安装直流电动机模型”的实验中,⑴连入滑动变阻器的目的是通过调节滑动变阻器来改变电路中电流的 ,从面改变电动机线圈的转动 ;⑵在实验中,若把磁铁的两极对调一下,将观察到的现象是:电动机线圈的 发生改变.

二、选择题

2.一个能自由转动的矩形线圈悬挂在磁场里,通电后线圈不动,这是因为( )

A.线圈平面跟磁场的磁感线平行 B.线圈平面跟磁场的磁感线成45°角

C.线圈平面处于平衡位置 D.线圈中的电流方向接反了

3.直流电动机的线圈运转时,电动机上加换向器,它的作用是( )

A.自动改变线圈的转动方向

B.自动改变线圈的电流方向

C.同时改变线圈里的电流方向和磁场方向

32

D.自动改变磁场方向

4.在安装直流电动机模型的实验中,安装完毕后闭合开关,线圈沿顺时针方向转动,要想使线圈沿逆时针方向转动,正确的做法是( )

A.减少一节电池

B.调换磁性更强的磁铁

C.把电源正、负极和磁铁南、北极同时对调

D.把电源正、负极对调或磁铁南、北极对调

三、简答题

5.某个电动机模型不能运转了.发生故障的原因可能是磁铁没有磁性或者是换向器和电刷接触不良,试说明你是怎样对这些故障进行检查的?

直线电动机

一般电动机工作时都是转动的.但是用旋转的电机驱动的交通工具(比如电动机车和城市中的电车等)需要做直线运动,用旋转的电机驱动的机器的一些部件也要做直线运动.这就需要增加把旋转运动变为直线运动的一套装置.能不能直接运用直线运动的电机来驱动,从而省去这套装置呢?几十年前人们就提出了这个问题.现在已制成了直线运动的电动机,即直线电机.

直线电机的原理并不复杂.设想把一台旋转运动的感应电动机沿着半径的方向剖开,并且展平,这就成了一台直线感应电动机.在直线电机中,相当于旋转电机定子的,叫初级;相当于旋转电机转子的,叫次级.初级中通以交流,次级就在电磁力的作用下沿着初级做直线运动.这时初级要做得很长,延伸到运动所需要达到的位置,而次级则不需要那么长.实际上,直线电机既可以把初级做得很长,也可以把次级做得很长;既可以初级固定、次级移动,也可以次级固定、初级移动.

直线电机是一种新型电机,近年来应用日益广泛.磁悬浮列车就是用直线电机来驱动的.

直线电机除了用于磁悬浮列车外,还广泛地用于其他方面,例如用于传送系统、电气锤、电磁搅拌器等.在我国,直线电机也逐步得到推广和应用.直线电机的原理虽不复杂,但在设计、制造方面有它自己的特点,产品尚不如旋转电机那样成熟,有待进一步研究和改进.

五、电磁感应 发电机 1. 经历探究活动,知道感应电流产生的条件以及感应电流的方向与磁感线的方向、导体切割磁感线的运动方向有关.

33

2.通过观察,了解发电机是怎样工作的,知道发电机工作时能量转化的过程,知道我国供电系统的交流电频率,能区别交流电与直流电.

3.通过探究感应电流的产生过程,认识自然现象之间是相互联系的,了解探索自然奥秘的科学方法,初步形成创造发明的意识. 学习指导

1.学会逆向思维.既然电能生磁,那么,磁能否生电呢?逆向思维能帮助我们提出问题.提出问题是发现问题的先导,是创造发明的萌芽.所以在学习物理的过程中要学会逆向思维.

2.电磁感应现象

⑴对产生感应电流的条件的理解,应注意以下几个关键词:“闭合”、“一部分导体”和“切割”;⑵感应电流的方向与磁感线方向和导体切割磁感线的运动方向有关;⑶电磁感应现象中,机械能转化为电能.

例1.如图16.16所示,闭合电路中的一部分导体在磁场中运动,用“○”表示导体横截面,箭头表示导体运动方向,其中不能产生感应电流的是( ) ....

精析:本题为电磁感应问题,分析这个题目,要从电磁感应产生电流的条件入手.只有“闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动”时,才会产生感应电流,题目中

A、C、D三图中的导线运动方向刚好能切割磁感线,能产生感应电流,而B图中导线运动方向与磁感线方向平行,没有切割磁感线,故不能产生感应电流.

全解: B.

点评:间想像能力的培养.

改装发电机

找一电动机模型,将原来的电池换为小灯泡或发光二极管.在转轴上绕上线,用力拉线使转轴转动起来.观察小灯泡或发光二极管能否发光.尝试解释其中的道理. 34

一、填空题

1.如图16.17所示,在磁场中悬挂一根导体ab,把它的两端跟电流表连接起来.合上开关,让导体ab在磁场中左右运动,会观察到电流表的指针 ,这种现象叫 现象.在这种现象中 能转化为 能.

16.19

16.17

2.6月5日是世界环境日,2006年中国的主题是“生态安全与环境友好型社会”.化学电池对生态与环境的影响日趋严重.如图16.18是一种安装在自行车上的照明灯,它在某些发达国家被大量使用.这种灯不用化学电池,是通过车轮的转动来带动小型交流发电机发电使灯泡发光的.发电机的工作原理是_____________,发电机工作时发生的能量转化是 .

二、选择题

3.如图16.19所示,在将磁铁插入铜质漆包线绕制的线圈的过程中,电流表的指针会摆动.这个现象所反映的物理原理,在下列电气设备中得到应用的是( )

A.电磁起重机 B.发电机

C.电动机 D.电磁继电器

4.在探究产生感应电流的实验中,某同学按照图16.20中的4种情况让闭合电路的一段导体AB在磁场中沿箭头所示方向运动,其中能够产生感应电流的是( )

5.小明利用如图16.17所示实验装置探究电磁感应现象,他把装置中的直铜线ab通过导线接在量程为3A的电流表的两接线柱上,当让ab迅速向右运动时,并未发现电流表指针明显偏转.你认为最可能的原因是( )

A.感应电流太小,无法使指针明显偏转

B.铜线ab太细,换用铜棒进行实验便能使指针明显偏转

C.ab运动方向不对,应将ab改为向左运动

D.ab运动方向不对,应将ab改为上下运动

6.关于电和磁,以下说法正确的是( )

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A.闭合导体在磁场中运动就会产生感应电流 B.一段导体在磁场中做切割磁感线运动就会产生感应电流 C.通电导体在磁场中受力方向既平行于电流方向,又平行于磁场方向 D.通电导体在磁场中受力方向既垂直于电流方向,又垂直于磁场方向

7.如图16.21所示将小电动机与小灯泡按如图所示的电路连

接,在小电动机转轴上绕线,然后用力拉线,使电动机转动.在

电动机转动过程中,小灯饱发光,该现象中( )

①电产生了磁,使电动机转动 ②滋产生了电,使小灯泡发光

③电动机是电源 ④转速越快,灯饱越亮

A.①②③ B.①③④ C.①②④ D.②③④

三、简答题

8.发电机的线圈平面和磁感线垂直时,线圈中有没有感应电流产生?为什么?

我们祖先对电的认识

我们的祖先,很早就十分注意大自然中的雷电现象,并且进行了细致的观察.远在公元前1500多年,殷商时代的甲骨文字中就出现了“雷”字.到稍晚的西周,在青铜器上又出现了“电”字.

关于雷电的成因及其本质,我国古代的思想家和科学家,从对自然界物质本源的认识出发也作过不少探讨.东汉的王充在《论衡》中,对雷电成因作了如下的解释:夏天阳气占支配地位,阴气与它相争,于是发生碰撞、摩擦、爆炸和激射,从而形成雷电.他还举出五个例证说明雷电就是火,并用以驳斥了雷电是“天公发怒”的迷信之说.

关于尖端放电现象,早在西汉末年,人们就已开始对它进行观察记录了.三国和南北朝时代,古籍中就出现过“避雷室”,这说明当时我国已经有了避雷装置.

关于物体经过摩擦后能够吸引轻小物体的现象,我国认识得也很早.西汉末年(约公元20年前后),《春秋纬2考异邮》中就记载有,经过摩擦的玳瑁(一种跟龟相似的海生爬行动物,它的甲壳叫玳瑁)能够吸引轻小物体.

西晋时的张华在他所写的《博物志》中,记载了常见的静电现象,如梳子与头发摩擦而起电、外衣与不同质料的内衣(如毛皮、丝绸)摩擦也可以起电,而且天气干燥时,还能看到小火星,并听到微弱的声音.

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一、填空题(每空2分,共34分)

1.1820年丹麦的科学家首先发现了电流周围存在磁场,1831年英国科学家 发现了电磁感应现象,这两个重要现象的发现,揭示了 和 之间不可分割的联系.

2.如图16.22所示,将一根钢棒靠近用线悬挂着的螺线管时,螺线管向左摆动,此现象说明这根钢棒 (填“具有”或“不具有”)磁性,钢棒右端为 极.

图16.23 图16.24 图

16.22

3.如图16.23所示,小明在做“探究磁极间的作用”的实验时,将分别载有一根条形磁铁的两辆小车同时释放后,发现小车向相反方向运动,最后静止.此现象说明:同名磁极 ;磁极间作用力的大小随磁极间距离的增大而 (选填“增大”、“减小”或“不变”).还能说明的物理知识有 .

4.如图16.24所示是动圈式麦克风的结构示意图.当你对着它说话或唱歌时,人声带由于 而产生的声音,通过 传播到膜片,使膜片以及与膜片相连的线圈在磁场中运动,线圈的这种运动能产生随着声音变化而变化的 ,线圈在运动中能量的转化情况是 .

5.在如图16.25所示的实验装置中,玻璃球内的导线是分开的,

小磁针处于静止状态.当用酒精灯把玻璃球加热到红炽状态时,

发现小磁针发生了偏转;根据以上现象可知,当把玻璃球加热到

红炽状态时,玻璃变成了_____体,此时小磁针的______极将向

螺线管偏转;小磁针和螺线管间的相互作用是通过________发生

的.玻璃球内能的改变是通过________的方法实现的.

二、选择题(每题3分,共45分)

6.我国首列磁悬浮列车已于2002年12月31日在上海开始试运行.在轨道上,列车悬浮起来行驶,它的最大速度可达450km/h.以下说法正确的是( )

A.列车是靠空气浮力悬浮的

B.列车是靠异名磁极间斥力悬浮的 C. 列车是靠同种电荷间斥力悬浮的 D. 列车能获得高速,主要是由于悬浮而大大减小了摩擦阻力

7.如图16.26所示,当变阻器的滑片P缓慢向左移动时,

则( )

A.悬挂磁铁的弹簧伸长

B.悬挂磁铁的弹簧缩短

C.悬挂磁铁的弹簧长度不变 图

16.26

D.悬挂磁铁的弹簧可能伸长,也可能缩短

37

8.指南针是我国的四大发明之一,它之所以能够指南北是因为( )

A.异种电荷相吸 B.有吸引铁的性质

C.被地磁场磁化了 D.受地磁场的作用

9.关于磁感线,正确的说法是( )

A.用磁感线可以形象地表示磁场的方向和它的强弱分布

B.磁感线是磁场中真实存在的线

C.磁铁外部的磁感线是从磁铁的南极出来,回到它的北极

D.在磁场中,画出一条条曲线,这些曲线就叫磁感线

10.图16.27是温度自动报警器的原理图,它运用了许

多物理知识.以下说法中不正确的是( )

A.温度计中的水银是导体

B.温度计是根据液体热胀冷缩的性质工作的

C.报警器中的电磁铁运用了电流的热效应

D.电磁继电器是一种电路开关

11.下列电器中,根据电磁感应现象制成的是( )

A.电磁铁 B.电磁继电器 C.发电机 D.电动机

12.直流电动机中,换向器的作用是( )

A.改变线圈中电流的方向 B.改变线圈转动方向

C.使线圈受力不变 D.改变磁感应线的方向

13.要改变通电导体在磁场中的受力方向,下列方法中可行的是( )

A.增大通电导体中的电流

B.只改变通电导体中的电流方向

C.减小通电导体两端的电压

D.同时改变导体中的电流方向和磁场方向

14.一根条形磁铁如图16.28所示,左端为S极,右端为N极.下列表示从S极到N极磁性强弱变化情况的图象中正确的是( )

A. B.

C. D. 图16.28

15.如图16.29所示,在微型电扇的插头处接一只发光二极管,

用手旋转叶片,发现二极管发光.上述实验现象说明了( )

A.磁能生电 B.磁场对电流有力的作用

C.电流的磁效应 D.电流的热效应

16.29 38

16.实验表明,磁体能吸引1元硬币,对这种现象解释正确的是( ) A.硬币一定是铁做的,因为磁体能吸引铁 B.硬币一定是铝做的,因为磁体能吸引铝 C.磁体的磁性越强,能吸引的物质种类越多 D.硬币中含有磁性材料,磁化后能被吸引 17.如图16.30所示,通电螺线管与条形磁铁相互吸引的是( )

图16.30

18.用如图16.31所示的实验装置可以研究( ) A.电流的磁效应 B.电磁感应现象 C.电磁铁的磁性 D.磁场对电流的作用 19.关于产生感应电流的条件,下面说法中正确的是( ) 图

16.31 A.任何导体在磁场中运动,都能产生感应电流 B.一段导体在磁场中运动时,就能产生感应电流 C.当闭合电路中的一部分导体在磁场中沿磁感线方向运动时,就能产生感应电流 D.当闭合电路中的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时,就能产生感应电流 20.如图16.32所示,能说明发电机的工作原理的是( )

图16.32

三、作图、实验题(共21分)

21.(3分)如图16.33所示,电路连接正确,通电后小磁针指向如图所示(涂黑端表示N极).请在图中标出螺线管的磁极、电源的“+”、 “—”极,并画出螺线管的绕法.

图16.33

22.(12分)如图16.34所示,是某学习小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图.

⑴要改变电磁铁线圈中的电流大小,可通过

来实

39

现;要判断电磁铁的磁性强弱,可观察 来确定.

①.比较实验中的1、2、3(或4、5、6),可得出的结论是:电磁铁的匝数一定时,通过电磁铁线圈中的电流 ;

②.比较实验中的1和4

(或2和5或3和6),可得出的结论是:电磁铁线圈中的电流一定时,线圈匝数 ;

⑶在与同学们交流讨论时,另一组的一个同学提出一个问题:“当线圈中的电流和匝数一定时,电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内的铁芯大小有关?”

①.你对此猜想是: ;

②.现有大小不同的两根铁芯,利用本题电路说出你验证猜想的方法:

23.(6分)一天,小明在炉子旁边将手中的铁钩放在炉子中烧得通红,他突然想到,如果

将磁铁放在火中烧,会有什么现象呢?是磁性变强,还是变弱?小明猜想,可能会变强吧.那么,究竟怎样呢?小明设计并做了图16.35所示的实验:

将一条形磁铁的一端固定在铁架台上,另一端吸着

一些小铁钉,现在用酒精灯给磁铁加热,经过一段时间

后,当磁铁被烧红时,小明发现小

图16.35 铁钉纷纷下落.

请同学们回答下列问题:

⑴根据上述短文的阅读,你可以得出什么初步的结论?

. ⑵你认为这一结论可以有什么应用?

. ⑶小明在研究这一问题时,经过了怎样的研究程序?

40

阶段性自我检测(一)

一、填空题(每空2分,共40分)

1.电流通过电灯的灯丝做功.这是用电器做了多少功,就有多少 能转化为 能.

2.小明家的电能表如图16.36所示,家中用电器

的总功率不能超过 W.当小明家只有一盏电 灯工作时,3min内转盘正好转过5圈,则该灯泡消耗的

电能是 J,它的电功率为 W. 3.某电风扇中的电枢线圈电阻为2Ω,当它接在

220V照明电路中,通过线圈的电流为10A,那么电风扇

工作5min,消耗的电能 J,产生热量 J,

图16.36 有 J的电能转化为机械能.

4.阻值是4Ω的电阻接入电路中,通过的电流是0.5A,通电时间10s,在该电阻上产生的热量是 J.

5.一只标有“220V 40W”的灯泡正常发光时,通过灯丝的电流是A,灯丝的电阻是 Ω,正常发光0.5h消耗的电能是 度.

6.如图16.37所示,甲图是 机的示意图,乙图是 机的示意图.

甲 图16.37

7.电动机是根据基本原理制成的,它的转动方向与 和 有关,而它的转动速度与 有关.

二、选择题(每题2分,共32分)

8.关于电功率,正确的说法是( )

A.电功率大,表示电流做功多

B.电功率大,表示电流通过导体消耗的电能多

C.电功率大,表示电流做功快

D.电功率大,表示流过导体的电流大

9.如图16.38所示,玩具小船上装着一个由电池和 北 螺线管(有铁芯)组成的闭合电路,把小船按东西方向静

置在水面上,放开小船,船头A最终的指向是( ) A 东 西 A.向东

B.向西 南 C.向南 图16.38

41

D.向北

10.某家用电器正常工作时的功率约为300W,则它可能是( )

A.空调器 B.白炽灯 C.洗衣机 D.语言复读机

11.一盏标有“220V 40W”字样的电灯,将它接到110V的电路中,其实际功率为( )

A.40W B.20W C.10W D.无法确定

12.如图16.39所示是使用测电笔的几种用法示意图,其中正确的是( )

A.甲与乙 B.甲与丙 C.丙与丁 D.乙与丙

丙丁 甲 乙

图16.39

13.如图16.40所示为四位同学判断通电螺线管极性时的做法,正确的是( )

A B C

D 图16.40

14.如图16.41所示,是一种防汛报警器的原理图.

S是触点开关,B是一个漏斗形的竹片圆筒,里面有个

浮子A,当水面上涨到达警戒水位时( )

A.甲灯亮

B.乙灯亮

C.两灯都亮

图16.41 D.两灯都不亮

15.把标有“8V 16W”的灯泡L1和“12V 36W”的灯泡L2串联后接在电源两端,其中一只灯泡正常发光,另一只灯泡没有达到其额定功率,则( )

A.电源电压为20V

B.电路中电流为3A

C.两灯泡的总功率为32W

D.灯L2的实际功率小于灯L1的实际功率

16.两只外形相同、灯丝长度相等的灯泡,在它们的标识上只能看清都标有“220V”字样,它们的额定功率不同,下列判断正确的是( )

A.灯丝粗的额定功率小

B.若将它们串联在同一电路中,亮度大的灯泡额定功率小

C.若将它们串联在同一电路中,亮度大的灯泡额定功率大

D.若将它们并联在同一电路中,亮度大的灯泡额定功率小

42

17.把两盏“PZ220-25”的灯泡串联后接在220V的电路中,消耗的总功率是P1;再把它们并联后接在220V的电路中,消耗的总功率是P2.则P1:P2是( )

A.1:4 B.4:1 C.1:2 D.2:1

18.下列说法中错误的是( )

A.1kW2h的电能可以使40W的照明灯泡正常工作25h

B.电能表是测量电路消耗电能的仪表

C.电能表上标有“220V 10A(20A)”,其含义是电能表的额定电压是220V,持续工作的最大电流是20A

D.利用电能表可以间接地测量用电器的功率

19.将一根电炉丝接在电路中,在时间t内产生的热量为Q1;如果将它对折后接在同一电路中,在相同时间内产生的热量为Q2,则Q1:Q2为( )

A.4:1 B.1:4 C.2:1 D.1:2

20.下列家用电器中,不属于电热器的是( )

A.电饭锅 B.电熨斗 C.电风扇 D.电烤箱

21.如图16.42示现象中,符合用电安全的是( )

用湿抹布擦正在家用电器未加接电器失火时先切湿衣服晾在电线 使用的电器 地保护 断电源 上 D C B A

16.42

22.如图16.43所示四个演示实验中,能够说明电磁感应现象的是( )

23.如图16.44所示是有关电与磁实验的装置图,其中用来研究磁场对电流作用的是

43

三、作图、实验题(共16分)

24.(3分)请根据电流表在图16.45所示的电路中的正确接法,标出通电螺线管的极性及画出小磁针在A、B两点静止时北极所指的方向.

25.(3分)根据小磁针静止时的指向,画出图16.46所示左端螺线管的绕线方法. 2A

16.46 图16.45

26.(10分)⑴在右边空白处画出“伏安法测3.8V

小灯泡的额定功率”的实验的电路图.

⑵图中滑动变阻器的作用是 .

⑶实验时发现电压表示数为2V,为测定小灯泡的

额定功率应滑动变阻器的滑片使阻值变 (填“大”

或“小”).

⑷一位同学连接的实验电路,无论怎样移动变阻器的滑片,电流表和电压表示数都不为零且不变化,灯光较暗,原因是 .

⑸另一位同学连接的实验电路,闭合开关后发现电流表指针偏转、电压表指针不动,该故障的原因是 .

A.灯泡灯丝断了 B.电流表接线短路

C.电源接触不良 D.灯座接线短路

四、计算、简答题(每小题6分,共12分)

27.如图16.47所示,R1是0~10Ω的滑动变阻器,R2=200Ω,电源电压U保持6V不变.

⑴当S断开,P滑至b点,R1的功率为0.1W,求R3的阻值.

⑵当S闭合,P滑至a点,求整个电路在1min内放出的热量.

图16.47

28.小刚家里新买了一只电热水壶,铭牌上标有“220V 1000W”字样.他想:该壶正常工作时烧水的效率如何呢?请你帮助小刚设计一个探究电热水壶烧水效率的实验,要求写出:(1)需要测量或了解的物理量;(2)效率的表达式.(提示:壶中水吸收的热量与电热水壶消耗的电能之比叫电热水壶的烧水效率)

44

第十七章 电磁波与现代通信

一、信息与信息传播 了解波在信息传播中的作用。 1.信息:信息是各种事物发出的有意义的消息。

我们生活在一个充满信息的世界里,信息无时不在,无处不有。消息中包含的内容越多,信息量越大。

2.信息传播:信息和信息传播活动经历了五次巨大变革:①语言的诞生;②文字的诞生;③印刷术的诞生;④电磁波的应用;⑤计算机技术的应用。

信息的形式和传播的方式很多。其中,人类特有的信息形式和传播方式概括起来大致分为三类:语言(包括各种声音)、符号(包括各种文字、标记等)、图像(包括各种文本图形、光电影视等)。随着现代通信、电子的发展,多媒体信息传播的功能越来越强大。所谓多媒体,就是语言、文字、影像等多种信息的综合传播。每一次变革都推动了生产力的巨大发展,促进了人类文明的进程。

3.信息传播工具:进行传递信息的具体的设备。

信息必须通过传播才有实际意义。早期的信息传播工具有:万里长城上的烽火台、古代传递官文的驿马、电报机、电话等。

45

例1.下列人类历史上的信息和信息传播活动的变革,是按从古到今的时间顺序排列的有 ( )

A.文字的诞生到语言的诞生

B.文字的诞生到印刷术的诞生

C.电磁波的应用到文字的诞生

D.计算机技术的应用到电磁波的应用

精析:在人类历史上,信息和信息传播活动经历了五次巨大的变革,从古到今的排列顺序是语言的诞生、文字的诞生、印刷术的诞生、电磁波的应用和计算机技术的应用。

全解:本题应选B。

点评:在人类历史上,信息和信息传播的变革都是由当时的生产力发展水平决定的,每一次变革都推动了生产力的巨大发展,促进了人类文明的进程。

例2.下列不属于信息传播工具的是 ( )

A.古代的驿站和驿马 B.电话和电报

C.计算机和移动电话 D.文字和语言

精析:驿站、驿马、电报、电话、计算机等都是能把信息向远方传递的工具,而文字和语言是表达信息的一种方式,不是传递信息的工具。

全解:本题应选D。

点评:理解信息和传播信息工具的含义,才能正确区分信息和信息传播工具。 活动与探究

自从1876年贝尔发明了电话以来,各种功能的电话日新月异。请你设想在未来生活中还会出现什么样的新型电话,写出两个合理的设想。

一、填空题

1.所谓信息,是各种事物发出的说明 越大。

2.人类特有的三种信息是____________、____________、____________。

3.人类信息传播的五次巨大变革依次是、 、。

4.“乌云密布”这个现象发出了天空将要__________的信息;课堂上,老师提出问题后,有同学举手,举手的信息是这个同学要_______________。

5.模仿上题,再举两个事物发出信息的例子。要求:说出现象并说明它发出的是什么信息。

(1)____________________________________________________________________;

(2)____________________________________________________________________。

二、选择题

6.关于信息和信息传播活动的每一次变革,下列说法错误的是 ( ) 46

A. 信息传播越来越远 B. 信息传播越来越快

C. 信息传播量越来越大 D. 信息传播方式越来越简单

7.下列事例中,不是为了传递信息的是 ( )

A. 警察向逃犯鸣枪示警 B. 进攻开始前发信号弹

C. 用枪把远处敌人击倒 D. 运动会上裁判员扣动发令枪

8.关于信鸽传递信息的过程,下列说法不正确的是 ( )

A. 信鸽传递文字信息 B. 信鸽是传递信息的工具

C. 信鸽是靠地磁场来导航的 D. 信鸽能传递大量信息

三、设计题

9. 图17-1罗列的是国际莫尔斯电码:

现在你的一位同学在远处,你要向他传递一

个信息“secret”,请你用一只手电筒,分别

采用模拟信号和数字信号两种方式将这个信

息传递给他。

(1)写出你的信息传递的设计方案。

(2)比较两种方式的不同。

17-1

你知道条形码吗?

我们到商场购物,会看到商品的包装纸或包装盒上都贴上或直接印上由若干条纹组成的条形码,如图17-2所示。仔细观察条形码,可以看到条形码上

的条纹分成若干组,条形码上的一条纹组代表一个数字,整个条

形码就代表一组数字。这些数字包含了产品名称、规格、尺码、

价格、质量等信息。条形码上的信息可以由条形码读取器取得。

条形码是标准化码,世界各地的条形码读取器都可以读取。

图17-2

二、电磁波及其传播 1.知道光是电磁波。知道电磁波在真空中的传播速度。

2.举例说明电磁波的存在。了解电磁波的频率和波长。 1.波的基本特征:波都是在传播周期性变化的运动形态。

⑴ 描述波的性质的物理量。

①振幅:波源偏离平衡位置的最大距离叫做振幅,用字母A表示,单位是米(m)。 47

②周期:波源振动一次所需要的时间叫做周期,用字母T表示,单位是秒(s)。

③频率:波源每秒内振动的次数叫频率,用字母f表示,单位是赫兹(Hz)。

④波长:波在一个周期内传播的距离叫波长,用字母λ表示,单位是米(m)。

⑤波速:波在1s内传播的距离叫波速,用字母v表示,单位是米/秒(m/s)。

⑵ 波速、波长与频率的关系。 频率与周期的关系为f?1? ;波速与波长、周期的关系为v?;波速、波长与频TT

率的关系为υ=λf。

振幅A反映了波源振动的强弱,频率和周期反映了振动的快慢;波速反映了传播的快

慢。波既有传播凹凸相间运动形态的波,又有传播疏密相间运动形态的波。

2.电磁波:电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。光波属于电磁波。快速周

期性变化的电流(也称振荡电流)的周围能产生电磁波。

电磁波的传播不需要介质(能在真空中传传播)。电磁波传播速度与光速相同,都等

于33108m/s。金属容器能够屏蔽电磁波,电磁波能把信息传播得更远。电磁波频率越高,

能传播的信息就越大。

3.电磁波谱:按波长连续排到的一系列电磁波。

电磁波也存在副作用——电磁污染,频率超过0.1MHz的电磁波在强度足够大时,会

损伤人体的健康。 例1.反映波传播快慢的物理量是 ( )

A. 波长 B. 振幅 C. 频率 D. 波速

精析:波长表示波振动一次所传播的距离,振幅反映波源振动的强弱,频率反映波振

动的快慢。波速反映波传播的快慢。

全解:本题应选D。

点评:正确掌握描述波的性质的各物理量的作用是解决此题的关键。

例2.雷鸣闪电时,可以从开着的收音机里听到“喀、喀”的响声,这是因为( )

A. 收音机出现故障 B. 空气潮湿的缘故

C. 雷声传到了收音机中 D. 收音机收到了云间传来的电磁波

精析:雷雨天闪电时,云层与云层间,云层与大地间都有放电现象。放电时高频率变

化的电流产生电磁波向四周传播,当其传到收音机里,被收音机接收就听到“喀,喀”的

响声。

全解:本题应选D。

点评:此现象有力地证明了变化的电流周围能够产生电磁波。 如图17-3所示为探究电磁波产生的实验。探究过程如下:

(1)实验:打开收音机开关,旋至没有电台位置,取一

节电池和一根导线,拿到收音机附近。先将电池的负极向下放在锉子上,再将导线的一端图17-3

与电池的正极相连,导线的另一端应当_____________,发现的现象是_________________。

(2)分析论证:产生上述现象的原因是 ( )

48

A.导线在锉面上滑动产生的声音,经空气传到收音机,被收音机反射而形成

B.导线在锉面上滑动的声音,经空气传到收音机,被收音机接收并被放大而形成的

C.导线在锉面上滑动,引起电流的迅速变化,产生电磁波,被收音机接收形成

D.以上三种说法都不正确

(3)实验结论是____________________________________。声音是一种波,它可以离开振动物体在介质中传播。 一、填空题

1.石头击水会激起水波,物体振动会激起声波,周期性变化的电磁场在空间传播,就形成了____________。

2.频率与周期的关系是:________;波传播的速度与波长、周期的关系是:________;波传播的速度与波长、频率的关系是:____________。

3.在收音机附近,用导线碰触电池的两极,收音机会发出“咯咯”的声音,这个现象可以说明 会产生电磁波。在生活中还有类似的现如:___________________。

4.电磁波的行为很像光,它可以在_________中传播,而且传播的速度也与光一样,通常近似为υ=_________m/s。电磁波的速度υ与波长λ及频率f之间的关系为 。

二、选择题

5.下列不属于电磁波应用的是 ( )

A. 雷达 B. 声呐 C. 卫星电视 D. 红外线烘箱

6.电磁波谱中,按波长由长到短的排列顺序是 ( )

A. 光波、无线电波、微波 B. 无线电波、光波、微波

C. 红外线、χ射线、γ射线 D. 紫外线、红外线、χ射线

7.关于电磁波,下列说法中正确的是 ( )

A. 电磁波的传播速度比光速小

B.波长越长的电磁波频率越高

C.所有的电磁波时刻都在危害我们的健康

D. 电磁波具有传信息递速度快、运载容量大的优点

8.有甲、乙两列电磁波,甲的波长是乙的3倍,则甲、乙两列电磁波在真空中的传播速度之比是 ( )

A. 1:1 B. 2:1 C. 1:2 D. 无法确定 电磁污染

英国曾有2400万只“家养”麻雀。这些麻雀都在房屋阁楼处做窝,每天在各家花园内嬉戏,成为英国一道风景线。然而,近年来,英国麻雀数量突然急剧减少。最近,英国科学家和动物学家指出,电磁波是造成麻雀失踪的罪魁祸首。研究表明,电磁波影响麻雀的方向感。麻雀依靠地球磁场来辨别方向,而电磁波会干扰麻雀找路的能力,从而使其迷失方向。

49

近20年来,国外学者越来越多地注意到低频非离子化电磁场的致癌作用。长期受到电磁辐射,会造成正常脑的支持细胞——胶质细胞发生DNA分子链的电离损害,导致DNA碱基分子链的断裂,引起细胞的癌变。据美国科罗拉多州大学研究人员调查,电磁污染较严重的丹佛地区儿童死于白血病者是其他地区的两倍以上。瑞典学者托梅尼奥在研究中发现,生活在电磁污染严重地区的儿童,患神经系统肿瘤的人数大量增加。

三、现代通信——走进信息时代 1.了解光纤通信和卫星通信。

2.了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。

3.调查电磁波在现代社会中的广泛应用。 1.卫星通信:卫星通信是利用微波来传递信息的。卫星通信系统由空间部分和地面部分构成。空间部分是通信卫星,地面部分是通信地面站。通信卫星在赤道平面上距地面

3.63107m的轨道上,与地球同步转动,相对于地面静止,又称同步通信卫星。

卫星通信的工作原理为:从地面站1发出载有信号的电磁波,被通信卫星接收并处理后,再由卫星发送到地面站2或其他地面站,从而实现远距离通信。

2.微波与光波的性质相近,大致沿直线传播,不能沿地球表面绕射,远距离进行微波通信,需要通过地面的微波中继站进行传播。通信卫星实际上就是一微波中继站。

3.光纤通信:光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的一种方式。光导纤维是指那些能够传输信号的极其纤细的物质,由多根光导

纤维制成的传输光信号的传输线称为光缆。

如图17-4所示,光通过光导纤维的内壁多次

反射,可以把光传输到远方。

4.信息高速公路的主干线——互联网:现代

“信息高速公路”是卫星通信和光纤通信等高速、 图17–4

大容量信息传输通道的俗称。信息高速公路的主干线是互联网。互联网是把大量计算机组成的通信网络(采用金属导线、光缆、通信卫星等各种手段结在一起),互联网是世界上最大的计算机网络,能高速地传输大量信息,使用最频繁的发送和接收电子函件,召开分散于世界各地有关人员的视频会议等。互联网最大的优点是能共享互联网上的各种信息资源。 例1.现在许多长途电话是以地球同步卫星做中继站的。打这种长途电话时,会感到对方的反应有些延迟。造成这种延迟的原因之一是无线电波在射向卫星和从卫星返回时需要一定的时间。假设某人造卫星与地球的距离是36000km。请你估算延迟的时间。为什么打市内电话时没有这种延迟?

精析:无线电波传送信号的速度为c=3.03108m/s。打长途电话时,信号从地面射向卫星又从卫星返回到地面,由于路程较长,即使是光速,也需要一定的时间,因此会感到对方的反应有些延迟。

50

全解:信号从射向卫星到从卫星返回到地面的时间,即为延迟时间:

7s3.6310m32t= ==0.24s。 c 3.0310m/s

由于电磁波传播的速度很快,市内电话之间的距离近,电磁波传播造成的延迟时间太短,人们根本感觉不到。

点评:在估算信号的延迟时间时,信号经过的路程应为从地球到卫星再从卫星到地球的总路程,即为人造卫星与地球距离的2倍。 移动电话(手机)在现代生活中越来越普遍地被使用,它以其体积小,携带方便,通话不受时空限制等优点备受人们青睐。请你试着用手机与你朋友通一次话,并思考以下问题:

(1)移动电话的天线具有_________和_________两项功能。

(2)有一种无线呼叫机(BP机),只要用固定电话拨打其号码,它就会发出声音提示携带者有人呼叫,携带者可通过呼叫机上显示的电话号码通过电话与呼叫者通话。请你根据以上介绍,评价移动电话比无线呼叫机在功能上有哪些优势。

一、填空题

1.“信息高速公路”是通信、输通道的俗称。

2.现在的移动电话(俗称手机)使用的是微波,由于微波基本沿_________传播,所以,要实现远距离通信,必须有__________和地面中继站的配合。

3.一些计算机比较集中的地区或单位,可以把计算机相互连接起来形成一个“网”,这些相对小的网还可以再相互连接,形成一个全国甚至是世界性的大网,这就是通常说的______________。

4.电磁波在真空中的传播速度为,波长为38.5m的无线电波,它的频率为_________Hz=_______MHz。

5. 同步通信卫星相当于是建立在太空中的__________。科学家们发现,空中只需三颗通信卫星就可以覆盖全球了,那么每颗卫星对地球的覆盖张角应是_________度。通信卫星上也是需要用电的,你知道它上面的电是怎样获得的吗?__________________________。

※6.小明同学在学习了光纤通信后对激光产生了浓厚的兴趣,他上网查找了一些关于激光的应用,如:①用激光做“光刀”切除肿瘤;②激光雷达测距离及跟踪;③用强激光破坏敌人的飞行器;④VCD、CD、计算机的光盘记录信息;⑤用激光焊接金属;⑥激光通信。这些应用是利用了激光的哪些特点呢?试在所述激光的特点后面填写(只填序号)。

(1)激光频率单一:_________________________________

51

(2)激光方向集中,也就是平行度好:________________________________

(3)激光平行度好,可以会聚到很小的一点:__________________________

(4)激光亮度高,能量大:____________________________

三、计算题

7.雷达是现代战争重要的军事装备。如图17-5所示。若雷达向飞机发出的微波,从发射到反射回来的总时间为52μs(1μs=10-6s),则此时飞机与雷达的距离为多少米?

图 17-5

Electronic Mail(E-mail)电子邮件

电子邮件,是计算机网络中使用最为普遍的一种服务,包括互联网及各种在线服务网络。人们可以通过自己的信箱将信息传递到其他指定的信箱中,十分类似我们传统的邮政信函服务系统,但电子邮件以其快速、廉价及功能强大(传送的内容可以包括文字、图片、声音、图象等数字化信息)等特点越来越为人们重视。

本 章 检 测

一、填空题

1.信息是各种事物发出的的消息,消息中包含的就越大。

2.在人类历史上,信息及其传播过程共经过五次巨大变革,分别是诞生、 的诞生、的诞生和应用以及的应用。

3.电磁波像水波一样,有着波峰和波谷,___________________称为波长(λ)。电磁波在传播过程中,电磁波____________叫做它的频率。波源偏离平衡位置的最大距离叫做________。

4.在真空中,不同频率的电磁波传播的速度都长越 。

5.信息理论表明,作为载体的电磁波,越高,相同时间内传输的信息越多。由于光比无线电波的 高很多,在一定时间内可以传输大量信息。

6.卫星通信就是利用 作微波通信的,进行通信的通信卫星大多是 卫星。

7.通信用的激光在里传播,它是很细的玻璃丝,通常数条一起敷上保护层,制成_______________。

8

.计算机可以高速处理大量信息,把计算机联在一起,可以进行网络通信。世界各 52

地的计算机网络互相联结,成为世界上最大的计算机网络,称为 。计算机之间的联结,可以使用___________________________等各种通信手段。目前使用最频繁的网络通信形式有______________________________等。

二、选择题

9.电话的听筒主要应用了电流的 ( )

A. 热效应 B. 化学效应 C. 磁效应 D. 三种效应都有

10.电磁波 ( )

A. 只能在真空中传播 B. 在水中不能传播

C. 可以在很多介质中传播 D. 只能在空气中传播

11.下列关于电磁波的说法中正确的是 ( )

A. 电磁波的传播需要介质

B. 电磁波是沿某一特定方向向空间远处传播的

C. 电磁波是向空间各个方向传播的

D. 电磁波与水波完全一样

12.下列说法中,正确的是 ( )

A.. 电磁波是无线电波的一部分 B. 无线电波是电磁波的一部分

C. 电磁波是光的一部分 D. 光不是电磁波的一部分

13.在电视或电影中,人们看到排雷专家用的一种仪器探测雷,这是利用 ( )

A. 光的折射看到地下的雷 B. 光的反射看到地下的雷

C. 这种仪器发出电磁波被雷所反射 D. 超声波“透视”看到地下的雷

14. 下列所列知识结构中有错误的是 ( )

声波 模拟电话 A.电话 B. 电磁波微波 数字电话 无线电波 微波通信 声音信号 卫星通信 C. 电视传播的信号 D. 通信方式 图像信号 光纤通信 网络通信 15.下列关于电磁波的传播速度的叙述中,正确的是 ( )

A.电磁波的传播速度大于光的传播速度

B.电磁波在真空中不能传播

C.各种频率的电磁波传播速度都相同

D.只有可见光在真空中的传播速度是33108m/s

16.雷雨时,打开收音机听到“喀嚓”的声音比听到雷声要超前,这是因为 ( )

A.电磁波在空气中的传播速度大于声速

B.电磁波在空气中的传播速度等于声速

C.电磁波在空气中的传播速度小于声速

D.以上说法都不正确

三、设计与探究题

17.(1)信息传递已进入数字化时代,数学信号与模拟信号相比有许多优点, 53

如 、 、 。

(2)人类传递信息的方法很多,请举出两种: ①_________________________________________; ②_________________________________________。

以上两种传递信息的方法,比较好的是第 种,原因是

(3)数字通信是一种既现代又古老的通信方式,现代电话已全部采用数字信号进行处理。若用“0”和“1”代表“开”和“关”这两个动作,组成一组数字信号,可以表达一句话,例如:

号表达你想说的一句话_______________________________________________________。

18.有一天,小雨有急事找爸爸,就拨爸爸手机,可一直没有爸爸的消息,事后爸爸说,他在地铁里,手机也一直没有收到呼叫信号。你认为小雨的爸爸说的是真的吗?

19.我们常听说某电视台利用某频道进行广播,这里所说的频道是什么意思呢? 原来,不同的电视台使用不同的射频范围进行广播,以免互相干扰;这一个个不同的

(1)某电视台转播的体育电视节目频道号是3,那么它的射频范围是 ( ) A. 56.5 MHz ~64.5MHz B.167MHz~175MHz C.64.5MHz~72.5MHz D.72.5MHz~80.5MHz (2)第13频道至68频道属于微波中的“分米波”,试着计算出第68频道的波长范围就知道这个称呼的原因了。

20.为了转播火箭发射的实况,在发射场建立了发射台用于发射广播和电视信号,如图17-6所示,已知传输无线电广播信号所用电磁波的波段为中波,而传输电视信号所用电磁波的波段为微波,为了不让山地阻挡信号的传播,使城市居民能收听和收看实况,必须通过建立山顶转发站来转发

图17-6 无线电广播信号还是电视信号?简述理由。

54

21.据报载:某居民认为光缆很值钱,一夜之间盗割了一百多米光缆,造成60万路电话用户的正常通信受到影响,直接导致400万的经济损失,该居民被依法追究刑事责任。为了避免类似事件的发生,请你似两条相关的公益广告词。

(1)__________________________________________________________________。

(2)__________________________________________________________________。

四、解答题

22.如果你有幸和朋友们一起去月球探险,穿上厚厚的宇航服,以防被宇宙射线伤害;背上笨重的氧气瓶,供应氧气进行呼吸;那么你和朋友之间如何进行交流呢,是不是大声讲话就行了?请说出尽可能多的方法,并对这些方法的优劣作出点评。

23.由于激光有能量、在空气中高度集中等特点,所以可用来测量月球与地球间的距离。已知从地面发出的激光光束,经月球上反射器反射回地球,前后共经历了2.563s。试根据上述数据计算月球到地球的距离。

24. 请阅读下列短文,回答问题:

卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。卫星在空中起中继站的作用,即把地球站发射上来的电磁波放大后再返送回另一地球站。地球站则是卫星系统与地面公众网的接口,地面用户通过地球站出入卫星系统形成链路。由于静止卫星在赤道上空36000km,它绕地球一周时间恰好与地球自转一周一致,从地面看上去如同静止不动一般。三颗相距120°的卫星就能覆盖整个赤道圆周。故卫星通信易于实现越洋和洲际通信。最适合卫星通信的频率是1GHz~10GHz频段,即微波频段。

(1)地球自转时间是23h56 min4 s,则通信用的地球同步卫星运行一周所用的时间是( )

A.24h B.23h56 min4s C.24 h4 min D. 24 h56 min

(2)频率为1GHz~10GHz的波对应的波长是多少?

(3)赤道上的地面站向卫星发射信号需要多少时间?

55

第十八章 能源与可持续发展

一、能源利用与社会发展 1.通过实例,了解能源与人类生存和社会发展的关系。

2.通过实例了解能量及其存在的不同形式,认识能量可以从一个物体转移到另一个物体,不同形式的能量可以相互转化。

3.了解一次能源和二次能源、不可再生能源与可再生能源的特点。 1.能源:凡是能够提供能量的物质资源都叫做能源。能源是人类进行生产、生活必可少的重要物质基础。能源是一种物质,这种物质能够提供能量,如煤具有化学能,燃烧能提供内能。 能源不是能量,能量与功有密切联系。一个物体能够做功,我们就说它具有能量,能量的变化可以用做功的多少来衡量。

2.能源的分类:在种类繁多的能源中,依据不同的分类标准。

(1)从能源产生方式分类:分为一次能源与二次能源。

(2)从能源是否可以再利用分类:分为不可再生能源与可再生能源。

(3)从能源使用时间长短来分类:分为常规能源与新能源

(4)从能源使用时对环境是否有污染来分类:分为清洁能源与非清洁能源。 例1.下列各实例中,不属于能源的是 ( )

A.长江水 B.柴油机 C.液化气 D.地下热水

56

精析:长江水不断流动具有动能和势能,能够推动水轮机来发电,所以是能源;液化

气燃烧能释放大量热能,可供暖做饭;地下热水有一定温度,具有一定的内能;而柴油机

是能量转化装置,本身没有能量,因此它不是能源。

全解:本题应选B。

点评:物质是否是能源关键要看物质本身是否能够提供能量,如果能够提供就是能源。

例2.下列各项中的能源与其分类对应正确的是 ( )

A.电能、风能、太阳能——一次能源

B.核能、电能——二次能源

C.化石能源、核能——不可再生能源

D.风能、太阳能、核能——可再生能源

精析:A项中的电能是通过消耗一次能源获取的,属二次能源,故A错;B项中的核

能是可以直接从自然界获取的能源,属一次能源;故B错;C项中的化石能源,核能都不

可能在短期内从自然界得到补充,属于不可再生能源,故C正确;D项中核能属于不可再

生能源,故D错。

全解:本题应选C。

点评:按能源的两种划分标准来分析,但注意不要把两种标准混淆,两种能源的划

分是按不同标准来划分的,有的一次能源是不可再生能源,也有的一次能源是可再生能

源。不能认为所有的一次能源都是不可再生的。

在下面的事物列表中,有三种事物在某些方面与其余三种有所不同。请你将这样的三

个事物挑选出来,并解释为什么它们与其余三种不同?

石油 太阳光 风力 煤炭 天然气 潮汐

(1)你挑选的是__________________ _________。

(2)与其余事物不同的原因是 。 一、填空题

1.可以直接从自然界获得的能源称为“一次能源”,例

如: 、 、

2.有时候,人们还把能源分为“可再生能源”和“不可再生能源”。所谓“可再生能

源”的特点是__________________ ,例如__________能、_________能等;所谓“不可再

生能源”的特点是_________________,例如_________能、___________能等。

二、选择题

3.下列说法正确的是 ( )

A.化石能源是二次能源 B. 地热能源不是一次能源

C.太阳能是新能源 D. 天然气是清洁能源

4.下列能源中属于新能源的是 ( )

A.化石燃料、水能、风能 B.核能、太阳能、潮汐能、地热能

57

C.化石燃料、潮汐能、地热能 D.太阳能、化石燃料、核能 煤的用途

煤作为燃料,是天经地义的事情。近几十年来,随着社会的发展和科技的进步,人们发现煤浑身是宝,不仅是一种重要能源,而且是一种十分重要的有机化工原料。 “煤气三兄弟”中变质程度最深的是无烟煤,它的发热量最高、火力强、烟尘很少、燃烧后灰渣不多,是一种很好的燃料。烟煤虽说变质程度比无烟煤差,发热中等,却是三兄弟中最有出息的,不仅可以用来炼钢铁,而且还可以被汽化、液化用于生产和生活的许多方面;褐煤变质程度最差,发热最低,却是很好的化工原料。

把煤放到炼焦炉里,隔绝空气,加热到1000℃左右时,可得到焦炭、煤焦油和焦炉气等产品,焦炭可用于生产煤气、电极、合成氨、电石等,电石除了照明、切割和焊接外,还是生产塑料、纤维、橡胶的重要化工原料。焦炉气是气体燃料和化工原料。煤焦油是制造染料、香料、合成橡胶、塑料、合成纤维、农药、化肥、炸药、洗涤剂、除草剂、溶剂、沥青、油漆、糖精、卫生球等的“原料仓库”。

就连燃烧煤过程中产生的硫的氧化物也可用来生产出优质硫酚,煤灰和煤渣,可用来制造水泥等建筑材料。噢!从煤里竟能得到这么多宝贝,怪不得它被人们誉为“万能的原料,黑色的金子”呢!

二、核能 学习要求

1.知道核能,裂变和聚变。

2.了解核能的优点和可能带来的问题。 1.核能:由于原子核的变化而释放的巨大能量。

2.裂变:一个原子核分裂成两个或多个较轻的原子核的反应叫做裂变。聚变:将两个质量较小的原子核在超高温下结合成新的原子核,会释放出惊人的能量,这就是聚变也称为热核反应。链式反应:用中子轰击铀235原子核,铀核分裂释放出核能,同时还会产生几个新的中子,这些中子又会轰击其他铀核,于是就导致一系列铀核持续裂变,并释放出大量核能。

3.核电站:利用核能发电的电站叫做核电站。已建成的核电站是利用重原子核裂变释放的能量发电,它主要由核反应堆、热交换器、汽轮机和发电机等组成。核电站具有消耗的燃料少、运输量小、成本低、功率大的特点,但须防止放射性物质泄漏,避免放射性污染,确保安全。 例1.关于原子核的组成,下列说法中正确的是 ( )。

A.原子核是由质子和电子组成的

B.原子核是由质子和中子组成的

C.原子核是由中子和电子组成的

D.原子核是由质子、中子和电子组成的

58

精析:原子核是由质子和中子组成的,质子带正电,中子不带电,故A、C错误,B项正确;D项中质子、中子和电子组成的不是原子核而是原子,故D错误。

全解:本题应选B。

点评:正确掌握原子和原子核的结构,理解原子和原子核的特性,是解决本题的关键。不要把原子的结构和原子核的结构搞混。

例2. 对于裂变及链式反应,利用我们现在的条件无法进行实验,以便进行观察和研究,但可以用如图18-1所示的实验进行模拟,这种研究物理问题的方法叫 法,链式反应释放的能量如果让其 ,就可以被我们进行和平利用,如果 就可以用来制造原子弹。

精析:链式反应的过程与如火柴

模型点燃过程相似,用图示方式来研

究,直观、形象地描述链式反应的过

程,所采用的是类比法。对裂变过程

的能量释放如果不进行控制,就会发

生猛烈的爆炸,这就是原子弹的基本

原理。

全解:类比,缓慢释放,不控制。 图18-1

点评:用相似的现象去研究不便直接研究的现象,这样的方法叫做类比法。这种方法更加形象、直观,使人们便于掌握和理解比较深奥的物理现象或物理本质。 活动与探究

如图18-2为远距离输电系统示意图,请回答下列问题:

18-2

(1)发电机的能量转化是 ;

(2)民用电的能量转化是 ;

(3)日常生活中要注意用电安全,请写出两条安全用电的原则:

① ;

② 。 一、填空题

1.用中子轰击铀235,铀核会分裂成大小相差不是很大的两部分,这种质量较大的原子核分裂成两个或两个以上中等质量核的过程叫做 。在这样的过程中,同时释放出大量的 能。

2.获得核能的两条途径是

二、选择题

3.现阶段核电站利用的核反应是 ( ) 59 图

18-1

A.聚变 B.裂变

C.热核反应 D.化学反应

4.目前人类对核能不是和平利用的有 ( )

A.利用放射性检查金属内部有无砂眼和裂痕

B.利用核能发电

C.利用放射性治疗恶性肿瘤

D.制造原子弹、氢弹 发展核电的必要性

我国虽然有丰富的煤炭、水力和石油资源,但由于我国人口众多,人均拥有量并不多,而且资源分布很不均匀:水力资源70%分布在西南地区,煤炭已探明的储量80%分布在北方;南方人口占全国63%,能量消耗约占全国65%,而核电站具有消耗“燃料”少、成本低等特点,只需要很少的核燃料就能产生大量的电能;核电站发1KW2h的电能的成本要比火电站低20%以上,因此,为消除我国能源储藏与消耗上的不平衡,在华东、华南等地区发展核电站是迫切需要的。

三、太阳能 1.能从能量转化、转移的角度认识太阳能的转化和利用。

2.通过实例,说出不同能源的特点。

3.调查当地使用的能源,如水能、风能、太阳能、燃料的化学能或核能等,及其对当地经济和环境的影响。 1.太阳是离地球最近的一颗恒星,是一个不断地进行核聚变反应的巨大的炽热的球体。

2.太阳能是人类能源的宝库,地球上几乎所有的能源都来自于太阳。它不仅包括直接投射到地球表面上的太阳辐射能,还包括由它所引起的水能、风能、生物质能等。现在广泛开采并使用的石油、天然气和煤等化石燃料,也都是来自太阳能。除核能、地热能和潮汐能以外的所有能量,几乎都来自于太阳。

3.太阳能的间接利用:如利用化石燃料、水能、风能、生物质能等。太阳能的直接利用有两种方式:①用集热器把水等物质加热;②用太阳能电池把太阳能转化成电能。太阳能分布广泛,获取方便,处处可以利用,无需开采、运输。而且太阳能安全、清洁,开发利用时不会污染环境。 例1.太阳每时每刻都在释放大量的能量,这些能量来自 ( )

A.太阳内部电能转化为内能的过程 B.太阳内部大规模核裂变的过程

C.太阳内部大规模核聚变的过程 D.太阳内部可燃性物质的燃烧过程

精析:在太阳内部,氢原子核在超高温下发生聚变,释放出巨大的能量,这些能量向 60

外扩散,经过数千年的时间传递到太阳表面,太阳表面温度约6000℃,就像一个高温气体组成的海洋,大部分太阳能以光和热的形式向四周辐射。

全解:本题应选C。

点评:太阳内部时刻进行着核聚变,与氢弹原理相同,也就是说在太阳内部每时每刻

都在猛烈地发生着氢爆炸。

例2.下列关于太阳能的开发与利用的说法中,错误的是 ( )

A.太阳能是可供人类利用的一种新能源,它是一次能源

B.太阳能分布广泛,获取方便,处处可以利用

C.太阳能安全、清洁,利用太阳能不会给环境造成污染

D.太阳能巨大且取之不尽,用之不竭,可以不需要开发别的新能源

精析:太阳能是一种新能源,由自然界直接提供,属于一次能源;选项B,C指出了

太阳能的一些优点,说法是正确的;太阳能虽然巨大且持久,但在利用上,仍存在技术上的难题,不能满足我们的生产、生活需要。为了经济长足发展,必须努力开发新能源。

全解:本题应选D。

点评:目前在利用太阳能方面存在着以下困难:①分散,不便于集中;②功率变化较

大,不稳定;③利用时,转化效率较低。 太阳能热水器可直接利用吸收来的太阳光的热量来加热,它具有环保、节能的优点。

对市场调查后不难发现,各种品牌的太阳能热水器的表面都是黑色的,难道物体吸热的本领与颜色有关?对此,我们可以猜想:颜色越深,物体吸热的本领就越强。

(1)为了验证此猜想,现设计了如下实验步骤,请你补充完整。

①选用四个 的容器,分别涂上黑、红、黄、白不同颜色;

②在容器中加入温度和体积均相同的水,并同时放到阳光下照射,每隔15min,测量

一次各容器中水的温度值;

③将测量的结果记录在事先准备好的表格中,进行分析论证。

(2)若上述猜想得到了证实,请分析企鹅背部的黑色羽毛对它生存有利的一面。

(3)海南岛的地理纬度较低,阳光充足,但在海口市却很少见到有用太阳能热水器

的用户,其原因可能是什么?(写出2条即可)

一、填空题

1.太阳能具有以下几个特点:太阳能十分阳能分布 ;获取 ;太阳能 、 ,不会给环境带来污染,这些特点促使人们对直接利用太阳能日益感兴趣,但是充分利用太阳能也有一定困难,因为太阳能虽然巨大,但它太 ;太阳能射到某地的功率 。

2.为了使2008年的北京奥运会真正成为绿色奥运会,北京将充分利用 能和 能等新能源,为奥运会部分场馆的照明和空调提供动力。

二、计算题:

图18-3

61

3.太阳能热水器有经济、安全、卫生、环保、节能等优点,

如图18-3所示为一种太阳能热水器,该热水器上的有效采光面积

为3m2,能在8h内将225L水的温度升高40℃,设热水器每平方

米面积每秒钟接收太阳辐射能为1.43103J。

求:该太阳能热水器所接收的太阳能为多少?水升温吸收的

热量为多少?[计算结果保留两位有效数字,水的比热容为c=4.23103J/(kg2℃)

塑料日光温室

塑料日光温室(简称塑料大棚)已在广大农村地区普遍推广使用,大棚蔬菜生产成为了宁夏农村脱贫致富的一个支柱产业。不同的蔬菜以及同种蔬菜的不同生长期对温度、光照、湿度等有不同的要求,如韭菜生长的适宜温度范围为12℃~29℃。塑料大棚可在人工控制下,对大棚内的温度、光照、湿度气体等因素进行调节,形成适宜于蔬菜作物生长的小气候、小环境。对大棚内有关因素的调控是否适当,直接影响大棚蔬菜的产量和质量,关系到农户的经济效益。

四、能量转化的基本规律 1.知道能量守恒定律。能举出日常生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的分析物理现象的意识。

2.初步了解在现实生活中能量的转化与转移有一定的方向性。

3.讨论和分析两个具体的永动机设计方案,说明永动机是不可能的。 1.能量守恒定律:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化或转移的过程中,其总量保持不变。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。一切有能量转化或转移的场合,大到宇宙、小到原子核内部,也不论是生物、化学还是物理、地质现象,都遵守能量守恒定律。自然界中能的总量保持不变,但是对于某一物体可能改变。

2.能量转化和转移的方向性:热量只能从高温物体转移到低温物体,不能相反,具有方向性,否则就要消耗其他的能。不是什么能源都可以利用,能源的利用是有条件的,也是有代价的,有的东西能成为能源,有的则不能。虽然能量在转化和转移的过程中是守恒的,但具有方向性,因此我们一定要节约能源。 例题 市场经济的今天,一些厂商一改过去“酒香不怕巷子深”的做法,纷纷对产品进行广告宣传。可是有些厂商在广告上弄虚作假,夸大其词,欺骗消费者。如某品牌电热水器这样写道:“我厂电热水器功率只有55W,烧开一瓶水只需5min,节钱省电,最适合普通家庭使用。”这则广告可信吗?

精析:电热水器烧开水,是电能转化为热能被水吸收的过程。方法一:根据题意求出 62

电热水器所产生的热能,再利用热量公式,算出这些热量能够烧开多少质量的水,与事实进行比较,判断信息是否可信;方法二:先求出电热电热水器所产生的热能,再估算出烧开一瓶水所需要的热量,两者进行比较,判断信息是否可信,判断的依据是能量守恒定律。

全解:方法一:电热水器产生的热能为W=Pt=55W35360s=1.653104J。

假设一般情况下烧开水是把水从20℃加热到100℃,则这些热量可以烧开的水的质量

1.653104JWm= ===0.049kg。 c△tc△t4.2310J/(kg2℃3(100℃-20℃))Q

一瓶水的质量远大于0.049kg,故信息不可信。

方法二:电热水器产生的热能为W=pt=55W35360s=1.653104J。

假设一般情况下一瓶水的质量为2kg,烧开水是把水从20℃加热到100℃,则一瓶水烧开所需要的热量Q=cm△t=4.23103J/(kg2℃)32kg3(100℃-20℃)=6.723105J。

由此可见电热水器产生的热量不能烧开一瓶水,故信息不可信。

点评:在很多情况下,我们对某些物理量大小要求并不是非常精确,运用估算法可以轻松解决问题。通过本题使我们进一步理解了能量守恒定律。 活动与探究

下面是生活中的一些现象:A.行驶的汽车刹车后滑行一段距离停下来;B.从树上掉下的苹果下落得越来越快;C.足球运动员头顶飞来的球,球飞出去;D.举重运动员用力将杠铃从地面举起来。

(1)试分别说出这些现象所对应的理物过程;

(2)根据以上四个现象所对应的物理过程概括一个结论。

一、填空题

1.能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一,是人类认识自然、利用自然、保护自然的有力武器。由能量守恒定律可知:能量既不会凭空消失,也不会凭空___________,它只会从一种形式___________为其他形式,或者从一个物体_________另一个物体,而在_____________和______________过程中,能量的总量保持_____________。

2.能量的转化和转移具有热量传递给 物体。

3.2005年6月3日《场子晚报》报道,6月2日10时30分,江苏全省负荷达2482.9万千瓦,创历史最高。有关人士呼吁请社会有序、有效用电,做好节约用电工作。就家庭、学校和社会如何节约用电,请你提出两条合理化建议:

(1)___________________________;(2)_______________________________。

二、选择题

4.火电站进的是煤,出的是电。在这个过程中能量的转化是 ( )

A.机械能→内能→化学能→电能 B.化学能→内能→机械能→电能

C.化学能→重力势能→动能→电能 D.内能→化学能→机械能→电能

5.学习了“能量的转化和守恒”的知识后,同学们提出了下面一些关于利用和开发 63

能源的建议,其中不可行的是 ( )

A.我国煤炭资源丰富,应研究并采用如何让燃料充分燃烧,以减少热量损失的措施

B.应加快进行将内能充分转化为电能的研究,以减少内能在多次转化过程中的损失

C.我国应进一步开发利用江河水利资源

D.随着资源的不断消耗,应研究出一种既可以不消耗能量,又能不断对外多做功的机器 “神舟”三号

2003年4月1日,“神舟”三号航天飞船在内蒙古成功着陆,据航天专家披露,在该飞船上进行的拟人载荷试验达到预期效果。为了验证飞船能否满足载人的要求,科学家采用了人体代谢模拟装置,在该置能“呼吸”,会“出汗”,其耗氧量、产热量、代谢量和真人一样,飞船座舱内的环境控制系统和生命保障系统是靠模拟装置控制的,地面监控系统只要测试该模拟装置的心电、血压、呼吸、体温、温度等生理指标,就可以验证飞船座舱内能否满足载人的医学要求。

五、能源与可持续发展 1.通过能量的转化和转移,认识效率。

2.了解世界和我国的能源状况,对于能源的开发利用有可持续发展的意识。

3.收集资料,讨论能源的利用带来的环境影响,如大气污染、酸雨、温室效应等,探讨应该采取的对策。 1.能量转化与效率

效率:输出的有用能量与输入的总能量的比值叫做能量转换装置的效率。其计算表达式为效率??输出的有用能量?100%。 输入的总能量

对热机而言,其效率就是用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。由于热机在工作中或多或少总有能量损失,所以热机的效率总小于1。提高热机效率的措施:①让燃料尽量充分燃烧;②减小各种能量损失;③在使用时注意保养,减少因摩擦而消耗的额外功。

2.能源与可持续发展

能源作为过去人类文明发展作出过重大贡献的功臣,在给人类带来无限欣喜的同时,也使人类产生了深深的忧虑与困惑。在能源的利用中,既要考虑当前发展的需要,又要考虑未来发展的需要,不能以牺牲后代人的利益为代价来满足当代人的需求。 例题 一台内燃机运动时能量损耗大致为:汽缸散热损失占25%,废气带走的能量占30%,摩擦等机械损耗占10%,则它的效率为_______________。

精析:在本题中,只给出输出的无用能量占输入的总能量比例,所以要先假设内燃机 64

燃烧燃料所产生的能量为E,在计算出其输出的有用能量。

全解:这台内燃机输出的有用能量为E-E325%-E30%-E310%=E335%。 根据??输出的有用能量?100%,可得这台内燃机的效率为: 输入的总能量

??输出的有用能量35%E?100%??100%?35% 输入的总能量E

点评:热机中能量损失的途径就是题中给出的这三个方面,这些都是热机工作中不得不损耗的。 如图18-4所示为一些交通工具。⑴请写出上述交通工具所消耗的燃料名称:

大客车__________;电车___________ ;

地铁___________;蒸汽火车________;

自行车__________________________

⑵哪些交通工具会导致污染问题?

并说明是什么样的污染。 图18-4

一、填空题

1.人类在利用能源时给自己带来了极大的便利,也给自己造成了不少的麻烦。总的来说表现为对 造成影响,具体说的是___________污染和_________效应。

2.农作物的秸杆是一种宝贵的资源,但不少农民在收割后为了方便,在农田里大量焚烧。请你指出大量焚烧秸杆的害处(举出两条):

⑴________________________________;⑵____________________________________。

二、选择题

3.目前工厂生产中所用的节能措施中,你认为错误的是 ( )

A.增加热电机组 B.改造工业锅炉

C.沟汰能耗大的机器 D.生产电子高效节能灯

4.如图18-5为内燃机的能流图,则内燃机的效率可表示为 ( )

E+E+E+EA.η= 3100% E

E+E+EC.η3100% E

EB.η= 3100% EED.η= 3100%

E图18-5

其中,“额定功率”是指柴油机正常工作时对外做功的功率:“燃油消耗率”是指柴油机正常工作时,每输出1kW2h的能量,柴油机所消耗柴油的质量。已知柴油的热值为3.33107J/kg,水的比热容为4.23103J/(kg2℃),则:

⑴若柴油机的水箱中贮有10kg冷却水,当水的温度由20℃上升到40℃时,这些水吸 65

收的热量是___________J。

(2)已知柴油机效率η= Q 3100%(式中W为柴油机在某时间内对外所做的功,Q为它在这段时间内所消耗的柴油完全燃料所产生的热量),则该柴油机正常工作时的效率约为_______________。

W “兴登堡号”飞艇事故

在20世纪初,人们普遍乘坐飞艇来欧洲与美国。那时的飞艇充满氢气,因为氢气是最轻的气体,故可以使飞艇浮在空中。不过,氢气具有高度易燃性,是一种极危险的气体。1937年5月6日,世界上最大的飞艇“兴登堡号”飞艇从德国飞抵美国的新泽西州,准备在莱克赫斯特的碇泊塔降落,飞艇突然起火,据文献记载,大火是由大气中的静电点燃外泄的氢气而引起的,许多乘客被火焰吞没,36人不幸罹难。现在的飞艇已改用氦气,氦气是第二轻的气体,与氢气不同,氦气不能燃料,因此较为安全。

本章单元检测

一、选择题

1.下列有关能量和能源的叙述,正确的是 ( )

A.因为宇宙间的总能量是守恒的,所以不存在能源危机问题

B.核能发电是利用原子核消失后,完全转换成可用的能量

C.核原料有强烈的放射性,但在反应器中使用后成为核废料,核废料没有放射性

D.日常生活中观察到物体的机械能若有减少,通常以热能的形式逸散为主

2.在核电站中,能量发生转化,转化为电能的过程是 ( )

A.核能——机械能——电能 B.核能——水的内能——机械能——电能

C.核能——电能 D.核能——水的内能——电能

3.永久性地解决人类对能源需求的根本方法是 ( )

A.充分利用地球上的化石燃料资源 B.改进工艺,提高能源利用率

C.依靠科学技术进步,不断开发新能源 D.尽可能少用能源

4.关于核能的获得,下列说法中不正确的是 ( )

A.核反应堆是原子核裂变时,在极短时间内释放出大量核能的装置

B.当原子核内部发生变化时会释放出巨大的能量,核裂变和核聚变是获得核能的两种方式

C.核电站是使核能转化为内能,再通过汽轮发电机转化为电能的装置

D.在核电站的反应堆中发生的是可控核裂变

5.关于太阳能,下列说法中错误的是 ( )

A.太阳能十分巨大,供应时间长久,目前太阳能的转换率也很高

B.太阳内部不停地进行核聚变,以电磁波的形式向外辐射核能

C.太阳能分布广阔,获取方便,即无需挖掘开采,也无需运输

D.太阳能安全、清洁,开发利用太阳能不会给环境带来污染

66

6.下列物质都属于新能源的是 ( )

A.电能、水能、风能 B.太阳能、地热能、核能

C.液化气、沼气、酒精 D.石油、天然气、煤

二、填空题

7.根据能源的不同特征,可以有不同的分类。如、为一次能源,而____________就称为二次能源;又如 、 、 ____称为可再生能源,而___________则称为不可再生能源。

8.各种形式的能量在一定的条件下可以相互转化。水电站里的水轮机带动发电机发

电,___________转化为___________;电动机带动机器转动,_________能转化为 能;植物吸收太阳光进行光合作用,__________能转化为__________能;燃料燃烧时,燃料的___________能转化为____________能。

9.在电路中,电源是提供电能的装置。其实,电源的电能也是由别的能量转化而来

的。例如火力发电厂把燃料的____________能转化为_________能,再由机械能转化为电能;太阳能电池是将____________能转化为电能。

10.用电器工作时消耗电能。所谓“消耗”电能的实质是:电流通过用电器做功,把

_____能转化成了________能。请参照下面的示例,写出另外一些你所知道的例子。

示例:电流通过电灯做功,把电能转化成了光能。

(1)_________________________________;(2)____________________________。

三、设计与探究题

11.如图18-6所示为一种新的能源。(1)这种新能源的名称是

_____________________;(2)为什么我们把冷水泵入岩层后,再抽出来会

是蒸气?

(3)这些能源可用来发电,试写出发电时,能量

转化的流程。

图18-6

12.如图18-7所示,人类登上月球已经成为现实,这是宇航员操纵着驱动车在月球上

行走的示意图。

(1)你猜想第一个登上月球的车是用________能来驱动的。

(2)你猜想的依据是

图18–7 四、计算题

13.有一款太阳能热水器,铭牌上的部分参数如下表所示,将它安装在阳光充足的平

67

⑴)2.83106J,若该热

水器接收太阳能的有效面积为1.5m2,每天日照时间按8h计算,则它一天中接收的太阳能约为多少?若这些太阳能有60%被水吸收,则可使水温升高多少?[c水=4.23103J/(kg2℃)]

⑵若该热水器一天中接收的太阳能由燃烧煤气来获得,则需要安全燃烧多少千克煤气

(热值q煤气=4.23107J/kg)

⑶请你:①从能源和可持续发展的角度,说出提倡开发、利用太阳能的两个主要理由;

②说出当前在利用太阳能方面所面临的某一主要困难(可从自然因素或技术因素等方面思考)

阶段性自我检测(二)

一、填空题

1.我们生活在一个充满信息的世界里,通俗的讲,信息就是各种事物发出的有意义

的 ,其中包含的内容越多,信息量也就越大。 、 和

2.化石能源是埋在地下的__________,经过漫长的地质年代形成的。社会的进步,

人类的发展离不开能源,我们目前使用的___________、___________和__________都属于化石能源。

3.一般情况下,人们使用各种能量转换装置时,它的效率都__________(选填“大于”、

“小于”或“等于”)1。这说明能量的转化是有的;热量总是从高温物体向低温物体传递,这说明能量的转移也是___________的。

4.波是在传播性变化的形态。把波源偏离平衡位置的最大

距离叫 ,用字母 表示,其单位是 ,它反映了波源振动的 。

5.干电池工作时把能。给蓄电池充电时把转化为 能。

6.电磁波有这样几个特性:⑴电磁波可以在中传播;⑵电磁波容易被 屏蔽;⑶电磁波也会产生 污染。

7.电磁波传播的速度比声音传播的速度电磁波在真空中传播的速度为 m/s。 8.现代“信息高速公路”是通信和通信等高速、大容量信

68

息传输通道的俗称。前者是通过 实现的,当前已成为国际通信的主要手段;后者是通过 实现的。

9.可以释放核能的核反应有轻原子核的目前人类能够有控制地使用核能,主要是利用原子核的 变。

10.利用能量的过程是把一种形式的能量或者是把能量从一个物体 到另外一个物体。利用太阳灶烧水是利用能的 ,利用电水壶烧是能的 。

11.太阳能够不断地释放能量是由于在太阳内部原子核在超高温的条件下发生_____________。

12.各种形式的能之间可以在一定条件下相互转化,请按表中示例完成表格。

13.柴油的热值是3.3×10J/kg,酒精的热值是3.0×10J/kg。完全燃烧相同质量的柴油和酒精,放出热量较多的是 。放出6.6×108J的热量,需要完全燃烧柴油和酒精的质量分别是 kg、 kg。从环境保护的角度,较为“清洁”的燃料是 。

14.新能源和生态环保,是本世纪关注的两大热点,而太阳是一个巨大的能源,取之不尽,用之不竭,并且直接利用太阳能不会造成环境污染。二年来,我国太阳能产业发展十分迅速,如太阳能电池就是把太阳能直接转化为__________能,供飞船使用。

二、单项选择题

15.下列能源中不属于一次能源的是 ( )

A.石油 B.天然气 C.柴油 D.风能

16.以下现象中不能产生电磁波的是 ( )

A.闭合和断开灯的开关的瞬间 B.电冰箱启动和停机时

C.电铃工作发声时 D.用铁锤敲击铁棒时

17.对于波长为300m的电磁波,以下分析正确的是 ( )

A. 它的传播速度总是3×108m/s B.它的频率是106Hz

C. 它在水中传播的波长仍为300m D. 它在水中传播时的频率大于106Hz

18.下列说法正确的是 ( )

A.频率越高的电磁波传播速度越大

B.波长越短的电磁波传播速度越大

C.频率越高的电磁波,波长越短

D.波长不同的电磁波,频率不同,因此速度不同

19.无线电通讯是利用 ( )

A.电流传输信号的 B.振荡电流传输信号的

C.电磁波传输信号的 D.空气传播信号的

69

20.无线电波和光波传播的主要区别在于无线电波 ( )

A.不能反射 B.不能通过真空

C.传播速度低于光速 D.具有较长的波长

21.下列不属于传播信息工具的是 ( )

A.竹简 B.烽火台 C.磁盘 D.空气

22.下列说法中正确的是 ( )

A.没有通过传播的信息也有意义

B.在卫星通讯中,只要4颗互成90°角的卫星,就可以覆盖几乎整个地球

C.按照通讯信号来划分,现代通信可分为数字通信与模拟通信

D.电磁波只能在真空中传播

23.下列单位中不属于频率单位的是 ( )

A.Hz B.m C.kMz D.MHz

24.对能源的分类有不同的方法,有一种分类方法是将能源分为三类:第一类能源来自地球以外,第二类能源来自地球内部,第三类能源来自地球和其他天体的相互作用,人们已经利用的太阳能和核燃料分别属于 ( )

A.太阳能是第一类能源,核燃料是第二类能源

B.太阳能是第二类能源,核燃料是第三类能源

C.太阳能是第二类能源,核燃料是第一类能源

D.太阳能是第一类能源,核燃料是第三类能源

25.目前世界各国的核电站中进行的核反应是 ( )

A.原子核的聚变 B.热核反应

C.受控链式反应 D.剧烈的裂变反应

26.下列对太阳能的直接转化,下列说法中错误的是 ( )

A.用太阳灶将太阳能转化为内能

B.用硅光电池将太阳能转化为电能

C.用光合作用将太阳能转化为化学能

D.上述情况转化都不能直接发生

27.提高能量的利用效率,除了不随便浪费能源外,主要还需改进应用能源的技术,下列措施不可行的是 ( )

A.让燃料充分燃烧 B.采用保温隔热措施,减少热量的散失

C.充分利用余热和减少有害摩擦 D.增加能量的转化环节

28.放射性现象揭示了 ( )

A.原子有内部结构,可以再分 B.原子核有内部结构,可以再分

C.原子核有质子和中子组成 D.原子核内存在电子

三、实验探究题

29.请你设计一个实验,来探究下列问题,要求写出实验所需的器材、实验方法及看到的现象。

⑴电磁波能否被金属屏蔽?

70

⑵电磁波是否存在?

30.请你设计一个简单试验, 探究太阳能对植物生长产生的作用.

四、解答题

31. 人类在使用能源的过程中,可以引起城市中的热岛效应,请你举出两个实例。

-32.有一架雷达搜寻目标,经2.4×104s收到了回波,则这个目标距离雷达多远?

33.水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),加热5kg的水,从30℃直至沸腾,水共吸收多少热量?如果烧水的效率为10%,天然气的热值是8×107J/m3,那么加热这些水共需要燃烧多少立方米的天然气?

34. 如图所示,人类获得热能主要是通过化石能源的燃烧,但在消耗化石能源的同时,也给环境带来了一些问题,如废气对大气污染,废渣对土壤污染,渗漏的石油造成水污染等。那我们是不是立即停止使用化石能源呢?说说你的看法。

大气污染 水污染

71

本册综合测试

一、填空题

1.现代社会中,信息的传递非常重要,电磁波在信息的传递中扮演了非常重要的角色。请你举出两种利用电磁波传递信息的工具: 、 。

3.雷达是利用_____ ____测定物体位置的无线电设备。电磁波如果遇到尺寸明显大于电磁波波长的障碍物就要发生反射,雷达就是利用电磁波的这个特性工作的.波长越短的电磁波,传播的直线性越好,反射性能越强,因此雷达使用的电磁波是__________(选填“长波”、“短波”或“微波”).利用雷达可以探测飞机、舰艇、导弹等军用目标,还可以用来为飞机、船只导航.

4.现代电信网络主要靠微波通信、 、 通信三种方式。人们通过计算机进入 这个信息高速公路,在全球范围内使信息得到高速共享。

5.我国现有的发电方式主要有火力发电、水力发电、核能发电和风力发电等,请你以其中一种(核能发电方式除外)为例,说明该发电方式的能量传递和转化过程。(例如电能)

6.当前,能源问题已引起世界各国的高度重视,21世纪核能将成为世界的主要能源之一。我国现已成为第二能源消耗大国,并正在大力开发利用核能,那么,在世界和平利用核能的过程中,人类利用的是原子核 变时释放的能量。

7.当某导体两端加3V电压时,测得通过它的电流为0.3A,则该导体的电阻为 Ω,在10s内电流做功 。

8.某台电饭锅说明书中所列主要数据如下表。

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(1)这台电饭锅在额定电压下使用,通过的电流是________A。

(2)电饭锅正常工作15min消耗的电能是________kw2h,产生的热量是________J。

9.阅读下面有关手机的材料,并回答问题。

手机是部集成度很高的微型高精密接收和发射高频电磁波的机器,它大致可分为五个部分:听筒、话筒、控制模组、天线及电源。采用双向异频率双工制,即接收和发射用不同频率的调频电磁波。根据国家计量标准局和有关方面的规定,某机发射频率890.0125MHz,接收频率为935.0125MHz,双频间隔为45MHz。用户在某个交换局的业务服务区购机,并配定使用频率和编码后,就成为该局的原登记用户,如果进入其他移动交换局的业务区内通话,称为漫游。

(1)当对着话筒讲话时,手机天线作为 (选填“发射”或“接收”)天线使用;当用听筒听对方讲话时,手机天线是作为________(选填“发射”或“接收”)天线使用。

(2)用一交换局业务服务区的另—部手机,_________(填“能”或“不能”)用890.0125MHz的发射频率。

(3)在飞行的飞机上不能使用手机的原因是: 。

二、选择题

10. 电话的听筒主要应用电流的下列哪种效应工作 ( )

A.热效应 B.磁效应

C.化学效应 D.热效应和化学效应

11.关于电磁波,下列说法错误的是 ( )

A.当导体中有电流时,在它周围的空间就会产生电磁波

B.电磁波虽然摸不着、看不见,但它是客观存在的

C.当导体中有迅速变化的电流时,在它周围的空间就会产生电磁波

D.电磁波能在空气中传播,也能在真空中也能传播

12.我们使用收音机来选台或换台时,常要旋动收音机上的某个旋钮,这实际上是调

节( )

A.电压 B.电流

C.波速 D.频率

13. 我国自行研制的“神丹号”系列飞船发射后并安全返回,在飞船飞行过程中,测控部门在国内外布设置了由13个地面测控站、测控船组成的庞大测控网,对它进行连续跟踪和测控。跟踪和测控利用

了 ( )

A. 超声波 B. 次声波

C. 无线电波 D. X射线

73

14.电冰箱、洗衣机等家用电器都用三孔插座,其中有一孔接地线,这是为了( )

A. 节约电能 B. 确保家用电器能工作

C. 延长家用电器使用寿命 D. 避免因家用电器漏电而发生触电事故

15.闭合室内照明电路开关,发现灯泡不亮,但灯座完好,用测电笔测试灯座两接线柱,发现测电笔氖管发光,由此可以判断 ( )

A.火线断路 B.零线断路

C.灯泡灯丝断了 D.A和B都有可能

16. 图中是小明同学用伏安法测定灯泡电阻的电路图,当他闭合开关S时,发现电流表的示数为零,而电压表的示数不为零,出现这种故障的原因可能是 ( )

A.灯泡L短路

B.开关S接触不良

C.灯泡L断路

D.变阻器R断路

17.关于能量转化说法正确的是 ( )

A.砂轮磨刀有内能转化为动能

B.陨石进入大气层成为流星时内能转化为机械能

C.壶中水沸腾时壶盖跳动是水的动能转化为壶的动能

D.给自行车打气气筒发热机械能转化为内能

18.下列说法正确的是 ( )

A.导体在磁场中运动能产生感应电流

B.电动机是消耗了机械能得到电能

C.发电机将贮存的化学能转化成电能

D.换向器能改变线圈中的电流方向

19.《深圳商报》2004年3月11日报道:近日一种新型太阳能公共卫生间落户北京东郊民巷,该卫生间的能源全部由位于顶部的太阳能电池板提供,它还能将多余的能量储存在蓄电池里。这种能量转化和储存的方式是 ( )

A. 太阳能转化为内能,再转化为电能

B.太阳能转化为电能,再转化为化学能

C. 太阳能转化为内能,再转化为化学能

D.大阳能转化为电能.再转化为光能

三、实验探究题

20.下面是某同学拟出的一份实验报告:

实验报告 实验项目

实验目的:测定小灯泡的功率(所用灯泡的额定电压为2.5 V) 实验原理及电路图:P=UI

实验步骤:(1)按照电路图连接电路,调节滑动变阻器R,使电路中的电阻较大;

(2)接通开关S,读出在不同情况下电流表和电压表的示数;

74

(3)根据测量的电压,电流的不同值计算出小灯泡的功率。

实验记录:

实验讨论:略。

试回答下列问题:

(1)本实验报告不够完整,其缺少的基本实验项目是:

① _,②_____________________。

(2)在“实验记录”中,如果该同学对实验现象的观察和数据的记录都正确,请你指出他设计的实验记录表格中的错误是_____________________。

(3)滑动变阻器在实验中所起到的作用是:

① ,②_____________________。

(4)假如该同学实验时,刚一“试触”,就发现电流表指针迅速摆到最大刻度,其原因可能是:①__________________________,②____________________________。

四、解答题

21.有一只灯炮,标有“6V,6W”的字样,现只有电压为8V的电源。

⑴要使灯炮正常工作,需要在电路中串联一个多大电阻?这只电阻的电功率是多少? ⑵若灯炮正常工作6分钟,那么这段时间内电路消耗的总功是多少?

722.一加满水的太阳能热水器(有关参数见下表),在阳光下水吸收了1.68310J的

3热量。[c水=4.2310J/(kg2℃)]

⑴则这些水的温度将从20℃升高到多少?

⑵若这些热量全由辅助加热系统提供,需通电多少时间?

75

23.每个家庭都需要照明灯泡,目前市场上既有白炽灯,又有电子节能灯,究竟选哪

一种好呢?某中学“STS”课外活动小组的同学就这个问题进行了调查,了解到在正常工

作时,25 W的白炽灯与5 W的电子节能灯、45 W的白炽灯与9 W的电子节能灯、60 W的

白炽灯与11 W的电子节能灯的发光效果相当,他们选择其中的一组进行研究,收集了有

根据上表数据,通过计算,说明你将做怎样的选择。(要求写出所依据的物理原理和

必要的说明)

中考模拟练习(一)

一、选择题(本大题共15小题,每小题2分,共30分。每小题给出的四个选项中只有一

个符合题意)

1.以下自然现象形成过程中,需要吸热的是 ( )

A.春天到了,冰雪消融 B.初夏,林中白雾弥漫

C.清晨,草叶上露珠品莹 D.深秋,果实上挂满了白霜

2.宋代文学家范仲淹在脍炙人口的不朽名篇《岳阳楼记》中写道:“皓月千里,浮光跃金,

静影沉璧”,文中 ( )

A.“皓月”是人造光源 B.“皓月”是自然光源

C.“静影沉璧”是反射形成的虚像 D.“静影沉璧”是折射形成的虚像

3.园艺师傅使用如图所示的剪刀修剪树枝时,常把树枝尽量往剪刀轴O靠近,这样做的

目的是为了 ( )

A.增大阻力臂,减小动力移动的距离

B.减小动力臂,减小动力移动的距离

C.增大动力臂,省力

D.减小阻力臂,省力

4.在农村的许多地方,过春节人们喜爱放鞭炮。下面是四位同学对这件事的观点,你觉

得最妥当的是 ( )

A.放鞭炮能增加节日的喜庆气氛,鞭炮声不能算作噪声

B.放鞭炮没有任何好处

76

C.放鞭炮可以烘托节日气氛,但它会产生噪声、空气污染等问题

D.只要用收录机播放鞭炮的录音,就不存在噪声污染问题了

5.在颐和园的昆明湖上,小红同学坐在航行的游艇内,若说她是静止的,则所选择的参

照物是 ( )

A.湖岸 B.游艇

C.湖水 D.岸边的树

6.如图所示的电路中,电源电压不变,闭合电键L,电路正常工作。过了一会儿,两电表示数都变大,则该电路中出现的故障可能是

( ) A.灯L短路

B.灯L断路

C.电阻R断路

D.电阻R短

7.下表是一些物质的凝固点和沸点。根据下表,在我国各个地区都能测量气温的温度计是

( )

A.酒精温度计

B.乙醚温度计

C.水温度计

D.水银温度计

8.下列有关学习时的发现,其中有问题的一项是 ( )

A. 圆珠笔和纸面之间的摩擦是滚动摩擦

B. 把铅笔盒放在水平桌面上时,桌子所受的重力和地面对桌子的支持力是一对平衡力

C. 钢尺、铅笔芯是导体,橡皮、塑料三角板是绝缘体

D. 铅笔盒放在水平桌面上时,水平方向不受力的作用

9.下列措施中目的与其他不同的是 ( )

A.将家用的菜刀磨的锋利一些 B. 在铁轨下面铺枕木

C.书包带做的宽一些 D. 载重汽车要安装很多车轮

10.以下说法中符合实际的是 ( )

A.人的体温通常是38.5℃

B.空中闪电发出的光传到地面的时间约为1s

C.一个普通家用白炽灯正常工作时的电流约为1A

D.一名初中学生站立时对地面的压强约为104Pa

11.如图所示的是A、B两种物质的质量m与体积V的关系图像。由图像可知,A、B两

种物质的密度ρA、ρB和水的密关系是 ( ) A.ρB>ρ水>ρA B.ρB>ρA>ρ水 V/cm3

77

C.ρA>ρ水>ρB

D.ρ水>ρA>ρB

12.下列事例中,不是应用大气压的是 ( )

A.用吸管吸饮料 B.用抽水机抽水

C.用胶头滴管吸取化学液 D.将注射器针管中的药液注入人体

13.在下图的四个实验装置中,能说明发电机工作原理的是 ( )

14.在探究电阻与物体的长度、材料、横截面积三个因素的关系时,我们先使其中两个因

素保持不变,再去研究电阻与另一个因素的关系,从而使问题简单化。这在物理学上叫做“控制变量法”。在下列研究实例中,没有采用“控制变量法”的是 ( )

A.探究电流跟电压、电阻的关系

B.探究电流产生的热量与什么因素有关

C.探究杠杆的平衡条件

D.探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关

15.一次实验中,郝奇同学连接了如图所示的电路,电源电压为6V且保持不变,电阻R1=8

Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω。他所选用的电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。为了保证电路安全,实验中滑动变阻器接入电路的阻值范围是( )

A.0~2Ω B.0~8Ω

C.2Ω~8Ω D.8Ω~10Ω

二、填空题(本大题共8小题,每空1.5分,共24分)

16.“神舟五号”载人飞船在震天的轰鸣中腾空而起,飞向太空。完成任务后。准确降落在预定地区。返回舱进入大气层一段时间后,由于受到空气阻力做匀速运动。在返回舱匀速下降过程中,机械能 ,内能 。

17.电烙铁是电器修理中的重要工具,使用中它把电能转化成能;在熔化焊锡时,它是通过 方式使焊锡升温的。

18.雷达是重要的军事装备。如图所示,若雷达向飞机发出

-的微波从发射到反射回来的时间为52μs(1μs=106s),

微波的传播速度等于真空中的光速,则微波的传播速度

大小为 m/s,此时飞机与雷达的距离为

______________m。

78

19.如图为水位报警装置原理图,其中A、B为两个金属杆。

当水位达到或超过警戒线时,绿灯、红灯和电铃的 工作状态分别是 。

20.能源的开发和利用都有积极和消极的因素,仔细阅读下面的表格,并将其中空白只补

充一个因素。

21.资料表明:人体出汗或潮湿时的电阻200—800Ω;人体中的

电流超过30mA时,将会有生命危险。若某人潮湿时电阻为

500Ω,则当他接触照明电路时,通过他的电流为mA,

请给右图配上解说词: 。

22.如图所示电路,电源电压保持不变,开关S闭合后,将滑动

变阻器滑片P向右端滑动时,电压表V1读数 , 电流表的读数 。(分别选填“增大”、“减少”或

“不变”)

23.阅读下列短文,完成文后问题。

大厅里的雪花

1779年,一个寒冷的夜晚,俄国首都彼得堡市中心的一个大厅里灯火辉煌,六千支燃烧着的巨型蜡烛,把厅里的舞会气氛烘托得热气腾腾。在悠扬的乐曲声中,夫人小姐、名流雅士拥满大厅,翩翩起舞,有的人还在冒着汗水。正在大家跳得如痴如狂的时候,一位小姐突然晕倒,旁边的人不知所措。有人喊道:“快打开窗户。”打开窗户后,刺骨的寒风涌入大厅,突然出现了奇怪的现象:大厅里竟然飘起了雪花,纷纷扬扬落到人们的头发和衣服上。在场的人无不目瞪口呆,面面相觑。就在这时,一位先生迅速把这位小姐搀扶到门口,并把发生的现象向大家作了科学解释。

⑴大厅里出现雪花的原因是 ;

⑵舞会上小姐晕到的原因是 ;

⑶读过此文后,你对物理与生活、物理与自然的认识是 。

三、作图和实验题(本大题共5小题,每空或每图1.5分,共24分)

24.⑴请在图中画出力F1、F2的力臂,并标明L1、L

2。

79

⑵如图,一束光线从空气斜射向水面,请在图中画出这束光的反射光线和折射光线 25.请在图中画出使用滑轮组时最省力的绳子绕法。

26.某同学探究平面镜成像时,将一块玻璃板竖直架在一把直尺的上面,再取两段等长的

蜡烛A和B一前一后竖放在直尺上,点燃玻璃板前的蜡烛A, 用眼睛进行观察,如图所示。在此实验中:

(1)直尺的作用是便于比较物与像的______________关系; (2)两段等长的蜡烛是为了比较______________关系;

(3)移去蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,则光屏上______

接收到蜡烛A的烛焰的像(填“能”或“不能”).这说明平面 镜成的是_______像。 27.小王同学想探究影响导体电阻大小的有关因素,他猜想电阻的大小可能与导体的长度

和横截面积有关。为此,小王找来了同种材料制成的各种长度和横截面积的金属线,

(1) 分析数据可以得出结论:

在横截面积相同的情况下,电阻R与长度L的定量关系为: ; 在长度相同的情况下,电阻R与横截面积S的定量关系为:___________ 。. (2) 现有上述材料制成的一根金属线,它的长度为100cm、横截面积为5.0 mm2 ,则它的阻值为 Ω。

28.胡敏同学在做《测定小灯泡(额定电压2.5V)的功率》的实验时,如图是他最初连接

的实验电路。

⑴此电路有3处是错误的,这三处错误分别是:

① ; ② ; ③ 。

80

(2)后来,他在老师的指导下正确地连接电路,请你将正确的电路图画在图 (a)的虚线方框里。

(3)他用正确的电路进行实验,当电压表的示数达到小灯泡的额定电压2.5V时,电流表的接线情况和指针位置如图 (b)所示,测出小灯泡的额定功率是________W。

(4)调节滑动变阻器的滑片,使伏特表的示数为2V时,小灯泡的实际功率是________W。(不考虑小灯泡电阻的变化)

四、解答题(本大题共3小题,第29、30题每题6分,第31题10分,共22分。要求写

出必要的文字说明、公式和演算过程)

29.如图所示,两个演员在做杂技“顶竿”表演,顶竿者的肩膀上竖立着一根直竹竿,竹竿的上端有一位重300N的小演员。请问:

(1)当小演员沿竿竖直下滑2m,则重力对他做了多少功?

(2)当小演员静止在竿上时,若顶竿者肩部的受力面积是20cm2,

不计竹竿的重,则顶竿者肩部受到的压强是多少?

30.小明家屋顶上有一台太阳能热水器,水箱容量为120L。

⑴假如热水器接收到的太阳能有50%转化为水的内能,则使一箱水从20℃升高到70℃,需要接收太阳能为多少?

⑵如果用2000W的电加热器加热,同样使这箱水温度从20℃升高到70℃,需加热几小时(设电加热器产生的热量全部被水吸收)?

81

31.饮水机是一种常用的家用电器,其加热水槽部分工作原理电路图如图所示,其中S是

一个温控开关,R1为电加热管。当饮水机处于加热状态时,水被迅速加热,达到预定温度时,S自动切换到另一处于保温状态。请回答下列问题:

(1)A、B是两种不同颜色的指示灯。如果用红色表示正在对水加热,黄色表示保温,请标明指示灯的颜色,应该是A为 色,B为 色。

(2)若饮水机加热时总功率为550W,而保温时总功率为88W,求电阻R2的阻值(不考虑温度对阻值的影响,且不计指示灯的阻值)。

(3)若加热水槽储水1.0kg,将其从初温20℃加热到100℃,不计热量损失,试计算出加热需要多少时间?

中考模拟练习(二)

一、选择题(本大题共15小题,每小题2分,共30分。每小题给出的四个选项中只有一

个符合题意)

1.下列有关天气现象及其成因的说法中错误的是 ( )

A.大雾是水蒸气液化形成的

B.露水是水蒸气蒸发太多造成的

C.霜是地面的水蒸气凝华形成的

D.高空中的水蒸气凝华是形成雪花的原因之一

2.如图所示,下面四幅图中,分别表示近视眼成像情况及矫正做法,正确的是 ( )

① ② ③ ④

A.②、① B.③、① C.②、④ D.③、④

3.发生灾难时,困在废墟中的人向外求救,一种好的方法是通过敲击铁管来向外求救,这主要是利用了铁管能 ( )

A.传声 B.传热 C. 导电 D. 通风

4.2006年5月24日起,北京地区97#汽油的价格涨至5.02元/公升,能源的日益紧张已影响了人们的日常生活。则下列做法不应提倡的是 ....

A.出行时尽量使用自行车

B.大力开发太阳能、水能

C.节约用水、用电、用气

D.电脑整天处于待机状态

5.下列说法中正确的是 ( )

82

A.家庭电路中的熔丝熔断,一定是发生了短路

B.有金属外壳的家用电器,一定要插在三孔插座上

C.家用电能表上的示数显示了家庭用电的总功率

D.电扇工作时,消耗的电能全部转化为机械能

6.下列说法中正确的是 ( )

A.电动机的发明,实现了机械能向电能的大规模转化

B.发电机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的

C.奥斯特实验说明利用磁场可以产生电流

D.电铃是利用电流的磁效应来工作的

7.下面是某同学“物理学习笔记”中的摘录,其中错误的是 ( )

A.做功和热传递在改变物体的内能上是等效的

B.扩散现象表明物体的分子在不停地做无规则运动

C.物体的内能的大小只与物体的温度有关

D.分子间相互作用的引力和斥力是同时存在的

8.下列研究物理问题所用的方法不同的是 (

A.磁场看不见、摸不着,可以用它对小磁针的作用来研究

B.电流看不见、摸不着,可以通过电灯发光来研究

C.空气看不见、摸不着,可以利用风吹草动来研究

D.无线电波看不见、摸不着,可以通过水波来研究

9.下列说法中错误的是

A.跳伞运动员在空中匀速降落时,机械能保持不变

B.作匀速直线运动的物体,其速度与运动路程和运动时间无关

C.茶壶盖上都留有小孔,与大气压有关

D.速度小的物体,所受的力不一定小

10.几位同学在一起讨论如何认识力和表示力的问题,其中错误的是

A.力是物体间的相互作用,力有大小、方向、作用点

B.可以用一个图形直观地表示出力的三要素

C.力是看不见、摸不着的,但可以通过分析它产生的效果来认识它

D.力是看不见摸不着的,是不能够认识的

11.下列估测中最接近生活实际的是

A. 一只苹果的质量约为1kg

B.一本物理课本对水平桌面的压强约为80Pa

C. 家用白炽灯的功率约为2kW

D.一支新中华2B铅笔的长度约为40cm

12.高处不胜寒”,意指山越高气温越低,对其成因的解释错误的是

A.高山的森林茂密,岩石多,比热容大,温度变化较小

B.高山的空气比平地稀薄干净透明,吸收太阳热量少

C.高山的风速大,加速山上水分蒸发,带走大量热量

D.热空气因膨胀上升,膨胀对外做功,山上内能减少

13.下图所示的工具中,使用时属于费力杠杆的是

83 ) ( ) ( ) ( ) ( ) ) (

14.如图所示的电路,电源电压不变,闭合开关S1、S2,两灯都发光,当把开关S2断开时,灯泡L1的亮度及电流表示数变化的情况是

A、L1变亮,电流表示数变小 B.L1亮度不变,电流表示数变小 C.L1变亮,电流表示数不变 D.L1亮度不变,电流表示数不变

15.如图所示,将两只额定电压相同的灯泡L1、L2串联在电路中,闭合开关S后,发现L1亮,L2不亮。对此有下列几种猜想,其中可能的是

( ) ① L2灯丝断了,灯座未短路

② 灯泡L2的电阻太小

③ 灯泡L2两端电压较大

④ 通过灯泡L1、L2电流不等

⑤ 灯泡L2的灯座被短路

⑥ 灯泡L1、L2的额定功率不同

A.① B.①③⑥ C.③④ D.②⑤⑥

二、填空题(本大题共8小题,每空1.5分,共25)

16.汽车急刹车时,车轮停止转动,但由于汽车还要向前运动使得车轮在地面

上摩擦,轮胎表面温度急剧升高产生冒烟现象,并在地面上留下黑色痕迹,上述过程中发生了机械能向 能转化。

17.一个身高为1.8m的人站在平面镜前3m处,此时他与自己的像之间的距离为。

若把镜子放到他原来像的位置,则他像的大小将 。(选填“变大”、“变小”或“不变”)

18.小明手中有一只白炽灯泡,上面标有“220V 100W”字样,说明这只灯泡正常发光时的

电阻大小为_______Ω;当通过它的电流大小为0.2A时,它消耗的实际电功率大小为 。

19.一台功率为40kW的抽水机,机械效率为60%,如果能把河水抽到5m高处,则每小

时抽水机做功__________J,抽水的质量为_________kg。(g=10N/kg)

20.写出与下列现象相关的物理知识:

⑴家庭电路中零线、火线相接触引起火灾 ;

⑵新交通法规定汽车司机驾车时要系好安全带 _____________。

21.如图(a)所示,在玻璃杯中装满水,杯内水的深度

为10cm,则水对杯底的压强为___________Pa。若再

用一塑料薄片盖住杯口,然后用手按住塑料片将玻璃

杯悬空倒置,如图(b)所示,放开按住塑料片的手后,

由于____________的存在,杯内水不会落下。 (a) (b)

84

22.用手将一重为6N的物体全部压入水中,物体排开的水

重为10N,此时物体受到的浮力为 N;放手

后物体将上浮,待物体静止时所受浮力为 N。

23.随着生活水平的提高,一些高科技成果已逐步走入人们的生活。如图是一种太阳能路

灯。

⑴你能从它的相关说明中获得哪些信息?(写出一条即可)

⑵该灯工作的实质,是将太阳能最终转化为 。 ..

三、作图和实验题(本大题共5小题,每空或每图1.5分,共24分)

24.用力的示意图画出A的重力G和A对斜面的压力F。

25.请根据平面镜成像特点在图中画出物体AB在平面镜中的像A′B′。

26.图中为某同学利用小铁钉研究通电螺线管磁性强弱的实验过程,请仔细观察图中的装

置和实验现象,然后归纳得出初步结论。

(1)比较(a)、(b)两图可知:____________________________________________;

(2)比较(b)、(c)两图可知:____________________________________________。

(a)铁钉被吸引 (b)铁钉静止不动

(c)铁钉重新被吸引

27.某同学为了探究浮力的大小与哪些因素有关,做了以下几个实验。他首先用弹簧测力

计测得某一金属块的重为3.8N,测得相同体积的石块的重为1.1N,然后完成了以下 85

步骤:

实验1:把金属块挂在弹簧测力计下,浸没在水中的不同深度处,观察到弹簧测力计

的示数始终是3.3N;

实验2:把金属块浸入水中一部分,观察到弹簧测力计的示数是3.6N;

实验3:把金属块浸没在硫酸铜溶液中,观察到弹簧测力计的示数是3.1N(ρ硫酸铜>ρ水); 实验4:把石块浸没在水中,观察到弹簧测力计的示数是0.6N。

分析上述实验结果,可以得到初步结论:

⑴根据“实验1”可知,浮力的大小与浸没在液体中的___________无关;

⑵根据“实验1、3”可知,浮力的大小与____________有关;

⑶根据“实验________”可知,浸没在液体中的物体所受浮力与物体本身的密度无关; ⑷根据“实验________”可知,浮力的大小与排开液体的体积有关。

28.测量额定电压为2.5V的小灯泡额定功率时,已经连好部分电路。

⑴请在图中,把余下部分的电路连接好。

V

A

⑵小明把电路连接正确后,闭合开关测量了三组不同的电压与电流的数值,其中两次 已填在下表中,第一次实验的电压、电流如图所示,请把观测到的电压与电流数值填

在表格中。小明通过表格数据,得知小灯泡的额定功率为_________W。

⑶小军发现小明每做一次实验,灯就会更亮一些,他想看看小灯泡最亮会有多亮,他就把滑动变阻器的滑片移向______(填左、右),结果滑片刚移了一下,小灯泡马上烧坏,灭了。小军细想之后提醒自己,以后使用用电器,要注意:_________________________。

⑷小军还记得电阻是导体的一种性质,同一小灯泡,电阻应相等。但发现上面测量小灯泡的三组电阻值并不相等,你认为原因是_________________________________。

四、解答题(本大题共3小题,第29、30题每题6分,第31题10分,共22分。要求写

出必要的文字说明、公式和演算过程)

29.夏季炎热的午后,伴随着轻柔的音乐,勤劳的环卫工人驾驶着洒水车以8km/h的速

度匀速行驶在美丽的滨江路上.若这段公路全长2km,g取10N/kg,水的密度为1.0×103kg/m3,求:

86

⑴洒水车驶过这段公路需要多少时间?

⑵若洒水车水箱容积为7 m3,洒水车水箱最多能装多少千克的水?

⑶若水在喷洒前的温度为15℃,喷洒后在路面上达到25℃,则这样一车水在喷洒前后吸收多少热量?水的比热容为4.23103J/(kg2℃)

30.某城市高架桥工程建设,为兼顾城市发展和保护历史文化遗产,需将一栋古建筑平移。在移动过程中,施工人员先在古建筑四周深挖,把古建筑连同地基挖起.然后在地基下铺设平行轨道,如图所示。再用四个推力均为835N的千斤顶同时推动古建筑沿轨道缓慢滑动50m,在新地点安放、固定、复原。若古建筑连同地基的总重量为1.53107N,铺设轨道的地面能承受的最大压强为7.53105Pa.问:

(1)为防止移动过程中轨道下陷,轨道对地面压力的作用面积至少是多大?

(2)在古建筑的整个平移过程中,四个千斤顶对古建筑做的功是多少?

(3)若使用电动机通过滑轮组移动古建筑,已知电动机对滑轮组做功的功率为80kW,滑轮组的机械效率为80%,古建筑移动的速度是多大?

31.小明在研究性学习活动中,查阅到一种热敏电阻的阻值随温度变化的规律如下表,并将该型号的热敏电阻应用于如图所示由“控制电路”和“工作电路”组成的恒温箱电路中。 “控制电路”由热敏电阻R1、电磁铁(线圈阻值R0 = 50?)、电源U1、开关等组成,当线圈中的电流大于或等于20mA时,继电器的衔铁被吸合,右边工作电路则断开;“

工 87

作电路”由工作电源U2(U2 =10V)、发热电阻R2(R2 = 5?)、导线等组成。问: ⑴工作电路工作时的电流为多大?电阻R2的发热功率为多大?

⑵若发热电阻R2需提供1.2×104J的热量,则工作电路要工作多长时间(不计热量的损失)?

参考答案 工作电路 第15章 电功和电热

15.1 电能表与电功

1. 焦耳 焦 J 2.电功 300 机械 3.略 4. 450 450 5. 158400 158400 39600 6. 21.1 11.18 7. 10 2:3 360 8. D 9. C 10. B 11. B 12. 12J 18J 30J

15.2 电功率

1. 额定电压220V 额定功率25W 0.11 1936 2. 额定电压220V 持续工作时的最大电流10A 2200 3. ⑴1.64 ⑵0.18 4. 10V 0.2 5. B 6. D 6. C 7. C

8.(1)图略 (2)A成立:0 4.5 C成立:0.45 0 9.(1)48.4W (2)121Ω 4W

10.(1)12V 12V(2)0.8W (3)7.2W

15.3 电热器 电流的热效应

1. 电热器 电饭锅 电热毯 电熨斗 2. 600 600 3. 161.3 18000 4. C

5.C 6.C 7.A 8.当电熨斗发热过多时断开开关,流过电熨斗的电流变小,发热少;当电熨斗发热不多时闭合开关,流过电熨斗的电流变大,发热多 9.(1)能 (2)电流相等 (3)电流相等时,在相同的时间内,电阻大的导体产生的热量多

15.4 家庭安全用电

1.进户线 电能表 闸刀开关 熔断器 电灯 开关 插座 地线 2. 220V 不高于36V 熔断器 3. 金属外壳带电 4.过载 2200 5.D 6.C 7.B 8.B 9.C

10.导线上有电阻,使用大功率用电器时电流较大,导线上的电压也增大,从而使电灯两端的电压变小,发光就会变暗 11.略 12.甲图:不要用湿手拨开关;乙图:不要在电线上搭凉衣服;丙图:架设电视天线时,注意不要触及电线

综合实践活动

1.电能转化为其他形式能 电热毯 电风扇 2. 0.16 2.16 3. D 4. 3.02元

本章检测

88

1.用电器消耗电能 25 2. 火 零 220 3. 1 0.64 4. 1 12 5.增大 增大 6. 220 100 110 25 暗 7.超负荷运行 短路 不高于36V 8. 0.5 1.83106 9. 18Ω 0.5 10. 变小 不变 变小 11.D 12.D 13.C 14.B 15.A 16.B

17.C 18.C 19.C 20.C 21.C 22.图略 23.(1)通电导体产生的热量与电阻大小的关系 (2) 通电导体产生的热量与电流大小的关系 (3)煤油拄上升的高度 (4)通电导体产

生的热量与电流、电阻、通电时间有关 24.⑴串联 ⑵0.8A ⑶ 4 3 ⑷1.8

25. ⑴b ⑵ 0.09A ⑶12100Ω 26.⑴0.04kW2h ⑵242V ⑶48.4Ω

第16章 电磁转换

一、磁体与磁场

1.磁性最强 南极 北极 2.同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引

3.磁极间相互作用 北 4.强 弱 5.地磁场 沈括 6.C 7.B 8.B

9.B 10.D 11.将两钢棒如右图所示放置,如果两者相互吸引则B有磁性,A无磁性;如果两者不相互吸引,则情况相反.

二、电流的磁场

1.通电直导线 a 2.在通电螺线管内插入铁芯 通断电 改变电流的大小 改变电流的方向 3.右端流进,左端流出 4.略 5.B 6.B 7.C 8.D 9.D 10.五种方法⑴利用电压表和一只大阻值电阻串联;⑵利用电流表和一只大阻值电阻串联;⑶根据电流的化学效应;⑷利用电流的磁效应(安培定则);⑸跟一只极性已知的电池串联给灯泡供电

三、磁场对电流的作用

1.电流 磁场 电流方向 2.线圈上下两过电流方向相反,受力方向相反 加换向器 电流方向 磁场方向 3.A 4.D 5.从环保节能角度讲较好

四、安装直流电动机模型

1.大小 转速 转动方向 2.C 3.B 4.D 5.逐个排除法

五、电磁感应 发电机

1.左右摆动 电磁感应 机械 电 2.电磁感应现象 机械能转化为电能 3.B 4.C

5.A 6.D 7.D 8.当线圈平面和磁感线垂直时不能切割磁感线

本章检测

1.奥斯特 法拉弟 电 磁 2.具有 S 3.相互排斥 减小 力的作用是相互的(其它答案只要符合题意皆可) 4.振动 空气 电流 机械能转化为电能 5.导体 N 磁场 热传递 6.D 7.A 8.D 9.A 10.C 11.C 12.A 13.B 14.D 15.A

16.D 17.B 18.D 19.D 20.A 21.略 22.⑴移动滑动变阻器的滑片 电磁铁吸引铁钉的多少 ⑵①越大,电磁铁磁性越强;②越多,电磁铁磁性越强 ⑶①填“有关”或“无关”都算正确;②在线圈中分别放入大小不同的铁芯,观察电磁铁吸引铁钉的多少,吸引的越多,说明磁性越强,吸引的越少说明磁性越弱 23.⑴温度达到一定值后磁铁将失去磁性 ⑵磁化 ⑶提出问题――猜想――实验检验――得出结论――应用 阶段性自我检测(一)

1.电 光能和内能 电 其它形式的 2.1100 7200 40 3.6.63105 0.63105 6

3 89

105 4.1.025 5.0.18 1210 0.02 6.发电 电动 7.通电线圈在磁场中受和转动 磁场方向 电流方向 电流大小 8.C 9.D 10.C 11.C 12.B 13.A 14.B 15.C

16.B 17.A 18.C 19.A 20.C 21.A 22.B 23.D 24.略 25.略 26.⑴图略 ⑵调节小灯泡两端的电压使其达到额定电压 ⑶小 ⑷滑动变阻器同时接在了下面的两个接线柱上 ⑸D 27.⑴50Ω ⑵54J 28.⑴在壶中装入一定量的水,测出其质量m,初温t0;开始通电并记下初始时刻;一段时间后,记下结束时刻同时读出末温t; C 水 m(t-t0) C 水 m(t-t0) 利用两个时刻算出所用时间T;⑵η= = 1000T PT 第17章 电磁波与现代通信

17.1信息与信息传播

1.有意义的 信息量 2.语言 符号 图像 3.语言的诞生 文字的诞生 印刷术的诞生 电磁波的应用 计算机技术的应用 4.下雨 回答问题 5.(1)人的体温比正常偏高,打喷嚏,可能是感冒了 (2)用手指弹击西瓜,听声音判断西瓜是否成熟了

6.D 7.C 8.D 9. (1)模拟方式:在一张透明的纸上写上“secret”,将它放在手电筒的灯泡前方的玻璃罩上,打开电筒,射向你同学所在的位置 数字方式:你与你的同学各一份国际莫尔斯电码,事先商定快速地打开、关闭手电筒表示点,手电筒打开稍长一段时间表示划。将“secret”译成电码为

按照约定,向同学传递信息 (2)模拟方式:操作简单,但不保密,路程远一些容易失真 17.2电磁波及其传播

λ11.电磁波 2. v= v=λf 3.迅速变化的电流 日光灯启动时、收音机TT

里有“咯咯”声 4.真空 33108 v=λf 5.D 6.C 7.D 8.A

17.3现代通信——走进信息时代

1.卫星 光纤 2.直线 通信卫星 3. 互联网 4. 33108 7.83106 7.8

5. 中继站 120 太阳能电池 6.(1)④⑥ (2)② (3)① (4)③⑤ 7. 7800

17.本章检测

1.有意义 内容 2.语言 文字 印刷术 电磁波 计算机技术 3.两个相邻的波

峰或波谷间的距离 每秒内完成起伏的次数 振幅 4.相同 短 5.频率 频率

6.地球卫星 中继站 地球同步 7.光导纤维 光缆 8.因特网 金属导线 光缆 通信卫星 电子邮件、QQ、BBS 9.C 10.C 11.C 12.B 13.C 14.B

15.C 16.A 17.(1)不失真 抗干扰 能加密 (2)蜂火、驿马、信鸽、书信、电报、电话、电视、因特网或其他传递方法,其中任意两种均可。可以比较出差异,原因合理即可 (3)举例:1,01,0,10,00(他和我是同学) 18.有可能,在地铁里电磁波

33108m/scc被屏蔽了 19.(1)C (2)根据c=λ2f得到λ= λ1===0.32m ff1950310Hz

33108m/scλ2= =0.31m因此,68频道的波长范围是0.32-0.31m,是分米数量级,所以f2958310Hz

68频道属于“分米波” 20.在山顶转发站转发的是电视信号。因为传输电视信号的电 90

磁波所用的波段是微波,而微波是沿直线传播的,必须建立微波中继站将信号传递出去

21.(1)当心! (2)下有光缆,碰坏赔不起! 22.月亮上没有空气,大声讲话,声音没有办法通过真空传播出去,所以在月亮上是不能直接交谈的,可以采用交流方式有:(1)制订一套数字通信的方法,用手势或手电筒的关闭等方式传递信息。此方式通信过程要不断翻译数字密码、繁琐、缓慢 (2)每个人都携带一部小型电话,每两个人间通过专线连接,此方式个人行动不方便 (3)每个人都携带一部移动电话,利用电磁波传递信息,通过通信卫星转接,此方式方便,交流快捷 23. 3.84453108m 24.(1)B (2)0.3m到0.03m之间 (3)0.012s

第18章 能源与可持续发展

18.1能源利用与社会发展

1.化石能 风能 水能 太阳能 2.可从自然界源源不断得到 风 光 不能在短期内从自然界补充得到 化石 核 3.C 4.B

18.2核能

1.核裂变 核 2.重核的裂变 轻核的聚变 3.B 4.D

18.3太阳能

1.巨大 广阔 方便 安全 清洁 分散 变化很大(不稳定) 2.太阳能 地热

3. 1.21×108J 3.78×107J

18.4能量转化的基本规律

1.产生 转化 转移 转化 转移 不变 2.方向 高温物体 低温物体 3.

(1)移峰填谷、随手关灯、不使用电器处于待机状态 (2)不开无人灯、合理使用节能灯 4.B 5.D

18.5能源与可持续发展

1.环境 大气 温室 2.(1)浪费资源 (2)污染空气 3.A 4.B 5.⑴8.43105J⑵40%

18.本章检测

1.D 2.B 3.C 4.A 5.A 6.B 7.煤、石油、天然气 电能 水能、风能、生物能、化石能源 核能 8.机械 电 电 机械 太阳 化学 化学 内

9.化学 内 太阳 10.电 其他形式的 (1)电流通过电炉做功,将电能转化为内能(2)人拉锯克服摩擦做功,将机械能转化为内能 11.(1)地热能 (2)因为地底深处有炽热的岩浆,冷水受热变成蒸汽 (3)热能→机械能→电能 12.(1)电 (2)月球上没有氧气,燃料无法燃烧,不能提供能量 13.⑴3.363107J 60℃ ⑵0.8kg ⑶①利用太阳能可以节约化石能源,减少环境污染 ②受天气影响(或转换效率低,或提供功率小)

阶段自我检测(二)

1.消息 语言 符号 图象 2.动植物 煤 石油 天然气 3.小于 损失 方向性 4.周期 运动 振幅 A 米(m) 强弱 5.化学 电 电 化学

6.⑴真空⑵金属 ⑶电磁 7.快 相同 33108 8.卫星 光纤 微波 光的传播

9.聚 裂 裂 10.转化 转移 转化 转化 11.氢 聚变 12. 电能转化为 91

内能 摩擦生热 13.柴油 20 22 酒精 14.电 15.C 16.D 17.B

18.C 19.C 20.D 21. D 22.C 23.B 24.A 25.C 26.D 27.D 28.B

29. ⑴实验器材:收音机、铁桶 实验方法:把正在播音的收音机慢慢放入铁桶,听到收音机发出声音的大小变化情况 当把收音机完全放入封闭的铁桶内,完全听不到其发出的声音 ⑵实验器材:收音机、钢挫、废旧电池、导线等 实验方法:把收音机打开,调到没有电台播音的位置,用一根导线把电池的一端与钢挫相接,另一根导线的一端与电池的另一极相接,把这根导线的另端在钢挫上来回滑动 可以听到收音机发出“喀、喀”的声音 30. 取两盆相同的植物,一盆防在阳光下,另一盆放在背阴处。一周或一个月过后,观察比较它们的生长情况 31.⑴使用煤、天然气等燃料释放大量的热量 ⑵各种机动车辆每天要排放大量的废气 ⑶电能的使用也放出大量的热量 32. 3.63104m 33.

1.473104J 1.84310-3m3 34. 不需要立即停止使用化石能源。虽然化石能源的使用会造成各种污染,但能源的大量使用为人类文明的发展作出了巨大的贡献

本册综合测试

1.手机 电视广播信号 3.电磁波 微波 4.卫星通信 移动通信 因特网

5.水力发电:水的机械能发电机转子的机械能电能 6. 裂 7. 10 9

58. 2 0.11 3.96310 9.(1)发射 接收 (2)不能 (3)手机发射的电磁波被飞机上

的仪器接收后,会影响飞机正常飞行,诱发事故 10.B 11.A 12.D 13.C

14.D 15.B 16.C 17.D 18.D 19.D 20.(1)①实验器材 ②实验结论

(2)设计了“灯泡的平均电功率”栏 (3)①保护电路 ②改变灯泡两端的电压和电流以便多次测量 (4)①电源电压偏高(或L和R同时短路) ②电流表的量程选择过小

21.⑴要使灯泡正常工作,串联的电阻分担的电压为U=8V-6V=2V,流过它的电流跟灯泡的电流相同,为I?P6U2?A=1A,这个电阻的阻值为R??Ω=2Ω。其消耗的电功U6I1

率为P’=IU=1A32V=2W;⑵W= P’t=2W36360s=720J 22. 60℃ 11200 s 23.若以正常工作5000 h为例:(1)白炽灯消耗的电能W1=P1t=0.06 kW35000 h=300 kWh,需付电费30030.5元=150元,需要用5个白炽灯,共需付出:150元+531.5元=157.5元。(2)一个电子节能灯消耗电能W2=P2t=0.011 kW35000 h=55 kWh,需付电费5530.5元=27.5元,共需付出:27.5元+30元=57.5元。可见,在照明效果相当的情况下,正常工作相同的时间,使用电子节能灯既省电又省钱,故选择电子节能灯

中考模拟练习(一)

1.A 2.C 3.D 4.C 5.B 6.A 7.A 8.B 9.A 10.D

11.C 12.D 13.D 14.C 15.C 16.减少 增加 17.内 热传递 18.33108m/s 7.83109m 19.绿灯灭、红灯亮、电铃响 20.污染 不安全 21.44 请勿湿手触摸开关 22.减少 减少 23.⑴水蒸气凝华 ⑵缺氧 ⑶物理与生活紧密相连,会灵活运用物理知识处理和解释问题 24.⑴图略 ⑵图略 25.图略

26.⑴到平面镜的距离的关系 ⑵物、像的大小关系 ⑶不能 虚 27.⑴电阻与导体长度成正比 电阻跟导体横截面积成反比 ⑵40 28.⑴①电流表接线柱极性接反了 ②电压表串联在电路中,没有并联在小灯泡的两端 ③电压表的量程选择太大了 ⑵图略 92

⑶0.5 1.25 ⑷0.8 29.⑴600J ⑵1.5×104Pa 30.(1)5.04?10J (2) 3.5h

31.⑴红 黄 ⑵ 462Ω ⑶611s

中考模拟练习(二)

1.B 2.B 3.A 4.D 5.B 6.D 7.C 8.D 9.A 10.D

11.B 12.A 13.B 14.B 15.D 16.惯性 内 17.6 不变 18. 484 19.36 19.1.44×108 1.728×106 20.⑴短路(电热) ⑵惯性 21.980 大气压 22.10 6 23.⑴太阳能电池最大输出功率40W(使用灯泡为高效节能灯、电源电压是12V (连续阴雨时可工作3~5天; 环境温度在-20℃~ +70℃之间;连续照明时间为12小时)) ⑵光能(内能) 24.图略 25.图略 26.⑴通电螺线管的磁性随线圈的匝数的变多而增强 ⑵通电螺线管的磁性随电流的增大而增强 27.⑴深度 ⑵液体的密度 ⑶1、4 ⑷1、2 28.⑴电路连接图略 ⑵2.1 0.40 1.25 ⑶右 加在用电器两端的电压不要超过用电器的额定电压太多(或用电器不要长期在高于额定电压下工作) ⑷小灯泡的电阻还与温度有关 29.⑴0.25h ⑵73103kg ⑶2.943108J 30.⑴20m2 ⑵1.63108J ⑶0.02m/s 31.⑴2A 20W ⑵ 600s ⑶6V

7

93

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