2013年《优化方案》教科版物理选修1-1全册精品课件(23份打包)

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名称 2013年《优化方案》教科版物理选修1-1全册精品课件(23份打包)
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科目 物理
更新时间 2013-07-05 08:57:36

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课件30张PPT。第一章 电荷与电场第一章 电荷与电场1 静电现象及其应用1.了解生活中常见的静电现象,能够用所学的知识解释简单的静电现象.
2.知道摩擦起电的原因及其原子结构.
3.知道电荷守恒定律.
4.了解静电的应用、危害及防止.一、静电现象
1.两种电荷:自然界中存在着两种电荷,它们分别为____电荷和_____电荷.用毛皮摩擦过的橡胶棒上带的电荷叫_____电荷;用丝绸摩擦过的玻璃棒上带的电荷叫______电荷.
2.带电体能吸引轻小物体;同种电荷相______,异种电荷相_________.正负负正排斥吸引二、摩擦起电现象的解释
1.摩擦起电的原因:不同物质组成的物体,由于原子核对核外电子束缚能力不同,在摩擦过程中由于摩擦力做功,对核外电子束缚能力弱的原子失去电子而带____电,对核外电子的束缚能力强的原子获得电子而带____电,且两个物体带_______的正、负电荷(恰好中和时,两导体都不带电).
正负等量2.电荷守恒定律:电荷既不能_______,也不能_______,只能从一个物体_______到另一个物体,或者从物体的一部分_______到另一部分.因此,在任何的物质运动变化过程中,电荷的总量___________.
3.电荷量:物体所带电荷的_______称为电荷量,简称电量.在国际单位制中,电荷量的单位是______,简称库,用符号_____表示.创造消灭转移转移保持不变多少库仑C4.元电荷:一个电子所带电荷量的绝对值为___________C,它是电荷的最小单元,称为元电荷,记作e=1.6×10-19C.
三、静电的应用
1.静电________.
2.静电________.
3.静电加速器.
4.静电_________与静电植绒.1.6×10-19除尘复印喷涂四、静电的危害及防止
1.静电的危害
(1)印刷厂里,纸页之间的摩擦起电,会使纸页粘在一起难以分开,给印刷带来麻烦.
(2)印染厂里棉纱、毛线、人造纤维上的静电,会吸引空气中的尘埃,使印染质量下降.
(3)在制药生产中,由于静电吸引尘埃,会使药品达不到标准的纯度.
(4)在电子计算机的机房中,人体带电可能妨碍电子计算机正常运行.
(5)在家庭中,带静电很多的人从电视机旁走过,会给电视的图像和声音带来干扰.
(6)静电荷积累到一定程度,会产生火花放电,在地毯上行走的人,与地毯摩擦而带的静电如果足够多,当他伸手去拉金属门把手时,手与金属把手间会产生火花放电,严重时会使他痉挛.
2.静电的防止
(1)采用消除静电装置.
(2)增加_________________.
(3)使用抗静电材料.
空气湿度1.摩擦起电:由于两物体相互摩擦时,一个物体的原子中有一些外层电子挣脱原子核的束缚并转移到另一个物体上,从而使这两个物体分别带上了等量异种电荷的方式.2.物体带电的实质:实体物质是由分子(原子)组成的,分子又是由原子构成的,而原子则是由带正电的原子核和带负电的核外电子构成的.若带有等量的正、负电荷,则对外表现为不带电的状态,我们称物体呈电中性;呈电中性的物体失去电子则带正电,得到电子则带负电.
甲、乙两个原来不带电荷的物体相互摩擦(没有第三者参与),结果发现甲物体带了1.6×10-15 C的电荷量(正电荷),下列说法正确的是(  )
A.乙物体也带了1.6×10-15 C的正电荷
B.甲物体失去了104个电子
C.乙物体失去了104个电子
D.甲、乙两物体共失去了2×104个电子
【精讲精析】 甲、乙两个物体相互摩擦,甲带1.6×10-15 C的正电,那么由电荷守恒可知,乙应带1.6×10-15C的负电,即甲失去了104个电子,乙得到了104个电子,所以正确的选项是B.
【答案】 B
【方法总结】 (1)摩擦起电的过程就是电子从一个物体转移到另一个物体的过程,两物体带等量异种电荷;(2)任何带电体所带电荷量都是元电荷的整数倍.变式训练
1.下列现象中不属于摩擦起电的是(  )
A.将被丝绸摩擦过的玻璃棒靠近纸屑,纸屑被吸起
B.在干燥的冬季脱毛绒衣时,会听到轻微的噼啪声
C.擦黑板时粉笔灰纷纷飞扬,四处飘落
D.穿着化纤类织物的裤子走路时,裤腿上容易吸附灰尘
解析:选C.根据摩擦起电后物体带静电,能吸引轻小物体,也能产生火花放电,可以判断只有选项C所述现象不属于摩擦起电.
让两个完全相同带电的绝缘金属球相互接触,接触后两绝缘金属球所带电荷量相等:若两绝缘金属球所带电荷的电性相同,则接触后每个绝缘金属球所带电荷量为接触前两绝缘金属球所带电荷量之和的一半的绝对值,电性与接触前相同;若两绝缘金属球所带电荷的电性不同,则接触后每个绝缘金属球所带电荷量为接触前两绝缘金属球所带电荷量之差的一半的绝对值,电性与接触前电荷量大的金属球的电性相同.
(2012·广东学业水平预测)导体A带5q的正电荷,另一完全相同的导体B带-q的负电荷,将两导体接触一会后再分开,则B导体带的电荷量为(  )
A.-q         B.q
C.2q D.4q
【答案】 C变式训练
2.有三个相同的绝缘金属小球A、B、C,其中小球A带有2.0×10-5C的正电荷,小球B、C不带电.现在让小球C先与小球A接触后取走,再让小球B与小球A接触后分开,最后让小球B与小球C接触后分开,最终三球的带电荷量分别为qA=__________,qB=__________,qC=__________.
解析:小球C先与小球A接触后取走,小球A、C所带的电荷量各是1×10-5C,再让小球B与小球A接触后分开,小球A、B所带的电荷量各是5×10-6C,最后让小球B与小球C接触后分开,小球B、C所带的电荷量各是7.5×10-6C.
答案:5×10-6C 7.5×10-6C 7.5×10-6C
运用电荷守恒定律分析问题时要注意
1.不受外界影响时,两外形完全相同的带电体接触后,所带电荷量相等;外形不同的带电体接触后,一般所带电荷量不相等.
2.两个带异种电荷的导体相接触,则先发生正负电荷的中和,若有剩余的电荷,再进行重新分配. (2012·成都四中高二检测)下列关于带电现象的说法正确的是(  )
A.玻璃棒无论与什么物体摩擦都带正电,橡胶棒无论与什么物体摩擦都带负电
B.相互摩擦的两个物体一定能起电
C.带电现象的本质是电子的转移,物体得到电子就一定带负电,失去电子就一定带正电
D.自然界中的电荷总量不变
【精讲精析】 玻璃棒与丝绸摩擦后会失去电子因而带正电,但玻璃棒与其他物体摩擦后不一定总是失去电子,因而不能确定其电性,同理也无法确定橡胶棒的电性,故选项A错误;并不是任意两个物体间摩擦时都能起电,故选项B错误;物体如果原来带正电,得到电子后,可能带正电也可能带负电,故选项C错误;根据电荷守恒定律可知选项D正确.【答案】 D
【方法总结】 起电的本质就是电荷的转移,电荷既不会凭空产生,也不会凭空消失,自然界中的电荷是守恒的.
变式训练
3.下列叙述正确的是(  )
A.摩擦起电是创造电荷的过程
B.接触起电是电荷转移的过程
C.玻璃棒无论与什么物体摩擦都会带正电
D.带等量异种电荷的两个导体接触后,电荷会消失,这种现象叫电荷的湮没解析:选B.由电荷守恒定律知,电荷既不能被创造,也不能被消灭,只能从物体的一部分转移到另一部分,或者从一个物体转移到另一个物体.在任何转移的过程中,电荷的总量不变,故A、D选项错误,B选项正确;并不是玻璃棒与任何物体摩擦都会带正电,故选项C错误.
课件22张PPT。2 点电荷之间的相互作用1.知道点电荷的概念,知道点电荷是一种理想化的模型,认识理想化模型,了解理想化方法在物理学研究中所起的作用.
2.了解电荷间的相互作用规律.知道库仑定律,能利用库仑定律计算真空中静止的两点电荷间的相互作用力.
3.了解类比方法,知道类比方法在物理学发展中所起的作用.一、探究影响电荷间作用力大小的因素
课本P6~7的实验说明了决定电荷间相互作用的因素有
1.两电荷间的距离:电荷间相互作用力随电荷间距离的增大而_______.
2.电荷量:电荷间相互作用力随电荷量的增大而________.减小增大二、库仑定律
1.点电荷
当带电体间的距离远大于它们的________,以至带电体的形状、大小可以忽略不计时,可以认为带电体所带的电荷量集中在一个
“点”上,这样的带电体称为点电荷.大小2.库仑定律
(1)内容:真空中,两个静止的点电荷之间的相互作用力,跟它们电荷量的乘积成_______,跟它们距离的平方成_______,作用力的方向在它们的________上.这就是库仑定律.
(2)适用条件:库仑定律适用于_______中的两个点电荷.对可以视为点电荷的两个带电体间也可用库仑定律.正比反比连线真空(3)公式:F= _________.
(4)静电力常量k:在国际单位制中,k=9.0×109 N·m2/C2.k的物理意义是当两个电荷量为1 C的点电荷在真空中相距1 m时,相互作用力是____________ N.9.0×1091.带电体能看做点电荷的条件:带电体间的距离远大于带电体本身的线度.
2.对点电荷的理解:点电荷跟运动的描述中学过的质点一样,是理想化的物理模型,实际上并不存在.但实际的带电体满足一定的条件即可看做点电荷.3.点电荷具有相对意义,带电体的尺寸不一定很小,一个带电体能否看做点电荷,不取决于带电体的大小,而取决于该带电体的线度与它到与它发生作用的其他带电体间的距离的关系.另外,一般情况下对电荷量不作限制,电性也有正负之分.
关于点电荷,以下说法正确的是(  )
A.足够小的电荷,就是点电荷
B.一个电子,不论在何种情况下均可视为点电荷
C.点电荷是一种理想化的模型
D.一个带电体能否看成点电荷,不是看它尺寸的大小,而是看它的形状和尺寸对相互作用力的影响能否忽略不计
【精讲精析】一个带电体能否看成点电荷,不是依据其大小和形状,而是看在研究问题时,其大小和形状对研究的问题影响程度是否能够忽略,因此实际的点电荷是不存在的,点电荷是一种理想化模型,是为了研究问题的方便而引入的一个概念.故选项C、D正确.
【答案】 CD
【方法总结】 点电荷实际上是不存在的,它跟质点一样,是一个理想化的物理模型,它是为了研究问题的方便而引入的.
1.库仑定律的适用条件:真空中两个点电荷间的相互作用,但两个均匀带电球体相距较远时也可视为点电荷,r为两个球体的球心距离.对于不能看成点电荷的带电体不能直接应用库仑定律求解,但可以用一组点电荷来代替实际的带电体,从而完成问题的求解.2.库仑力是一种性质力,具有力的一切性质:矢量性、相互性等.相互作用的两个点电荷间的库仑力满足牛顿第三定律,即两个点电荷(不论其电荷量是否相等)所受库仑力大小相等、方向相反.当多个点电荷同时存在时,任意两个点电荷间的作用仍遵守库仑定律,任一点电荷所受的库仑力可利用求力的合成的平行四边形定则求出其合力. 如图1-2-1所示,两个半径均为r的金属球放在绝缘支架上,两球面最近距离为r,带等量异种电荷,电荷量均为Q,两球间的静电力为下列选项中的哪一个(  )
图1-2-1
【精讲精析】 两球间距和球本身大小差不多,不符合简化成点电荷的条件,因为库仑定律的公式计算仅适用于点电荷,所以不能用该公式计算.我们可以根据电荷间的相互作用规律做一个定性分析.由于两带电体带等量异种电荷,电荷间相互吸引,因此电荷【答案】 B
【方法总结】 库仑定律只适用于点电荷.对于不能当做点电荷来处理的带电体,靠近其它带电体时会引起自身电荷分布的变化,只能根据相互作用特点定性讨论.
变式训练
(1)保持两个点电荷的距离不变,若把每个点电荷的电荷量都增加为原来的2倍,那么它们之间的相互作用力变为原来的________倍;
(2)保持两个点电荷的电荷量不变,将距离增为原来的3倍,那么它们之间的相互作用力变为原来的________倍;(3)保持其中一个点电荷的电荷量不变,另一个点电荷的电荷量变为原来的4倍,为保持相互作用力不变,则它们之间的距离应变为原来的________倍.
答案:(1)4 (2)1/9 (3)2课件35张PPT。3 电 场1.知道电荷间的相互作用是通过电场发生的.
2.理解电场强度,会根据电场强度定义式进行有关计算.
3.知道用电场线可以形象地表示电场的方向和强弱.
4.知道电场线的特点和匀强电场的特点.一、电场概念的引入
电场是电荷周围存在的一种特殊物质,电场的最基本性质之一是对放入其中的电荷有_____________.电荷之间是通过_______发生相互作用的.
力的作用电场二、电场强度
1.物理意义:描述电场具有______的性质的物理量.
2.定义:在电场中某点放入一个检验电荷,它所受到的_________与其__________的比值,叫做这一点的电场强度.
3.公式:____________.
4.单位:________.符号:_______.
力电场力电荷量E=F/q牛/库N/C5.方向:电场强度是矢量,不仅有_______,还有____________.物理学上规定:电场中任一点电场强度的大小和方向与单位正电荷在该点所受电场力的大小和方向相同,那么___________所受电场力的方向与该点场强的方向相反.
大小方向负电荷三、电场线
1.概念
为了直观形象地描述电场中各点电场强度的分布,在电场中画出一系列曲线,曲线上每一点的切线方向表示该点的___________方向.电场强度2.电场线的性质
(1)电场线从__________发出(或者无穷远处),终止于___________ (或者无穷远处).
(2)电场线不会_________.
(3)电场线密的地方,场强______;电场线疏的地方,场强________.
正电荷负电荷相交大小3.几种常见电场的电场线分布(如图1-3-1所示)
图1-3-1
4.匀强电场
(1)定义:如果在某区域中电场强度的______与_______处处都相同,那么这个区域的电场叫做匀强电场.
(2)电场线:匀强电场的电场线是一组方向相同___________的平行直线.
(3)近似匀强电场:带有___________电荷的两块平行金属板之间的电场(除金属板边缘外).大小方向等间距等量异种1.定义式E= 适用于任何电场,可以求任何电场中某点的场强;电场中某点的场强由电场本身决定,与该点所放电荷的电荷量无关,与是否存在检验电荷无关.2.电场强度是矢量.在同一空间内,如果有几个静电荷同时产生电场,那么此空间内某一点的场强为各电荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量和.
在真空中O点放一个点电荷Q=+1.0×10-9 C,直线MN通过O点,OM的距离r=30 cm,M点放一个点电荷q=-1.0×10-10 C,如图1-3-2所示,求:
图1-3-2(1)q在M点受到的作用力.
(2)M点的场强.
(3)拿走q后M点的场强.
(4)如果把Q换成-1.0×10-9C的点电荷,情况又如何?
【答案】 见精讲精析
变式训练
1.(2012·泰州学业水平预测)在电场中某一点,当放入正电荷时受到的电场力方向向右,当放入负电荷时受到的电场力方向向左,下列说法正确的是(  )A.当放入正电荷时,该点的场强方向向右,当放入负电荷时,该点的场强方向向左
B.只有在该点放入电荷时,该点才有场强
C.该点的场强方向一定向右
D.关于该点的场强,以上说法均不正确
解析:选C.电场是一种客观存在的物质,一旦电场确定,则电场中任何一点的电场强度的大小和方向就被确定,与放入电场中电荷所带的电性,电荷量的多少和是否在该点放入电荷无关.电场中任何一点电场强度的方向规定为正电荷在该点受力的方向,与负电荷受力的方向相反,综上所述,正确答案为C选项.
几种典型电场的电场线
1.点电荷形成的电场的电场线
(1)分布图:如图1-3-3所示
图1-3-3
(2)特点
①离点电荷越近,电场线越密集,场强越强.
②在带正(负)点电荷形成的电场中,不存在电场强度相同的点.
③若以点电荷为球心作一个球面,电场线处处与球面垂直,在此球面上电场强度的大小处处相等,但方向各不相同.
2.等量异种点电荷形成的电场的电场线
(1)分布图:如图1-3-4所示
图1-3-4
(2)特点
①两点电荷连线上各点,电场线的方向从正电荷指向负电荷,场强的大小也可以进行计算.
②两点电荷连线的中垂线(面)上,电场线的方向均相同,且总与中垂线(面)垂直.在中垂线上到O点等距离处各点的电场强度的大小相等(O点为两点电荷连线的中点)
③在两点电荷连线的中垂线(面)上的电荷受到的电场力的方向总与中垂线(面)垂直,因此在两点电荷连线的中垂线(面)上移动电荷时电场力不做功.
3.等量同种点电荷形成的电场的电场线(正电荷为例)
(1)分布图:如图1-3-5所示
图1-3-5
(2)特点
①两点电荷连线的中点O处无电场线,故此处电场强度为零.
②中点O处附近的电场线非常稀疏,但电场强度不为零.
③在两点电荷(等量正电荷)连线的中垂线(面)上的电场强度的方向总沿两点电荷(等量正电荷)连线的中垂线(面)远离O点.
④在两点电荷(等量正电荷)连线的中垂线(面)上从O点到无穷远处,电场线先变密后变疏,即电场强度先变大后变小.
4.匀强电场的电场线
(1)分布图:如图1-3-6所示
图1-3-6
(2)特点:一系列分布均匀的平行直线.
法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场,如图1-3-7所示为点电荷a、b所形成电场的电场线分布图,以下几种说法中正确的是(  )
A.a,b为异种电荷,a带电荷量大于b带电荷量
B.a,b为异种电荷,a带电荷量小于b带电荷量
C.a,b为同种电荷,a带电荷量大于b带电荷量
D.a,b为同种电荷,a带电荷量小于b带电荷量
【精讲精析】 电场线起于正电荷而止于负电荷,图中虽未标明箭头表示起止方向,但其走向已表明两电荷必为异种电荷(当然,不能判断谁正谁负).从b处电场线密集知该处场强较之a处大,则b电荷电荷量大于a电荷电荷量.
【答案】 B
【方法总结】 掌握常见几种电场的电场线的特点是解决此类题型的关键.
变式训练
2.(2012·湖南学业水平模拟)如图1-3-8所示是某电场中的电场线,在该电场中有A、B两点,下列结论正确的是(  )
图1-3-8
A.A点的场强比B点的场强大
B.A点的场强方向与B点的场强方向相同
C.将同一点电荷分别放在A、B两点,放在A点的加速度比放在B点的加速度大(不计重力)
D.因为A、B两点没有电场线通过,所以电荷放在这两点不会受电场力作用
解析:选AC.由电场线分布疏密,可判定EA>EB,故选项A正确.同一点电荷在A、B两点受到电场力FA=qEA>qEB=FB,根据牛顿第二定律可得:aA>aB,故选项C正确,电场线任意一点的切线方向与该点场强方向一致,由题图可以看出,A、B两点的场强方向不可能相同,故选项B错误,电场线实际并不存在,没有画电场线的地方,电场照样存在,电荷也一定会受电场力作用,故选项D不正确.课件17张PPT。第一章 静电场第一章 电荷与电场本章优化总结专题1 对库仑定律及库仑力的理解2.要注意两个点电荷之间的作用力是和两点电荷电荷量的乘积成正比,而并非是和某一点电荷的电荷量成正比;是和距离的二次方成反比,而并非是和距离成反比.
3.库仑定律和万有引力定律具有相似性,都是与距离的平方成反比关系.
两个分别带有电荷量-Q和+3Q的相同金属小球(均可视为点电荷),固定在相距为r的两处,它们之间库仑力的大小为F,两小球相互接触后将其固定距离变为 ,则两球间库仑力的大小为(  )【答案】 C专题2 对电场强度的理解
1.方向性:电场强度E是表示电场力的性质的一个物理量.规定正电荷受力方向为该点场强的方向.
2.唯一性和固定性:电场中某一点处的电场强度E是唯一的,它的大小和方向与检验电荷无关,它决定于形成电场的电荷(源电荷)及空间位置.电场中每一点对应着的电场强度与是否放入电荷无关.3.叠加性:在同一空间,如果有几个静止电荷的空间同时产生电场,那么空间某点的场强是各场源电荷单独存在时在该点所产生的场强的矢量和.
4.单位:如果力的单位用牛顿,电荷量的单位用库仑,电场强度的单位是牛每库,符号是N/C.5.决定因素:电场强度是描述电场力的性质的物理量,与放入电场中的电荷无关,它的大小仅由电场本身决定.
关于点电荷形成的电场中各点的电场强度,下列说法中正确的是(  )
A.点电荷若为正,则各点场强方向为正,点电荷若为负,则各点场强方向为负
B.与形成电场的点电荷距离相等的各点,电场强度都相同
C.电场中各点场强与放入该点的电荷种类及电荷量无关
D.以上说法都不对【精讲精析】点电荷的电场线分布如图1-1所示,从图中可以看出,正点电荷区域内各点的电场强度的方向背离正电荷,而负点电荷区域内各点场强方向指向负电荷,由此可知选项A错误;电场强度是一个矢量,它既有大小,又有方向,与点电荷距离相等的各点,由电场线分布也可看出,其场强大小相同,但方向不同,故选项B错误;电场中各点场强是由电场本身决定的,与放入该点的电荷种类及电荷量无关,选项C正确,选项D错误.
图1-1
【答案】 C
专题3 带电粒子在电场中的运动
1.带电粒子在电场中所受电场力的方向与电场线切线方向相同(正电荷)或相反(负电荷).
2.带电粒子在电场线密的地方所受的电场力
(或加速度)大.
3.粒子所受电场力的方向指向轨迹弯曲的一侧. (2012·东城区会考调研)如图1-2所示实线是一簇未标明的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,若带电粒子在运动中只受电场力作用,根据此图可作出正确判断的是(  )
图1-2
A.带电粒子所带电荷的性质
B.带电粒子在a、b两点的受力方向
C.带电粒子在a、b两点的速度何处较大
D.带电粒子在a、b两点的加速度何处较大
【精讲精析】 由轨迹的弯曲情况,可知电场力应沿电场线向左,但因不知电场线的方向,故带电粒子所带电荷符号不能确定.设粒子从a运动到b(也可分析从b运动到a的情形,两种分析不影响结论),速度方向与电场力夹角大于90°,故速度减小,由电场线的疏密程度知a点场强大于b点场强,带电粒子在a点受电场力较大,从而加速度较大,综上所述B、C、D正确.
【答案】 BCD
课件21张PPT。第三章 电路与电能传输第三章 电路与电能传输1 直流电路
1.了解电流、电压、电源、电动势、电阻的概念.
2.理解欧姆定律的内容及表达式,能用欧姆定律解释或求解相关的问题和现象.
3.知道电流的热效应,理解焦耳定律的内容、公式、单位及其应用.
4.理解电热功率的概念、公式及其计算.一、直流电路的组成
直流电路由_________及开关、用电器等元件组成.
二、电流与电压
1.自由电荷的定向运动形成电流.
2.在直流电路中,电流的方向是从电源的____极通过外电路流向电源的____极.直流电源正负3._______ 是使自由电荷定向运动形成电流的原因.
4.电路中形成持续电流的条件:(1)电路两端必须要有______;(2)电路必须是____路.
三、电源与电动势
1.电源:使电路中电荷定向运动,形成______的器件.电压电压通电流2.直流电源有两类:(1)_______ ;(2)直流_________.
3.电源的作用:将化学能、机械能或其他形式的能量转化成____能.
4.电动势
(1)电源电动势的大小等于电源没有接入电路时电源两极间的_______.
(2)电源的电动势是由电源本身的性质决定的.
电池发电机电电压它表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领大小.
(3)单位:伏特.四、
欧姆定律
1.内容:通过导体的电流跟导体两端的电压成____比,跟它的电阻成____比.
正反3.规定电流的方向为____电荷定向运动的方向.
4.国际单位制中,电流、电阻、电压的单位分别为安培、欧姆、伏特.符号分别是:A、Ω和V.
五、电阻
1.定义:电阻器是在电路中起阻碍电流作用的元件,简称电阻.
2.作用:在电路中电阻对电流、电压有______作用.正调节3.焦耳定律
(1)内容:电流通过导体产生的热量,跟______________、______________、通电时间成正比.
(2)公式:Q=________,单位:焦耳,符号:J.
电流的二次方导体的电阻I2_RtI2R瓦
【答案】 BD
【方法总结】 电阻R不会随着电流或电压的变化而变化,而是导体本身的一种属性.变式训练
答案:3 A
1.焦耳定律的理解:焦耳定律是一个实验定律,它是经过大量实验总结出来的,不能认为是用电学公式推导出来的,它适用于所有电路中的发热计算.
2.焦耳定律公式的理解:在电阻和电阻相同时,热量与时间成正比;在电流和时间相同时,热量与电流的平方成正比;在电流和时间相同时,热量与电阻成正比.如串联的两个用电器由于电流是相等的,在时间相等的情况下,谁的电阻大谁发热多;纯电阻电路并联的两个电阻由于其两端电压相等,通电相同时间电阻大的产生的热量小.
3.应用:不论什么电路其热量都可以用Q=I2Rt来计算,只有在纯电阻电路中才能使用Q=UIt和Q=U2t/R. (2012·成都外国语学校高二检测)电炉通电后,电炉丝热得发红,而跟电炉丝串联的铜导线却不那么热,这是因为(  )
A.通过铜导线的电流小,所以它消耗的电能也较少
B.电炉丝和铜导线消耗的电能相同,但铜导线散热快,所以就不那么热
C.通过电炉丝的电流大,所以它消耗的电能较多
D.铜导线电阻较小,所以它消耗的电能较少
【精讲精析】 因为电炉丝和铜导线是串联关系,故通过电炉丝的电流与通过铜导线的电流大小相等,电炉丝和铜导线在电学性能上的差别在于:前者的电阻大,后者的电阻很小.根据电流通过电阻发热的公式Q=I2Rt,在电流相同条件下,相同的时间内,电炉丝的发热量比铜导线上的发热量大得多.因此我们看到电炉通电后,电炉丝热得发红而与之相连的铜导线却不那么热.
【答案】 D变式训练
课件19张PPT。2 交变电路
1.知道交变电路的组成.
2.了解交变电压及交变电流的图像和物理量的特征.
3.了解电容和电感对电流的阻碍作用.一、交变电路的组成
1.交变电路的组成:交变电路由交变电源及_____、______、______等元件组成.
2.常见的两种交变电路(如图3-2-1所示)
图3-2-1电阻电容电感3.交变电源一般由交流发电机供给,电压为220 V,常称为“_______”.
二、交变电压及交变电流
1.电压、电流的表达式
u=___________
i=____________.
2.描述交变电压电流的物理量
(1)峰值:交变电压(电流)在变化过程中所能达市电U0sin2πftI0sin2πft到的__________,U0、I0分别为交变电路中电压、电流的峰值.
(2)周期和频率
①周期:交变电压(电流)__________________ 所用的时间,符号为___.
②频率:交变电压(电流)在1 s内发生____________的次数,符号为___,单位为Hz.
最大值完成一次周期性变化T周期性变化f(3)有效值:在一个周期内,某交流电通过电阻R所产生的热量与某一恒定电流在同样的时间内通过该电阻所产生的热量______,那么这个直流电压(电流)的大小就叫做该交流电压(电流)的有效值.
三、电容
1.组成:一般由两块彼此绝缘又相互_______的导体组成.电容器通常简称为“电容”.相等靠近用字母“____”及电路符号“ ”表示.
2.作用:通______、隔______.
3.容抗:电容器对交流电阻碍作用的大小.
四、电感
1.组成:通常由______或加铁芯的线圈构成.交变电路中的电感器简称“电感”.
用字母“___”及电路符号“ ”表示.
2.作用:通______、阻_______.
3.感抗:电感器对交流电阻碍作用的大小.C交流直流线圈L直流交流
1. 在一般的交流电路中,电压可表示为:u=U0sin2πft,其中U0是交变电路中电压的峰值,f是交变电流的频率,t为变化时间.
2. 我国的市电电压一般为220 V,电压的最大值为311 V,频率为50 Hz,周期为0.02 s.
图3-2-2
小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图3-2-2所示.此线圈与一个R=10 Ω的电阻构成闭合电路,不计电路的其他电阻,下列说法正确的是(  )
A.交变电流的周期为0.125 s
B.交变电流的频率为8 Hz
C.交变电流的最大值为2 A
D.交变电流的最大值为4 A【答案】 C
【方法总结】 熟悉和掌握描述交变电流的物理量是解决此类问题的关键.变式训练
D.把标有“6 V,3 W”的小灯泡接在该电源上时,小灯泡将被烧毁
解析:选A.电压表测的是电压的有效值,故A对B错;在C选项中,打点的时间间隔应为0.02 s,C错;在D选项中,因小灯泡的额定电压恰好等于交流电压的有效值,故小灯泡正常发光,D错.
2.电压表的示数、电流表的示数、保险丝的熔断电流的大小和用电器铭牌上的电压(电流)的大小均为有效值. 如图3-2-3甲、乙分别是正弦半波电压波形和正弦单向脉冲电压波形,请分别求出它们的有效值.
图3-2-3【方法总结】 交流电有效值的计算一般都从有效值的定义入手.
变式训练
2.如图3-2-4甲所示的是某种型号的电热毯的电路图,电热毯接在交流电源上,通过装置P使加在电热丝上的电压波形如图乙所示,此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为(  )
图3-2-4
A.110 V       B.156 V
C.220 V D.311 V
课件27张PPT。3 电能的传输
1.知道电能的传输过程以及为什么要采用高压输电.
2 .了解变压器的构造,知道变压器为什么能够改变交流电的电压.
3 .知道变压器原、副线圈的电压与两个线圈匝数的关系.
4 .知道为什么要低压用电及电网在能源利用上的作用.一、电能的传输过程
发电厂→____________→_____________→
_____________→用电器等.
二、高压输电
1.在远距离输电过程中输电线路上的热损耗计算公式为__________.
2.减少电能输送时的损失,有两个途径升压变压器高压输电线降压变压器Q=I2Rt(1)减小输电线的_______;
(2)减小输送_______.
3.目前,远距离高压输电一般采用的高压为500 kV、_______ kV、110 kV等.
三、变压器
1.结构:由闭合______和绕在铁芯上的两个___________.与电源相连的线圈叫________,也叫初级线圈,与负载相连的线圈叫________,电阻电流220铁芯线圈组成的原线圈副线圈也叫次级线圈.
2.作用:能改变交变电流的______,不改变交变电流的周期和频率.
3.理想变压器的工作原理
利用___________来改变交流电压.
4.理想变压器两个线圈的电压关系
U1∶U2=__________.
5.分类:可分为_____变压器和______变压器.
电压电磁感应n1∶n2升压降压四、低压用电
1.高压用电很不安全,因此,从发电厂高压输来的电,还须经_______变压器把电压降下来后再使用.
2.目前,工农业生产用电中,多采用______ V、______V的电压.降压380220
图3-3-1 (2011·高考新课标全国卷)如图3-3-1所示,一理想变压器原副线圈的匝数比为1∶2;副线圈电路中接有灯泡,灯泡的额定电压为220 V,额定功率为22 W;原线圈电路中接有电压表和电流表.现闭合开关,灯泡正常发光.若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数,则(  )【答案】 A
【方法总结】 解决变压器问题时抓住原、副线圈“功率相等”这个关键,很多情况下利用原、副线圈的功率关系能使问题快速得到解决.变式训练
1.一理想变压器,其原线圈2200匝,副线圈440匝,并接一个100 Ω的负载电阻,如图3-3-2所示.
图3-3-2
(1)当原线圈接在44 V直流电源上时,电压表示数为________ V,电流表示数为________ A.
(2)当原线圈接在220 V交变电源上时,电压表示数为________ V,电流表示数为______ A.此时输入功率为________W,变压器效率为________.
答案:(1)0 0 (2)44 0.44 19.36 100%
1.高压输送电能全过程的示意图如下
图3-3-32.各量间的关系
(1)功率关系:发电机输出功率P1,升压变压器的输出功率P2,降压变压器的输出功率P3,线路损失功率ΔP.理想变压器满足:P1=P2=P3+ΔP.
(2)电压关系:在输电电路中,输送电压U1,线路损失电压ΔU,降压变压器的输入电压U2,满足:U1=ΔU+U2.(3)功率、电压、电流、电阻之间的关系
输送功率P1、输送电流I、输送电压U1的关系:P1=IU1.
损失功率ΔP、输送电流I、线路电阻R的关系:ΔP=I2R.
特别提醒:采用高压输电,可有效的减少输电线路上的电能损失,但并不是电压越高越好,因为电压越高,导线会激发空气放电,且对变压器也有更高的要求,因此输电电压并不是越高越好. 发电机的路端电压220 V,输出电功率44 kW,输电导线的电阻为0.2 Ω,如果用初、次级线圈匝数之比为1∶10的升压变压器升压,经输电线后,再用初、次级线圈匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户.求用户得到的电压和功率.
【精讲精析】 线路示意图如图3-3-4所示
图3-3-4
【答案】 219.6 V 4.392×104 W
【方法总结】 无论是否要求画出输电过程示意图,都要首先画出示意图,标明相关物理量,这样能帮助弄清各物理量间的关系,以防出错.课件17张PPT。4 电能的转化及应用
1.知道直流电动机的组成及工作原理.
2.知道电能可以转化为多种形式的能.
3.知道电机对能源利用的作用,了解电能的使用对于社会进步,经济发展的贡献.一、电能转化为机械能
1.电动机的分类:______电动机和______电动机.
2.直流电动机
(1)组成:由磁场、__________、________、_______及电源所组成.如图3-4-1所示.直流交流转动线圈滑环电刷
图3-4-1
(2)工作原理:当线圈通电后,由于受到________的作用,线圈在磁场中旋转起来.
二、电能转化为化学能
电能转化为化学能的最常见途径有:
1.利用________法制取纯净水.
2.对电池_______.
3.工业中的________、电镀等.安培力电渗析充电电解三、电能转化为内能
1.电能转化为内能的转化装置有:一个含电阻R的电路、电磁炉等.
2.常见的电热材料有:________、半导体电热膜、PTC电热材料等.
四、电能转化为光能
1.电光转化装置有:白炽灯、________、高压汞灯、碘钨灯、发光二极管等.电阻丝日光灯2.白炽灯
(1)结构:由______和________组成.
(2)工作原理:白炽灯通电后,其灯丝温度可达2000 ℃~2700 ℃.在这样高的温度下,根据物体热辐射的规律,会有各种波长的电磁波辐射出来,其中可见光约占10%,发光效率很_____.
灯丝玻璃泡低五、电能转化为声能
最常见的电声转化装置有:电话听筒、_________、音响、超声发生器、次声发生器等.
六、电能转化为电磁能
1.电磁能指________或电磁波携带的能量.
2.电能转化为电磁能的途径
(1)利用电磁振荡电路产生__________.扬声器电磁场无线电波(2)利用微波发生器产生_______.
(3)利用电致发光装置产生红外光、可见光、紫外光.
(4)利用X射线发生器产生X射线.
(5)利用核反应产生γ射线.
七、电能与各种形式能量转化总览
教材P48图3-4-3是电能与各种能量相互转化的图示.微波电能的应用主要体现在能量的转换与传递、________和________三方面.
电照明电通信
1.电动机的结构
感应电动机的定子由铁芯和嵌在铁芯中互成120°角的三组线圈组成,转子是由铁芯和嵌在铁芯上的闭合导体构成,也叫鼠笼式感应电动机.
图3-4-22.感应电动机的原理
(1)如果设法在空间形成一个旋转的磁场,那么放在旋转磁场中的闭合导体,就会在电磁相互作用的驱动下发生转动.
(2)三相交变电流能在空间产生旋转磁场,仿佛有一块旋转着的磁铁一样.因为磁铁转动时,穿过铝框的磁通量发生了变化,铝框中产生感应电流,感应电流跟磁铁磁场的相互作用,使它跟随着磁铁转动.如图3-4-2所示. 关于电动机、发电机的说法,正确的是(  )
A.交流发电机是根据电磁感应现象制成的
B.电动机是根据电磁感应现象制成的
C.电动机是把电能转化成机械能的装置
D.发电机是把其他能转化成电能的装置【精讲精析】 电动机是应用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成,故B选项错误,其他正确.
【答案】 ACD
请见教材P48图3-4-3是电能与各种能量相互转化的图示.
电能可以转化成下面哪种形式的能量(  )
①太阳能 ②光能 ③声能 ④化学能 ⑤核能 ⑥电磁能
A.①②③④    B.②③④⑥
C.②③⑤⑥ D.①②③⑥【精讲精析】 太阳能、核能最终都能转化为电能,而电能不能转化为太阳能和核能,①⑤错;电能可以转化为光能、声能、化学能、电磁能等,②③④⑥正确,故选B.
【答案】 B
【方法总结】 了解各种能量与电能的相互转化是解题的关键.课件19张PPT。第三章 电路与电能传输第三章 电路与电能传输本章优化总结
专题1 电热与电功的计算2.非纯电阻用电器:电流通过用电器是以转化为内能以外的其他形式的能为目的,发热不是目的,但内能损失是不可避免的.例如电动机、电解槽、蓄电池充电、日光灯等,电能转化为内能和其他形式的能,即W=IUt>Q=I2Rt,其他形式的能E其他=W-Q.
图3-1 在图3-1电路中,R1=2 Ω,R2=4 Ω,电压表示数为3 V.求:
(1)电阻R2上消耗的电功率.
(2)电路每分钟消耗的电能.
【精讲精析】 (1)电路电流:I=U/R=3/2 A=1.5 A
R2两端的电压:U2=IR=1.5×4 V=6 V,
R2上的电功率P=U2I=6×1.5 V=9 W.(2)消耗的电能
W=I2Rt=1.52×(2+4)×60 J=810 J.
【答案】 (1)9 W (2)810 J
专题2 交变电流的图像、表达式的综合应用
交变电流的图像反映了交变电动势(或电流)随时间的变化特征,对正弦交变电流来说,我们可以从图像中获取如下信息:
1.交流电的周期(T):一个完整的正弦波对应的时间段.知道了周期便可以算出线圈转过的角速度ω=2π/T.2.交流电的最大值(E0,I0):图像上的峰值.知道了最大值,便可计算出交变电动势(交变电流)的有效值E=E0/ ,I=I0/ .
3.任意时刻交流电的瞬时值:图像上每个
“点”表示某一时刻交流电的瞬时值.
交变电流的图像可以帮助我们理解交变电流瞬时值表达式,且比表达式更形象直观.在实际问题中将表达式、图像、发电机模型结合起来分析,能够达到举一反三、触类旁通的效果,这也是解决交变电流问题的一个重要方法.
(2010·高考广东卷)如图3-2是某种正弦式交变电压的波形图,由图可确定该电压的(  )
图3-2
A.周期是0.01 s
B.最大值是311 V
C.有效值是220 V
D.表达式为u=220sin100πtV
【答案】 BC专题3 有关变压器的动态分析问题
图3-3
如图3-3所示,理想变压器原线圈接在正弦交变电压上,副线圈通过输电线连接两只相同的灯泡L1、L2,输电线的等效电阻为R,在图示状态下,开关S是断开的,当开关S闭合时,下列说法正确的是(  )
A.副线圈两端的输出电压减小
B.等效电阻R两端的电压减小
C.通过灯泡L1的电流减小
D.原线圈中的电流减小输电线的等效电阻的电压增加,L1两端的电压减小,由欧姆定律可知通过L1的电流减小,故C选项正确.考虑原副线圈的电流比等于匝数的反比,可知通过原线圈的电流变大,故D选项错误.
【答案】 C
课件20张PPT。第二章 电流与磁场第二章 电流与磁场1 电流的磁场1.了解奥斯特的实验研究对人们认识电磁现象所起的重要作用.
2.知道电流周围存在着磁场及磁场、磁感线的概念.
3.知道直线电流、环形电流和通电螺线管周围的磁感线分布情况.一、简单磁现象
通过课本P16上方的插图知道:磁体有____极和____极之分;同名磁极相互_______,异名磁极相互_________.
NS排斥吸引二、奥斯特的划时代发现——电流磁效应
1.电与磁存在联系:丹麦物理学家_________深受康德哲学思想的影响,坚信自然力统一,
____________一定存在着某种联系,电一定能够转化为磁.奥斯特电与磁2.电流磁效应:1820年,___________发现:把一根导线平行地放在磁针的上方,给导线通电时,磁针发生偏转,说明电流也能产生________,这个现象称为_______________.
3.科学意义:奥斯特的发现结束了电与磁分别研究的历史,首次把电与磁联系起来,为电磁学的统一研究奠定了基础,开创了电磁学的新时代.
奥斯特磁场电流磁效应三、电流的磁场
1.磁场:磁体或电流周围空间存在着某种由磁产生的连续介质,起着传递磁力的媒介作用.这些介质称为磁场.
2.磁场的来源:磁场的来源有磁铁、________等.
3.磁场的性质:对放入其中的磁极或_______有力的作用.
电流电流4.磁场的方向:在磁场中任一点,小磁针北极________方向.即小磁针静止时_______所指的方向,就是该点的磁场方向.
5.磁感线
(1)定义:磁感线是在磁场中画出的一些有方向的曲线,在这些曲线上,每一点的_______ ________都在该点的磁场方向上.受力N极切线方向(2)特点:磁感线的疏密程度表示___________,磁场强的地方磁感线密,磁场弱的地方_____ _________.
6.通电直导线、环形导线、通电螺线管周围的磁感线分布(如图2-1-1所示)
图2-1-1
磁场强弱磁感线疏1.定义:用右手握住通电直导线,让伸直的大拇指所指的方向跟电流的方向一致,弯曲的四指所指的方向就是磁感线的环绕方向.
2.拓展
(1)环形电流的磁场:用右手握住通电环形导线,让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是通电环形导线中心轴线上的磁感线方向.
(2)通电螺线管的磁场:用右手握住通电螺线管,让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致,伸直的大拇指所指的方向就是通电螺线管内部的磁感线方向. 如图2-1-2所示,甲乙是直线电流的磁场,丙丁是环形电流的磁场,戊己是通电螺线管电流的磁场,试在图中补画出电流的方向或磁感线方向.
图2-1-2
【精讲精析】 根据安培定则,可以确定甲图中电流方向垂直纸面向里,乙图中电流的方向从下向上,丙图中电流方向是逆时针,丁图中磁感线的方向向下,戊图中磁感线的方向向右,己图中磁感线的方向向右.
【答案】 见精讲精析
【方法总结】 直线电流的磁场、环形电流的磁场、通电螺线管的磁场都可通过安培定则判断,若知道了电流磁场的方向,也可以反过来判断电流的方向,若是自由电荷做定向移动时形成“等效电流”,也可用来判断“等效电流”的磁场.
变式训练
(2011·高考新课标全国卷)为了解释地球的磁性,
19世纪安培假设:地球的磁场是由绕过地心的轴的环形电流I引起的.在下列四个图中,正确表示安培假设中环形电流方向的是(  )
图2-1-3
解析:选B.地磁场的N极在地球南极附近,地磁场的S极在地球北极附近,根据安培定则,可判定电流方向为顺时针方向(站在地球的北极向下看),选项B正确,选项A、C、D错误.
处理此类问题要注意以下两点
1.会用右手定则判断通电直导线、环形电流、通电螺线管周围的磁感线的方向,并掌握通电直导线、环形电流、通电螺线管周围的磁感线的分布情况;
2.小磁针静止时N极指向为该处磁场的方向. 电路没接通时三个小磁针方向如图2-1-4所示,接通电路后确定三个磁针的转向及最后N极的指向.
图2-1-4
【精讲精析】 接通电路后,画出螺线管产生的磁场的磁感线,标出1、2、3处的磁感线方向,根据小磁针静止时N极指向与磁感线方向相同,即可判定小磁针的转动情况及指向.
【答案】 小磁针1逆时针转动,最后N极指左;小磁针2顺时针转动,最后N极指右;小磁针3顺时针转动,最后N极指右
课件27张PPT。2 磁场对通电导线的作用力1.知道什么是安培力.知道匀强磁场中影响通电导线所受安培力大小和方向的因素.
2.理解磁感应强度B的定义式和物理意义.知道磁感应强度的单位.知道用磁感线的疏密程度可以形象地描绘磁感应强度的大小.
3.会用公式F=BIL进行安培力的简单计算.
4.理解磁通量的概念.
一、安培力——磁场对通电导线的作用力
1.定义:磁场对_____________的作用力称为安培力.
2.公式:F=_______ (导体垂直磁场放置).通电导线BIL3.方向:安培力的方向可用______定则判定.
伸开左手,四指并拢,使拇指与其他四个手指_______并处于__________内,把手放入磁场中,让磁感线垂直穿过手心,_______指向电流方向,则左手________所指方向就是安培力的方向.左手垂直同一平面四指拇指二、磁场的定量描述——磁感应强度
1.定义:一段通电直导线______放在磁场里所受的_________与导线中的电流和导线的长度的________的比值,叫磁感应强度.
2.公式:B=
3.单位:________;符号:_____.
4.描述:磁感线的________程度表示磁感应强度的大小,磁感线的__________表示磁感应强度的方向.垂直安培力乘积特斯拉T疏密切线方向三、磁通量
1.定义:如果在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一个与磁场方向______的平面,其面积为S,我们把磁感应强度B与面积S的乘积叫做穿过这个面的_________,简称________.
2.公式:__________,注意:此公式只适用于B与S垂直的情况.
3.单位:_______,简称韦,国际符号是Wb,1 Wb=1 T·m2.垂直磁通量磁通Φ=BS韦伯1.对安培力公式F=BIL的理解
(1)B对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度.
(2)L为导线有效长度(通电导线两端点的连线垂直于磁场方向的分量).
(3)导线所处的磁场应为匀强磁场;在非匀强磁场中,公式F=BIL仅适用于很短的通电导线(我们把这样的直线电流称为直线电流元).
(4)当通电导线与磁场方向既不平行也不垂直时,
F=BILsinθ(其中θ为B和I的方向间的夹角).2.对安培力方向的理解
(1)不管通电导线与磁场方向是否垂直,安培力的方向总垂直于通电导线与磁场方向所决定的平面.(在判断安培力的方向时,应先判断这个平面,然后再应用左手定则).
(2)左手定则判断的是磁场对通电导线的安培力的方向,而不一定是通电导线的运动方向;通电导线是否要运动,要看它所受合力的具体情况而定.
在赤道上,地磁场可以看成沿南北方向并且与地面平行的匀强磁场,磁感应强度是5×10-5 T.如果赤道上有一条沿东西方向的直导线,长20 m,载有从东向西的电流30 A,地磁场对这根导线的作用力有多大?方向如何?【精讲精析】 磁场沿南北方向,导线沿东西方向,即B⊥L,所以F=BIL=5×10-5×30×20 N=3×10-2 N,由左手定则可判定导线所受安培力的方向竖直向下.
【答案】 3×10-2 N 竖直向下
【方法总结】 应用F=BIL计算安培力大小时要注意两点:
(1)通电导线一定要与磁场垂直放置.
(2)通电导线长度L一定是“有效长度”.
变式训练
1.(2012·深圳会考调研)一根通有电流I的直铜棒用软导线挂在如图2-2-1所示的匀强磁场中,此时悬线中的张力大于零而小于铜棒的重力.欲使悬线中张力为零,可采用的方法有(  )
图2-2-1
A.适当增大电流,方向不变
B.适当减小电流,并使它反向
C.电流大小、方向不变,适当增强磁场
D.使原电流反向,并适当减弱磁场
解析:选AC.由左手定则可知,导线受到向上的安培力,大小F=BIL,则欲使悬线中张力为零,可适当增强磁场或增大电流.
3.磁感应强度B的大小虽然可用F、I、L计算出来,但B只取决于磁场本身的性质,与是否放置通电导线、导线长度、通电电流、导线的放置位置方向均无关.
4.磁感应强度是矢量,其方向是该点的磁场的方向,即该点磁感线的切线方向.当空间同时存在几个不同强弱和方向的磁场时,合磁场的磁感应强度等于各个磁场在同一处的磁感应强度的矢量和.【精讲精析】 磁场中某一点的磁场是由形成磁场的磁体或电流的强度与分布情况决定的,与放入其中的电流元无关,电流元所起的作用仅仅是对磁场进行探测,从而确定该磁场的磁感应强度,因此本题答案为D.【答案】 D
变式训练
2.有关磁感应强度的方向,下列说法正确的是(  )
A.B的方向就是小磁针N极所指的方向
B.B的方向与小磁针N极的受力方向一致
C.B的方向就是通电导线的受力方向
D.B的方向就是该处磁场的方向
解析:选BD.磁场的方向就是磁感应强度的方向,规定为小磁针静止时N极所指的方向或小磁针N极的受力方向,它与通电导线所受力的方向是不一致的.
1.对公式Φ=BS的理解:公式中的B应是匀强磁场的磁感应强度,S是与磁场方向垂直的面积.如果平面与磁场方向不垂直,应把面积S投影到与磁场方向垂直的方向上,求出投影面积S⊥代入Φ=BS中计算.
2.磁通量是对某一特定的“面”而言的,是“面”的特征量(不是磁场的特征量),没有特定的面,就无磁通量.
3.磁通量不是矢量是标量,但有正负之分,其正负表示与规定的平面的正面相同还是相反.
4.由于磁通量有正负之分,如果以从某一面射入为正,则从另一面射出即为负,在计算磁通量变化时应特别注意.
关于磁通量,下列说法中正确的是(  )
A.磁通量不仅有大小而且有方向,所以是矢量
B.磁通量越大,磁感应强度越大
C.过某一平面的磁通量为零,该处磁感应强度不一定为零
D.磁通量就是磁感应强度
【精讲精析】 磁通量是标量,没有方向,故A选项不对;由Φ=BS知Φ是由B和S两个因素决定的,Φ大,有可能是由于S较大造成的.所以,磁通量越大,磁感应强度越大是错误的,故B选项错误;由Φ=BS⊥知,当线圈平面与磁场平行时,S⊥=0,Φ=0,但磁感应强度B不为零,故C选项正确;磁通量和磁感应强度是两个不同的物理量,故D选项错误.
【答案】 C
【方法总结】 磁通量Φ是由磁感应强度B和垂直于磁感应强度B方向上线圈的面积S共同决定,Φ没有方向,是标量.
课件22张PPT。3 磁场对运动电荷的作用力1.认识洛伦兹力.
2.会用左手定则判断洛伦兹力的方向.
3.了解电子束磁偏转原理及其在技术上的应用.
4.初步了解显像管的工作原理.
一、洛伦兹力——磁场对运动电荷的作用力
1.定义:磁场对_____________的作用力叫洛伦兹力.
2.洛伦兹力与安培力的关系
通电导线受到的安培力,是导线中定向运动的电荷受到的洛伦兹力的________表现.
运动电荷宏观3.洛伦兹力的方向
左手定则:伸开左手,使大拇指跟其余四指________,且处于同一平面内,让磁感线垂直穿入手心,四指指向______电荷运动的
方向,那么,拇指所指的方向就是正电荷所受___________的方向.
垂直正洛伦兹力4.洛伦兹力的大小
当电荷的运动方向与磁感线垂直时,磁场越_____,电荷带电量越____,运动速度越____,电荷受到的洛伦兹力就越大.强大大二、电子束在磁场中偏转的应用
教材P24图2-3-3是电视机显像管的基本结构.
电视机显像管中电子束的偏转利用的就是_____________在磁场中受到____________的道理来工作的.
运动电荷洛伦兹力1.伸开左手,使大拇指跟其余四指垂直,且处于同一平面内,让磁感线垂直穿入手心,四指指向正电荷运动的方向(负电荷运动的反方向),则大拇指所指的方向就是正(负)电荷所受的洛伦兹力的方向.2.不论磁场的方向与运动电荷的速度的方向是否垂直,洛伦兹力的方向总与速度v的方向垂直,总与磁场B的方向垂直,即洛伦兹力的方向总是垂直于B和v决定的平面.
(2012·阜阳一中高二检测)如图2-3-1所示,是表示磁场磁感应强度B、负电荷运动方向v和磁场对电荷洛伦兹力F的相互关系图,这四个图中正确的是(B、v、F两两垂直)(  )
图2-3-1
【精讲精析】 由左手定则可判断A、B、C选项正确.
【答案】 ABC
【方法总结】 应用左手定则判断洛伦兹力的方向的问题,特别要注意“其余四指”的指向为正电荷运动方向.变式训练
1.如图2-3-2为阴极射线管的结构示意图,阴极射线发出的电子束在阴极和阳极间强电场的作用下沿直线运动,如果在射线管所在区域内加上垂直纸面向里的匀强磁场,则电子束的偏转方向为(  )A.竖直向上偏转   B.竖直向下偏转
C.垂直纸面向里偏转 D.垂直纸面向外偏转
解析:选B.带电粒子所受洛伦兹力的方向可用左手定则判定.在用左手定则判定洛伦兹力方向时,四指应指向电子运动的反方向,磁场垂直穿过手心,则大拇指所指的方向即为洛伦兹力的方向.
1.带电粒子在匀强磁场中的匀速直线运动
若带电粒子的速度方向与磁场方向平行(相同或相反),此时带电粒子所受到的洛伦兹力为零,带电粒子将以入射速度v做匀速直线运动.
2.带电粒子在匀强磁场中的匀速圆周运动
若带电粒子垂直磁场方向进入匀强磁场,由于洛伦兹力始终和运动方向垂直,因此不改变速度的大小,但不停地改变速度的方向,所以带电粒子做匀速圆周运动,洛伦兹力提供了带电粒子做匀速圆周运动的向心力.
一个电子穿过某一空间而未发生偏转,则(  )
A.此空间一定不存在磁场
B.此空间可能有磁场,方向与电子速度平行
C.此空间可能有磁场,方向与电子速度垂直
D.此空间可能有正交的磁场和电场,它们的方向均与电子速度垂直
【精讲精析】依据对洛伦兹力的说明可知:当v的方向与磁感应强度B的方向平行时,运动电荷不受洛伦兹力的作用,带电粒子仍然以速度v做匀速直线运动.因此一个电子穿过某一空间而未发生偏转不能说此空间一定不存在磁场,只能说此空间可能有磁场,方向与电子速度方向平行,或者说此空间可能有正交的磁场和电场,它们的方向均与电子速度方向垂直,导致电子所受合力为零.因此,本题的正确选项为B、D.
【答案】 BD
【方法总结】 解答本题要把握两点:一是电荷在场中的受力特点,二是从电子运动的状态判断受力,轨迹是直线说明电子所受合外力为零或所受力与速度共线.
变式训练
图2-3-3
2.如图2-3-3所示是电视机中显像管的偏转线圈示意图,它由绕在磁环上的两个相同的线圈串联而成,线圈中通有如图所示方向的电流.当电子束从纸里经磁环中心向纸外射来时(图中用符号“·”表示电子束).它将(  )
A.向上偏转 B.向下偏转
C.向右偏转 D.向左偏转
解析:选A.由右手定则判断在偏转线圈内部存在水平向左的磁场,再由左手定则判定电子束向上偏转.
课件34张PPT。4 电磁感应定律1.知道什么是电磁感应现象.
2.掌握产生感应电流的条件.
3.知道什么是感应电动势.
4.理解法拉第电磁感应定律的内容及数学表达式,学会用该定律分析与解决一些简单的问题.
5.知道发电机的基本结构和原理及几种新型发电方式.一、电磁感应现象
由教材P26图2-4-1和图2-4-2的实验得出:
1.电磁感应现象:只要穿过______回路的磁通量发生_______,就会在回路中产生感应电流,这种由于________发生变化而产生电流的现象,叫做电磁感应现象.闭合变化磁通量2.感应电流:电磁感应现象中所产生的电流叫____________.
3.产生感应电流的条件:只要闭合电路的_______________,闭合电路就有电流产生.
二、法拉第电磁感应定律
1.感应电动势:由____________所产生的电动势.单位也是伏特(V).
感应电流磁通量变化电磁感应2.电磁感应定律
(1)内容:回路中所产生的感应电动势E的大小与穿过回路的磁通量的变化率成________.
(2)表达式:E=_________.
正比三、法拉第与电磁感应定律的发现
1820年,丹麦物理学家_________发现了电流的磁效应,它揭示了电现象和磁现象之间存在某种联系.
许多科学家都寄希望于依靠______________或___________使放在旁边的闭合线圈感应出电流,但都失败了.
奥斯特强磁性磁铁强电流1831年8月29日,________发现了电磁感应现象.
如图2-4-1所示,在软铁环的一边绕有两个线圈,线圈A跟________相连.线圈B的两端用一根长导线连接起来,当线圈A通电或切断电源时,可以看到长导线上方的小磁针发生了_______,说明线圈B中产生了电流.法拉第电源偏转图2-4-1
四、电磁感应的一个重要应用——发电机
1.结构:如图2-4-2所示,交流发电机由________(N极与S极)、_______、_______、滑环、________等组成.
图2-4-2
磁体线圈转轴电刷2.原理:当轴在外力(水力、风力、蒸汽压力等)推动下顺时针(以俯视角度观察)转动时,安装在轴上的线圈也在磁场中顺时针旋转,使得线圈的右边由内向外运动,其左边由外向内运动.运动线圈__________磁感线,线圈中产生感应电流,使灯泡发光.
切割五、几种新型发电方式
除目前广泛采用的电磁感应发电方式外,从物理原理来说,还有其他类型的发电方式,其特点在于直接从某种形式的能量转化为电能.例如:
1.太阳能发电.
2.磁流体发电.
3.新型化学电池发电,热电子发射发电等.
1. 产生感应电流的条件:穿过闭合电路的磁通量发生变化.
2.引起磁通量变化的常见情况
(1)闭合电路的部分导体做切割磁感线运动.
(2)线圈在磁场中转动.
(3)磁感应强度发生变化. 有一正方形闭合线圈,在足够大的匀强磁场中运动.图2-4-3中能产生感应电流的是(  )
图2-4-3
【精讲精析】 B、C、D中线圈均在切割磁感线,A中线圈不切割磁感线,所以A中线圈没有感应电流产生.即使切割了磁感线,也不能保证就能产生感应电流,比如B和C中的线圈竖直边切割了磁感线,但闭合线圈的磁通量没有发生变化,故B、C中的线圈也没有感应电流产生.
【答案】 D
【方法总结】 闭合回路的导体切割磁感线并不是回路产生感应电流的充要条件.归根到底还是由“电路是否闭合”和“磁通量是否发生变化”这两个条件共同决定.
变式训练
1.如图2-4-4所示,线框ABCD从有界的匀强磁场区域穿过,下列说法中正确的是(  )
图2-4-4
A.进入匀强磁场区域的过程中,ABCD中有感应电流
B.在匀强磁场中加速运动时,ABCD中有感应电流
C.在匀强磁场中匀速运动时,ABCD中没有感应电流
D.离开匀强磁场区域的过程中,ABCD中没有感应电流
解析:选AC.从磁通量有无“变化”来判断产生感应电流与否,能抓住要点得出正确结论.若从切割磁感线的角度考虑问题,需注意全面比较闭合电路各部分切割的情况.在有界的匀强磁场中,常常需要考虑闭合回路进磁场、出磁场和在磁场中运动的情况,ABCD在匀强磁场中无论是匀速运动,还是加速运动,穿过ABCD的磁通量都没有发生变化.
关于电路中感应电动势的大小,下列说法正确的是(  )
A.穿过电路的磁通量越大,感应电动势就越大
B.电路中磁通量的改变量越大,感应电动势就越大
C.电路中磁通量改变越快,感应电动势就越大
D.若电路中某时刻磁通量为零,则该时刻感应电流一定为零【精讲精析】 根据法拉第电磁感应定律,感应电动势正比于磁通量变化率,C选项中磁通量变化越快,则磁通量的变化率越大,故C选项正确,A、B选项错误,某时刻的磁通量为零,但该时刻磁通量的变化率不一定为零,所以感应电流也就不一定为零,D选项错误,故选C选项.
【答案】 C
变式训练
2.穿过某线圈的磁通量随时间的变化关系如图2-4-5所示,在线圈内产生感应电动势最大值的时间是(  )
A.0 s~2 s
B.2 s~4 s
C.4 s~6 s
D.6 s~10 s 图2-4-5
解析:选C.由题图知:4 s~6 s内磁通量变化最快,故4 s~6 s内感应电动势最大.
如图2-4-6所示,L是由绝缘导线绕制的单匝线圈,设在0.5 s内把磁体的一极插入线圈,这段时间内穿过线圈的磁通量由0增加到1.5×10-5 Wb,这时线圈产生的感应电动势有多大?
图2-4-6
【答案】 3×10-5V
变式训练
3.有一个单匝的线圈,在4 s内穿过它的磁通量从0均匀增加到0.1 Wb,求:
(1)线圈中的感应电动势;
(2)若线圈的总电阻是10 Ω,通过线圈的电流是多大?
答案:(1)0.025 V (2)0.0025 A
课件21张PPT。第二章 电流与磁场第二章 电流与磁场本章优化总结专题1 通电导线或线圈在安培力作用下的运动分析
1.电流元分析法:把整段电流等效为多段直线电流元,先用左手定则判断每小段电流元所受的安培力的方向,从而判断出整段电流所受合力方向,最后确定运动的方向.
2.等效分析法:环形电流可等效为小磁针,条形磁铁可等效为环形电流,通电螺线管可等效为多个环形电流或小磁针.
3.特殊位置分析法:把通电导体转到一个便于分析的特殊位置后判断其安培力方向,从而确定运动方向.
4.转换研究对象法:因为电流之间、电流与磁体之间的相互作用满足牛顿第三定律,这样分析磁体在电流磁场作用下如何运动的问题,可先分析电流在磁体磁场中所受的安培力,然后用牛顿第三定律,再确定磁体所受电流作用力,从而确定磁体所受合力及其运动方向.
如图2-1所示,把轻质导线圈用绝缘细线悬挂在磁铁N极附近.磁铁的轴线穿过线圈的圆心且垂直于线圈平面.当线圈内通入如图方向的电流后,判断线圈如何运动 ?
图2-1
【精讲精析】 法一:可以把圆形线圈分成很多小段.每一小段可以看做一段直线电流.取其中的上下两小段分析,其截面图和受安培力的情况如图2-2所示.根据其中心对称性可知:线圈所受安培力的合力水平向左.故线圈向磁铁运动.
图2-2
法二:图中环形电流可等效为一个小磁针,如图2-3甲所示,所以磁铁和线圈相互吸引,线圈将向磁铁运动.我们还可以将图中的条形磁铁等效为环形电流,根据安培定则,其等效电流方向如图乙所示,由同向平行电流相互吸引可知.磁铁和线圈相互吸引,线圈将向磁铁运动.
图2-3
【答案】 向左运动
专题2 磁场与力学知识的综合
磁场问题的综合性题目往往是与力学知识的综合.磁、力综合题与纯力学题相比,物体只是多受到一个安培力或洛伦兹力的作用,解决问题的思维程序和方法与力学中相同.正确解决问题的前提仍是进行受力分析、运动分析,在此基础上再选用力学知识、规律作出判断,或列出方程求解.
特别提醒:(1)磁场中的许多题目是空间问题,所以要选择合适的剖面画出平面受力图.
(2)洛伦兹力大小、方向与运动速度v有关,反过来洛伦兹力又影响运动状态,因此要用动态的观点分析受力和运动.
一根均匀的金属棒用极轻的两根导线从两头水平吊起,如图2-4所示,匀强磁场方向竖直向上,磁感应强度为B,当金属棒上通有电流I以后,它以两悬线的连线为轴向上偏转一个角度,则以下说法中正确的是(  )
图2-4
A.若电流I值减小一半,偏转角度也减小一半
B.若磁场B值、电流I值均不改变,只改变电流的方向时,角大小不变,但棒向另一侧偏转
C.只要电流I值、磁场B值充分大,棒悬线的偏转角能达到90°
D.棒悬线偏转角θ与棒的长度有关
【精讲精析】 由题图可知,导体棒受到水平方向的安培力、竖直向下的重力、沿绳收缩方向的弹力,根据平衡条件可得:BIL=m0Lgtanθ(m0为单位长度的质量),解得tanθ=m0g/BI,则棒悬线偏转角θ与棒的长度无关,θ不可能为90°,电流I值减小一半,偏转角度θ不会减小一半,故A、C、D选项错误;若磁场B值、电流I值均不改变,只改变电流的方向时,根据tanθ=mg/BI可知:θ角大小不变;但导体棒受到水平方向的安培力方向将反向,则导体棒向另一侧偏转,故B选项正确.
【答案】 B
【方法总结】 解决此问题的思路是受力分析,利用力的平衡求解.与原来求解平衡问题相比,物体多受了一个安培力,正确判断安培力的方向是关键.
专题3 电磁感应现象
1.只要闭合回路中磁通量发生变化,在回路中就会有感应电流,当回路不闭合时,则只有感应电动势,没有感应电流.
如图2-5所示,匀强磁场中有一个与磁场垂直放置的单匝矩形线圈,面积为S,磁场磁感应强度为B,在它绕轴线从图示位置转过180°的过程中,所用时间为t,求这段时间内矩形线圈产生感应电动势的大小.
图2-5
课件21张PPT。第五章 家用电器与家庭生活现代化第五章 家用电器与家庭生活现代化1 家用电器及其选购和使用
1.解家用电器,并能根据说明书正确的使用家用电器.
2.会阅读家用电器说明书,生活中能够合理选购家用电器.一、家用电器的分类
1.电热类家用电器:利用电能转化为______使之具有特定功能的电器.
2.电动类家用电器:利用电能转化为______能使之具有特定功能的电器.
3.电光类家用电器:利用电能转化为光能或________能使之具有特定功能的电器.内能机械电磁波4.信息类家用电器:利用信息______及转换而使之具有特定功能的电器.
二、家用电器的一般结构
1.电源模块为家用电器提供电能.
2.______ 模块将人的意图传达给家电.
3.显示模块将机器当前的状态显示出来.
4._______ 模块相当于电器的“神经”中枢,核心常由CPU集成电路构成.
传输操作控制5._______ 模块是电器的执行机构.
三、家用电器的选购原则
1.满足需要.
2.注意质量.
3.价格_______.
4.尽可能选择能耗____、对环境污染______的产品.
功能合理低较小四、家用电器的使用
家用电器的使用,最重要的步骤是要仔细读懂使用________,按使用说明书规定的程序及办法慢慢调试,实在有问题,再请别人指导.
五、家庭电路及用电安全问题
1.家用电路分成______和______两部分,如图5-1-1所示.说明书照明插座
图5-1-12.安全用电的注意事项
(1)用电总功率不应超过用电配线、电表及保护装置的______________
(2)应有可靠的_______,保护装置宜选用带漏电保护的空气开关.
(3)用电导线(包括插头、接线)不应有祼露在外的部分.
(4)旧的、已被磨损的接线板应停止使用,换额定功率.接地新的接线板.
(5)应配有_______,并掌握正确使用方法,随时检查漏电情况并及时处理.
(6)检修电器必须在______电源(火线、零线全部断开)的情况下进行.
六、家庭节约用电
1.选购电热类家用电器时,要选择______适当的产品.
验电笔切断功率2.要选购转换效率____的产品.
3.对于带有自动控制系统的家用电器,在设置被控制的技术参数时,要作适当选择,不要过高或过低.
4.适应____________规定,是家庭节约用电的措施之一.
5.对于长时间不用的电器,应注意及时关闭电源.高分时段计价
要想正确使用家用电器,最终还得自己学会按使用说明书进行操作. 以下是波导V 10手机快捷键功能说明:
在待机模式下,按导航键的左键即可设定以下快捷功能:
键盘灯设置:在此项下可选择键盘灯开/关,或只在8~17点关闭.
启动/关闭静音:在此项下可快速启动或关闭静音功能.
启动键盘锁:在此项下可手动快速启动键盘锁.启动键盘锁后,键盘锁图标会立即显示在屏幕上,此时您只可使用紧急呼叫功能.要打开键盘锁,要先按发送键,后按确认键.
根据以上知识,说明如何使用键盘锁?
【精讲精析】 首先按导航键的左键,以启动快捷功能;在快捷键中寻找启动键盘锁,然后按确认键,此时键盘已被锁住.要打开键盘锁,要先按发送键,然后再按确认键,即可解除锁定.【答案】 见精讲精析
【方法总结】 在使用家用电器时,要按照说明书上的步骤安全、正确的进行使用.
1.家庭电路里有火线、零线和地线,家电一般是并联连接,家庭电路都有保护开关,大功率家电需要用专线供电,家庭耗电量由电能表测量.2.安全用电要考虑以下几个方面:
(1)电能表和电线应与所用的家电匹配.
(2)使用固定插座比移动插座好.
(3)电源插头应该与插座匹配.
(4)使用三脚插头的电器比两脚插头的电器更安全.
特别提醒:使用三脚插头的电器比两脚插头的电器更安全,原因是三脚插头中有一根是接地线的,当发生漏电事故时,地线把短路电流引向大地而不流经人体,保证了使用者的安全. (2012·武汉学业水平预测)由于使用了大功率的用电器,超出电路负荷而发热,发生了火灾,事后有的同学问为什么保险开关没有跳闸?
【精讲精析】 家庭用的保险开关一般是漏电保险开关,只有在人身触电或电器漏电的情况下跳闸起保护作用,对电流过大,电压过高或双线触电引起的危险,不起作用.【答案】 见精讲精析
【方法总结】 (1)家庭用电保险开关一般指的是漏电保护器;(2)弄清漏电保护器的工作原理.变式训练
某同学发现自己用的台灯突然暗了很多,他应该如何检查原因或排除故障?
答案:(1)看台灯插头是否松动,或有打火现象
(2)看是否有大功率用电器同时使用
(3)检查灯管是否正常
(4)检查电压是否偏低课件25张PPT。2 电热类家用电器
?3 电动类与电光类家用电器
1.道常见的电热类、电动类、电光类家用电器分别包括哪些.
2.了解微波炉、空调器、洗衣机的基本结构和工作原理.
3.会正确使用常见的家用电器.电热类家用电器既包括______,也包括制冷.常见的电热类家用电器有________、电磁炉、电热水器、电暖气、________等.制热微波炉空调器一、微波炉
1.基本结构
主要由____________、传输波导、电源变压器、____________、箱体和控制部分组成,微波发生器的核心器件是_________如图5-2-1所示.
图5-2-1微波发生器高压整流器磁控管.2.特点及功能
(1)能快速加热食品;
(2)遇到金属会被______回来.
二、空调器
 空调器的全名应为空气温度调节器.空调器分为两类:一类________;一类既制冷又制热.后一种空调器属于热泵型空调器,它也属于电热类家用电器,其基本结构及工作反射单制冷原理如下.
1.基本结构
热泵型空调器由_________、_________、________、毛细管和电磁换向阀等所组成,如图5-2-2和5-2-3所示.蒸发器压缩机冷凝器图5-2-2图5-2-32.制冷工作原理
为使室温降低,把电磁换向阀置于制冷工作状态.如图5-2-2所示.此时,蒸发器从室内吸收热量,冷凝器在室外排出热量.
3.制热工作原理
为使室温提高,把电磁换向阀置于制热工作状态.如图5-2-3所示.此时,蒸发器从室外吸收热量,冷凝器在室内排出热量.三、电动类家用电器
1.电动类家电有_________、________、剃须刀、________等,它们都是通过电动机将电能转化为______能,然后替人们完成各种各样的工作.
2.洗衣机
(1)分类:______式、_____式、滚筒式等.
(2)基本原理
洗衣机电风扇吸尘器机械波轮搅拌都是利用电动机把电能转化为机械能,具体操作则是用机械模拟手洗衣物的动作,利用水的冲刷力,衣物之间、衣物与洗衣机桶壁之间的______作用和洗涤剂的______作用来达到洗净衣物的目的.
四、电光类家用电器
电光类家用电器由不同类型的电光源所组成.常见的有白炽灯、_______和固体发光二极管.摩擦去污节能灯
1.微波炉的工作原理
微波炉就是用微波来煮饭烧菜的,微波是一种电磁波,这种电磁波的能量不仅比通常的天线电波大得多,而且还很有个性,微波一碰到金属就发生反射,金属根本没有办法吸收或传导它;微波可以穿过玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料,但不会消耗能量;而含有水分的食物,微波不但不能透过,其能量反而会被吸收,微波炉正是利用微波的这些特性制作的.微波炉的外壳用不锈钢等金属材料制成,可以阻挡微波从炉内逃出,以免影响人们的身体健康,装食物的容器则用绝缘材料制成.微波炉的心脏是磁控管,是个微波发生器,它能产生每秒振动频率为24.5亿次的微波,这种微波能穿透食物达5 cm深,并使食物中的水分也随之运动,剧烈的运动产生了大量的热能,于是食物迅速被煮熟了.
2.微波炉和电磁灶的区别
微波炉与电磁灶都是加热食物的,但加热的原理不同,微波炉是利用微波进入食物内部,使食物分子振动来加热食物.而电磁灶是利用电磁感应原理制成的,利用涡流来加热食物. 为何可以用微波加热食物?
【精讲精析】 微波是一种高频率的电磁波,具有反射、穿透、吸收等三种特性.
反射性:微波碰到金属会反射回来,故采用经特殊处理的钢板制成内壁,根据微波炉内壁所引起的反射作用,使微波来回穿透食物,加强热效率.但炉内不得使用金属容器,否则会影响加热时间.
穿透性:微波对一般的瓷器、玻璃、耐热塑料、木器、竹器等具有穿透作用,故可以成为微波烹调用的最佳器皿.
吸收性:各类食物可吸收微波,致使食物内的分子经过振动以及剧烈的运动而产生了大量的热能.
综上所述,可以用微波加热食物.
【答案】 见精讲精析变式训练
1.电磁灶的工作原理是什么?它与传统加热方式相比主要有哪些优点?
答案:电磁灶是利用电磁感应原理制成的,它在灶内通过交变电流产生磁场,使放在灶台上的铁锅或不锈钢锅体内产生感应电流而发热.
它的优点有:①热效率高,可以达到80%—85%,有效节约能源.②使用电磁灶烹调时,无明火、无废气、无烟尘排放,有利于净化空气和环境保护.③电磁灶采用的是电磁感应原理,电磁灶本身并不发热,有利于防止火灾的发生.④由于电磁灶采用微电脑控制,其体积不大,重量轻,操作简单,使用方便.⑤有自动检知功能,一旦食物烧干,锅具过热,电磁灶会自动检知并停止加热,使用更加安全.
家用电器的铭牌是我们了解家用电器的名片,它显示了该类该款家用电器的很多重要信息,因此认真阅读家用电器的铭牌很有必要. (2012·南充高中高二检测)观察某洗衣机的铭牌,解答下列问题(1)正常洗涤时,通过洗衣机的电流多大?
(2)给水加热的电阻丝电阻有多大?
【思路点拨】 认真阅读铭牌信息,提取相应物理量进行计算.
【答案】 (1)1. A (2)24.8 Ω变式训练
2.一台单热饮水机的铭牌上标着如下表所示的数据.当热水箱储满15 ℃的水后,加热到90 ℃,需要吸收__________ J的热量.若消耗的电能80%被水吸收,饮水机至少需正常工作________s.[c水=4.2×103J/(kg·℃)]答案:2.52×105 630课件15张PPT。4 信息类家用电器
?5 家电的影响和家电的未来
1.道常见的信息类家用电器包括哪些.
2.知道录音机的结构及工作原理.
3.了解家电的影响和家电的未来.
一、信息类家用电器
1.主要利用的是电的______特性.
2.常见的包括收音机、________、电话、_________、数码照相机、家用电脑等.
3.原理是利用电流及电磁波能量的变化来加载和传播信息.声音、图像、控制信号等信息通过相应的设备,经过采集、转化、传送、还原等步骤,实现信息的交互或传播.信息电视机录音机二、录音机
1.盒式录音机是一种可以______、______的信息类家用电器.
2.盒式录音机主要由______、__________及__________等组成,如图5-4-1所示.
录音放音磁头走带机构录放电路图5-4-13.录音机的基本模型:将_______、_______和_______组合在一起,就成了简单的录音机的模型.
三、数码照相机
数码照相机是家电家族的新宠儿,它小巧玲珑,使用方便,不需使用胶卷,即拍即得,可马上检查拍摄的效果;还能直接连接在电脑或打印机上输出精美的图片,照片可以在电脑上进行艺术加工、编辑.录音放音抹音四、家电对生活的影响
1.______ 了家务劳动强度.
2.改变了人们的生活方式,______了人与人之间的时空距离.
3.使人们的生活更加___________.
4.改变了社会的_______结构.
降低缩短丰富多彩产业五、家电的发展趋势
1.家电与环保
(1)家用电器构造中有害材料的替代.
(2)节能.
(3)废旧家电的处理.
2.家电的______化及______化.
3.家电的______化及______化.人性个性信息智能
1.录音的过程主要有以下四步2.放音是录音的逆过程
3.录音机的工作原理:录音机能将声音的电信号转变成磁信号保留在磁带上,播放时又将储存的磁信号转变成电信号,经放大后以足够的功率推动扬声器发出声音. 如图5-4-2甲是录音机录音原理示意图.放音是录音的逆过程,如图乙是放音原理示意图.下列对于在录音、放音过程中主要工作原理的描述,正确的是(  )
图5-4-2A.放音的主要原理是电磁感应,录音的主要原理是电流的磁效应
B.录音的主要原理是电磁感应,放音的主要原理是电流的磁效应
?C.放音和录音的主要原理都是磁场对电流的作用
D.录音和放音的主要原理都是电磁感应【精讲精析】 用磁带录音机录音时,磁头线圈中流过随声音变化的交变电流产生的磁场使磁带上的磁粉(相当于小磁铁)按一定规律排列,所以利用的是电流的磁效应;放音时,随着磁带启动,磁粉不断经过磁头缝隙,在磁头线圈中产生感应电流,因而利用的是电磁感应原理,选项A正确.
【答案】 A
家电智能化是指家电能根据实际情况,在操作过程中自行改变运行程序,灵活地作出正确判断.这是设计者根据经验,预先把各种情况设计成程序,置于操作系统中.智能家电通过各个传感器收集证据,根据控制系统的判断,对操作系统下达指令. 在大力提倡的节约型社会里,变频空调机在节能上有更大的优势,为什么?
【精讲精析】 变频空调机每次启动时,先以高功率、大风量制冷或制热,在迅速接近设定温度后便降低制冷或制热能力,以较低功率精确地维持设定温度,大大降低了耗电量.
【答案】 见精讲精析课件11张PPT。第五章 家用电器与家庭生活现代化第五章 家用电器与家庭生活现代化本章优化总结
专题1 家用电器说明书的使用
选购家电的主要依据是说明书,通过说明书看注意事项、技术参数、安装要求、使用范围和简单故障的排除等.购买家电后,基本的使用步骤是阅读说明书的安装和安全注意事项,看电源是否符合要求;再按要求安装好机器,检查确认后接通电源;然后按照说明书的指示学习使用各种功能. 下表是某冰箱的技术数据
由上表所给数据,计算该冰箱一年的耗电量. (一年按360天计算)【精讲精析】 从上表数据可看出,该冰箱一天的耗电量为1. kW·h,则一年的耗电量为:W=1. kW·h×360=432 kW·h.
【答案】 432 kW·h专题2 家用电器的合理选择
合理选择家用电器应考虑的因素:首先是产品的使用功能,其次是与家居相适应的技术参数、外形结构、产品质量与售后服务以及品牌等,另外还要考虑节约用电与环境保护. 现在的家用电器大多有待机功能,假如你家中有一台电脑,电脑每天的待机时间约8小时,待机功率为10 W;你家中的电视,每天的待机时间为4小时,待机功率约为5 W,则一年消耗电能为多少?(一年按360天计算)
【精讲精析】 一年多消耗的电能为
W=P1t+P2t=10×10-3×8×360 kW·h+5×10-3×4×360 kW·h=36 kW·h.
【答案】 36 kW·h专题3 电路故障分析
分析电路故障常用排除法,即在明确电路结构的基础上,从分析比较故障前后电路中电流、电压的变化入手,确立故障原因并对电路中的元件逐一分析,排除不可能的情况,寻找故障所在.
图5-1 (2012·乐山一中高二检测)如图5-1所示,某学生做研究串联电路电压特点的实验时,接成如图所示的电路,接通S后,他将大内阻的电压表并联在A、C两点间时,电压表的读数为U;当并联在A、B两点间时,电压表读数也为U;当并联在B、C两点间时,电压表读数为零,故障的原因可能是(   )
A.AB段断路   B.BC段断路
C.AB段短路 D.BC段无法判断【精讲精析】 由题意可得UAB=UAC=U,说明由A至电源正极、B至电源负极的线路均已接通,若BC段完好,则AB段断路;若BC段短路,则AB段可能断路,也可能完好,又由题意得UBC=0,因而可能AB段断路,或BC段短路,也有可能出现两者同时发生的情况.
【答案】 A课件14张PPT。第六章 电磁技术与社会发展第六章 电磁技术与社会发展1 电磁学与电磁技术的关系及其历史发展
?2 电磁技术对人类社会发展的贡献
1.道什么是电磁学,什么是电磁技术以及二者之间的关系.
2.了解电磁学与电磁技术的历史发展.
3.了解电磁技术对人类社会发展的贡献.一、电磁学与电磁技术的关系
1.电磁学属于科学范畴,主要是通过对电磁现象的研究来建立反映____________规律性的理论.
2.电磁技术属于技术范畴,主要是利用_____________来研制、制定与电磁特性有关的各种设备、方法及技能.电磁运动电磁学原理3.本教科书中所涉及的电磁技术有三个方面
(1)______技术.
(2)______ 技术.
(3)_________ 技术.
二、电磁学与电磁技术的历史发展
1.电与磁的早期研究
磁石磁性的发现、指南针的发明、地球磁性的观察与研究、电池的发明等都是此阶段的.静电电力电信息2.电磁学的产生与发展
(1)1785年___________的发现,标志着电磁学的产生.
(2)1820年奥斯特_____________的发现,首次把电与磁联系起来.
(3)1831年法拉第关于场的思想及_______________的发现奠定了电磁场理论的基础.库仑定律电流磁效应电磁感应定律(4)1864年_____________建立了电磁场方程并预言了电磁波的存在.
(5)1887年_______证实了电磁波的存在标志着经典电磁学理论体系的建成.
3.电力技术的产生与发展
(1)1832年法国皮希克制成了第一台永磁式发电机.
(2)1834年德国雅可比制成了第一台_________麦克斯韦赫兹电动机.(3)1882年_________发明电灯之后建成了世界上第一座发电站.
(4)1882年直流高压输电装置的发明.
(5)1885年变压器的发明.
(6)1888年交流电机的发明.
(7)1889年三相交流发电机的制成等.
4.电信息技术的产生与发展
(1)1837年莫尔斯与亨利研制出第一台电报装爱迪生置.
(2)1876年贝尔研制_______成功.
(3)1898年马可尼实现了飞跃英吉利海峡的电波通信.
(4)1900年波波夫则把电波通信用于军舰遇难的抢救过程.
(5)1901年电磁波用于电报的发射与接收.
(6)1906年人们第一次听到无线电广播.电话(7)1911年电磁波用于导航.
(8)1916年无线电电话开通.
(9)1923年无线电传真实现,微波通信取得成功.
(10)1926年黑白电视问世.
(11)1929年彩色电视发明.
(12)1935年雷达出现.特别是电子计算机、晶体管、集成电路、微机、信息网络等的出现,使人类进入了信息时代.
三、电磁技术对人类社会发展的贡献
1.________ 与地理大发现.
2.电能的应用与产业革命.
3.电信息的应用与信息社会的到来.______、______、______是人类赖以生存与发展的三种基本资源.指南针物质能量信息4.电磁技术应用的负面影响与社会可持续发展问题
(1)负面影响:主要是_______________和_______________
(2)对策——走可持续发展道路.资源的消耗环境污染.
了解电磁学与电磁技术的关系及其历史发展过程,了解电磁技术对人类社会发展的贡献以及电磁技术应用的负面影响与社会可持续发展问题. 简述18世纪电磁领域的重大发现(或发明)及其物理学家.
【思路点拨】 识记电磁领域的物理学家及重要发明.
【精讲精析】 电池——伏打;电流磁效应——奥斯特;实用电磁铁——亨利;电磁感应定律——法拉第;自激式直流发电机——西门子;白炽灯——爱迪生;交流输电技术——特斯拉等.
【答案】 见精讲精析课件20张PPT。第四章 电磁波与电信息技术第四章 电磁波与电信息技术1 电磁波
1.解电磁波的发现历程.
2.初步了解麦克斯韦电磁场理论的基本思想.
3.了解电磁波的产生和电磁波的基本性质.一、麦克斯韦的大胆假设
1.化的磁场产生电场
如果在空间有变化的磁场,那么这个变化的磁场也会产生______.
2.变化的电场产生磁场
如果在空间有变化的电场,那么这个变化的电场也会产生______.电场磁场二、电磁波存在的预言
1.1865年,麦克斯韦建立的电磁场理论,预言了_______的存在,并推算出电磁波的传播速度等于_________他认为光是一种按照电磁规律在空间传播的电磁扰动.
2.电磁波:由麦克斯韦的电磁理论可知,任何带电体振荡时,都会产生一个变化的______,这个变化的电场会激发一个变化的_______,电磁波光速.电场磁场变化的磁场又会激发一个新的变化的_______这个新的、变化的电场将在周围更远的空间又产生出新的变化的磁场……如此反复,在带电体周围就会形成一个交替变化的________,也叫电磁振荡.电磁场向四周空间由近及远地传播,形成了________.
电场.电磁场电磁波三、电磁波存在的实验验证
_______在人类历史上首先捕捉到了电磁波,证实了__________关于光的电磁理论.
四、电磁波的基本性质
1.电磁波像实物一样,具有______与______,是物质运动的一种形式.
2.在真空中,电磁波的传播速度v等于光速c,即v=c=________ m/s,光波实质上是一种赫兹麦克斯韦能量质量3×108______波.
3.单位时间内电磁波所发送的能量与____________有关;频率愈高,发送的能量愈____.故无线电发射都选用较_______的频率发射.
电磁振动频率f多高
麦克斯韦电磁场理论的核心思想是:变化的磁场可以产生电场,变化的电场可以产生磁场;电场和磁场不是彼此孤立的,它们相互联系、相互激发组成一个统一的电磁场. (2012·成都四中高二检测)关于电磁场理论,下列说法中正确的是(  )
A.在电场周围一定产生磁场,磁场周围一定产生电场
B.在变化的电场周围一定产生变化的磁场,变化的磁场周围一定产生变化的电场
C.均匀变化的电场周围一定产生变化的磁场
D.周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场【精讲精析】 麦克斯韦电磁场理论的两大支柱:变化的电场产生磁场;变化的磁场产生电场.根据麦克斯韦的电磁场理论,只有变化的电场周围才产生磁场,所以选项A错误.而非均匀变化的电场周围产生变化的磁场,均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,周期性变化的电场周围一定产生周期性变化的磁场,所以选项B、C错误,选项D正确.【答案】 D
【方法总结】 不变化的电场周围不产生磁场,变化的电场周围一定产生磁场,但如果电场是均匀变化的,产生的磁场是恒定的;如果电场是周期性(振荡)变化的,产生的磁场将是同频率的周期性(振荡)变化的磁场,反之也成立.
机械波、电磁波都是波,应有很多共同规律,它们由于产生机理不同:也应有各自的特点.
1.相同点
(1)都有波的一切特性,如:都能产生反射、折射、干涉、衍射等现象.
(2)波速、波长、频率之间具有同样的关系.2.不同点
(1)产生机理不同:机械波是由机械振动产生的;电磁波有由电子的周期性运动产生的(无线电波),有由原子的外层电子受激发后产生的(红外线、可见光、紫外线);有由原子的内层电子受激发后产生的(伦琴射线);有由原子核受激发后产生的(γ射线).
(2)介质对传播速度的影响不同①机械波的传播速度由介质决定,与频率无关,即同种介质不同频率的机械波传播速度相同.
②电磁波在真空中传播速度相同,均为3×108m/s.在同种介质中不同频率的电磁波传播速度不同,频率越大传播速度越小.
③机械波不能在真空中传播,电磁波能在真空中传播,其原因是:机械波传播的是振动形式,通过振动形式传递能量,其本身不是物质,故不能在真空中传播;而电磁波是电磁场在空间的传播,本身就是物质,在真空中可以传播,而在介质中传播速度反而受影响.
电磁波和声波相比较,下列说法不正确的是(   )
A.电磁波的传播不需要介质,声波的传播需要介质
B.由空气进入水中时,电磁波速度变小,声波速度变大
C.由空气进入水中时,电磁波波长变小,声波波长变大D.电磁波和声波在介质中的传播速度,都是由介质决定的,与频率无关
【精讲精析】 此题考查电磁波和声波的区别,可从它们的特点上分析,A、B符合物理事实所以正确.根据v=λf,电磁波速度变小,频率不变,波长变小;声波速度变大,频率不变,波长变大,所以C选项正确.电磁波在介质中的速度,与介质有关,也与频率有关,在同一介质中频率越大,波速越小,所以选项D错误.【答案】 D
【方法总结】 电磁波和机械波从一种介质进入另一种介质,频率都不变,这是做本题的关键,v=λf是机械波和电磁波都能使用的公式.课件30张PPT。2 电磁波谱
?3 电信息技术及其应用
1.道波长、频率和波速的关系.
2.了解电磁波谱是由无线电波、微波、红外辐射、可见光、紫外辐射、X射线、γ射线组成的,能够知道它们各自的特点及主要应用.
3.了解电信息技术传输信息的一般过程及应用.一、电磁波谱
1.按电磁波的______或______大小的顺序把它们排列成谱,叫做电磁波谱.
2.按波长由大到小的顺序,它们分别是:无线电波、微波、__________、可见光、__________、________和________电磁波的频率越高,它的波长就越短.波长频率红外辐射紫外辐射X射线γ射线.3.波速、波长、频率之间的关系:_______.
二、电磁波的不同波段及其用途
c=λf三、电信息技术
1.定义:指的是通过____来传输信息的技术.
2.传输信息的一般过程
电3.根据信道的不同,电信号的传输可以分为_____通信和______通信.
四、电信息的应用
1.电话
(1)组成:由________和_________构成.
(2)分类:______电话和______电话.
2.电视
(1)定义:是把图像与声音同时从_________传有线无线发话器收话器固定移动发射端到________的一种技术.
(2)无线电视的流程:如图4-2-1所示.
接收端图4-2-13.雷达
雷达是利用_______进行测距、定位的仪器.
雷达的工作原理:雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生反射的特性工作的.
雷达有广泛的实际应用.电磁波
如图4-2-2所示是按波长由长到短(频率由小到大)顺序排列的电磁波谱.
图4-2-2特别提醒:在电磁波谱中,可见光只是其中很窄的一个波段.由于它们都是本质上相同的电磁波,所以它们的行为都服从共同的规律,但另一方面,由于它们的频率不同而又表现出不同的特性.例如,波长较长的无线电波,很容易表现出干涉、衍射现象,但对波长较短的可见光、紫外辐射、X射线、γ射线,要观察到它们的干涉、衍射现象就越来越困难了. 观察图4-2-3,回答下列问题.
图4-2-3(1)波长最长的、最短的电磁波各是什么?
(2)按照波长由大到小的顺序排列,电磁波可以划分为哪几种?按照频率由大到小的顺序又是怎样呢?
(3)无线电波按照波长由小到大的顺序又可以划分为哪几种?
(4)试举例说明各种电磁波应用的代表性仪器或者符号标志.【精讲精析】 (1)由电磁波谱可知波长最长的是无线电波,波长最短的是γ射线.
(2)按照波长由大到小可以划分为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线.按照频率由大到小的顺序是γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波.
(3)可分为微波、短波、中短波、中波和长波.
(4)长波、中波、短波应用的代表性仪器有收音机、广播电台等;微波的有电视、微波炉等;红外线的有红外线遥感、红外线烤箱等;可见光只占电磁波谱中很小的一部分;紫外线的有紫外线消毒柜、黑光灯等;X射线的有“CT”机、X射线透视器等;γ射线的有放射性标志和γ射线探伤等.
【答案】 见精讲精析
变式训练
1.以下关于电磁波谱的理解正确的是(   )
A.红外线的波长比紫外线的波长短
B.可见光不属于电磁波
C.无线电波的波长比γ射线波长要长
D.无线电波的波长大于1 mm解析:选CD.按照波长由小到大的顺序排列,电磁波可划分为γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线和无线电波,而波长大于1 mm的电磁波属于无线电波.所以C、D正确.
1.波长λ:电磁波在一个周期内传播的距离等于一个波长.
2.频率f:单位时间内完成全振动的次数叫做频率.
3.波速:电磁波的传播速度等于光速,c=3×108 m/s.4.波长、波速和频率间的关系公式:v=λf,T= .
(2012·绵阳学业水平模拟)在真空中传播的波长为15 m的电磁波,进入某一介质中传播时,若传播速度为2×108 m/s,则该电磁波在介质中的波长是多少?【答案】 10 m
【方法总结】 解这类问题的方法
(1)掌握电磁波的传播速度公式c=λf.
(2)电磁波从一种介质进入另一种介质时,频率不发生变化,波速发生变化,波长也发生变化.变式训练
2.关于波长为0.6 μm的红光,下列说法中正确的是(   )
A.其在真空中传播速度为3.0×108 m/s
B.其频率是5×1014 Hz
C.传播10 m的距离需要的时间是1.×10-5 s
D.在10 m的距离中约有1.×107个波长
答案:ABD
熟悉无线电波(超长波、长波、中波、短波、超短波)、微波、红外线、紫外线、X射线、γ射线的作用. 下面列出一些医疗器械的名称和这些器械运用的物理现象.请将相应的字母填写在运用这种现象的医疗器械后面的空格上.
(1)X光机________;
(2)紫外线灯________;
(3)理疗医用“神灯”照射伤口,可使伤口愈合得较好.这里的“神灯”是利用_______.A.光的全反射
B.紫外线具有很强的荧光作用
C.紫外线具有杀菌消毒作用
D.X射线有很强的贯穿能力
E.红外线具有显著的热作用
F.红外线波长较长,易发生衍射【精讲精析】 (1)X光机是用来透视人的体内器官的,因此需要具有较强穿透能力的电磁波,但又不能对人体造成太大的伤害,因此采用了X射线.
(2)紫外线灯主要是用来杀菌的,因此它应用的是紫外线的杀菌作用而非荧光作用.
(3)“神灯”又称红外线灯,主要是用于促进局部血液循环,它利用的是红外线的热效应,使人体局部受热,血液循环加快.
【答案】 (1)D (2)C (3)E
【方法总结】 电磁波在生产、生活和国防科技等方面应用广泛,联系实际的试题较多,要提高自己运用知识的能力.应该留心自然中、生活中、现代技术中应用了什么物理现象和规律,这是解决这类型题目的关键.变式训练
3.下列说法中符合实际的是(   )
A.医院里常用X射线对病房和手术室消毒
B.医院里常用紫外线对病房和手术室消毒
C.在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好的分辨能力
D.在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力解析:选BD.紫外线具有杀菌、消毒的作用,X射线穿透能力较强,因此医院里常用紫外线对病房和手术室进行消毒,用X射线透视人体;在人造地球卫星上对地球进行拍摄是利用射线容易透过云雾烟尘,因而用波长较长的红外线,所以答案为B、D.课件16张PPT。4 传感器及其应用
1.道什么是传感器,了解传感器的作用和功能,知道传感器在现代社会中有广泛的应用.
2.了解传感器的分类原则和方法.
3.知道常见的传感器的工作原理及典型应用.一、传感元件与传感器
1.传感元件:能感受到外界作用,并对这些作用作出_____或把外界作用的______传输到处理装置的元件.
2.传感器:以__________为核心,加上相应装置,使之能把被测的_________按一定规律转换成对应的________的器件或装置.反应信息传感元件非电信号电信号二、传感器类型
1.敏感元件:对自然作用反应灵敏.
2.变换元件:能把不同形式的作用(信息),特别是力、热、声、光、化学等作用量转换成电学量.
3.传感器的作用:将感受的_______ (如压力、温度、位移、浓度、速度、酸碱度等)转换成______ (如电压、电流、电荷等)输出.特别是非电量电量在信息的______、______及控制过程中,传感器是不可缺少的.
转换测量
如图4-2-2所示是按波长由长到短(频率由小到大)顺序排列的电磁波谱.
(2012·海南学业水平预测)关于传感器的下列说法正确的是(   )
A.电视机遥控器就是一个传感器
B.传感器是一种能够将非电量转换为电量的检测装置
C.传感器是实现信息自动检测和自动控制的首要器件
D.无人管理的自动灌溉系统是温度传感器在农业生产中的应用【精讲精析】 电视机的遥控器中有红外传感器,故A正确;自动灌溉系统是一种利用湿度传感器判断农田水分蒸发情况、自动决定供水和停水的装置,故D错.由传感器的特性原理知选项B、C正确.
【答案】 ABC【方法总结】 传感器是一种感受外部信息,并将其按照一定规律转换成电信号的器件或装置,了解传感器的特性、原理是分析问题的关键.变式训练
1.下列说法不正确的是(   )
A.温度传感器通常是利用物体的某一物理性质随温度的变化而改变制成的
B.红外线传感器接收携带着信息的红外线,转换成电信号,从而得知辐射源的相关信息
C.目前常用的传感器有温度传感器、光传感器、压力传感器等
D.热敏电阻是由绝缘材料制成的电阻器,其电阻值会随温度值的变化而改变
解析:选D.热敏电阻是由半导体材料制成的.故选项D的说法不正确,应选D选项.
熟悉利用非电量(如力、位移、速度、振动、温度、压力、成分、浓度、流量、光强、pH值、射线剂量等)的变化引起材料电磁参数的变化可制成各种不同类型的传感器,例如电阻式传感器、电容式传感器、电感式传感器、热电式传感器. 按如图4-4-1所示连接好电路,合上S,发现小灯泡不亮,原因是________;用电吹风对热敏电阻加热一会儿,会发现小灯泡________,原因是________;停止吹风,会发现________;把热敏电阻放入冷水中会出现________.
图4-4-1【精讲精析】 由于热敏电阻阻值较大,左侧电路电流较小,电磁铁磁性较弱吸不住衔铁.对热敏电阻加热其阻值减小后,电路电流变大,电磁铁把衔铁吸下后接通右侧电路,灯变亮.停止吹风小灯泡不会立即熄灭,因为热敏电阻温度仍然较高;把热敏电阻放入冷水后,温度降低,小灯泡熄灭.【答案】 见精讲精析
【方法总结】 弄清楚热敏电阻的阻值随温度的变化关系是解决本题的关键.变式训练
2.(2012·湖南学业水平预测)如图4-4-2所示,将万用电表的选择开关置于“欧姆”挡,再将电表的两表笔与受温度影响的热敏电阻Rt的两端相连,这时表针恰好指在刻度盘的正中间,若往Rt上擦一些酒精,表针将向________(填“左”或“右”)转动;若用吹风机向Rt吹热风,表针将向________(填“左”或“右”)转动.

图4-4-2
解析:在Rt上擦一些酒精,酒精蒸发带走热量,使Rt温度降低,其阻值增大,故欧姆表指针向左偏;当向Rt吹热风时,Rt温度升高,其阻值减小,欧姆表指针向右偏.
答案:左 右课件21张PPT。第四章 电磁波与电信息技术第四章 电磁波与电信息技术本章优化总结
专题1 对麦克斯韦电磁场理论的理解
麦克斯韦总结了人们对电磁规律的研究成果,大胆预言了电磁场的存在,完整建立了电磁场理论.其理论的根本:变化的磁场(电场)产生电场(磁场);均匀变化的磁场(电场)产生恒定的电场(磁场);周期性变化的磁场(电场)产生周期性变化的电场(磁场). 有关电磁场理论的下列说法中,正确的是(   )
A.任何变化的磁场都要在空间产生变化的电场
B.任何电场都要在周围空间产生磁场
C.任何变化的电场要在周围空间产生磁场
D.电场和磁场总是相互联系着,形成一个不可分离的统一体,即电磁场【精讲精析】 根据麦克斯韦理论,均匀变化的磁场在周围空间产生的电场是恒定的,选项A错误.同理,并不是任何电场都会在周围空间产生磁场,选项B错误.电场和磁场并不总是相互联系着的,例如,静止电荷周围只有静电场,静止磁体周围只有恒定的磁场.只有变化的电场和变化的磁场才能形成一个不可分离的统一体,即电磁场,选项D错误.
【答案】 C专题2 对电磁波谱的理解和应用
在空间传播着的交变电磁场,即电磁波.它在真空中的传播速度为每秒30万千米.电磁波包括的范围很广.实验证明,无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波,它们的区别仅在于频率或波长有很大差别,光波的频率比无线电波的频率要高很多,光波的波长比无线电波的波长短很多;而X射线和γ射线的频率则更高,波长则更短.为了对各种电磁波有个全面的了解,人们按照波长或频率的顺序把这些电磁波排列起来,这就是电磁波谱.随着科学技术的发展,各波段都已冲破界限与其他相邻波段重叠起来.目前在电磁波谱中除了波长极短的一端外,不再留有任何未知的空白了.在电磁波谱中各种电磁波由于频率或波长不同而表现出不同的特性.要求要了解它们的特点和应用.同时要明确电磁波是一种物质,它是客观存在的真实物质,是物质存在的另一种形式.电磁波具有能量,是以电磁场的形式存在的能量,也就是说电磁场的能量通过电磁波来传播.
(2012·攀枝花三中高二检测)下列说法正确的是(   )
A.麦克斯韦证明了光的电磁说的正确性
B.红外线的显著作用是热作用,紫外线最显著的作用是化学作用
C.X射线的穿透本领比γ射线更强
D.X射线与γ射线的产生机理不同,因此它们的频率范围界线分明,不可能重叠【精讲精析】 麦克斯韦提出了光的电磁说,赫兹用实验证明了光的电磁说的正确性.X射线是原子的内层电子受激发而产生的,γ射线是原子核受激发而产生的,产生机理确实不同,但X射线和γ射线都有一个较大的频率范围,较高频率的X射线与较低频率的γ射线产生了重叠,其他相邻电磁波间也存在重叠.综上所述,A、D选项不正确,B选项与事实一致,C选项与事实相反.所以只有选项B正确.
【答案】 B专题3 传感器的分类和原理
1.传感器是一种能感知和识别信息的装置,它由敏感元件和电路组成,能将感知和测量到的非电量转变为电量.
2.对传感器有多种不同的分类方法.根据检测量的不同,可把传感器分为物理型、化学型和生物型三类.
3.物理型传感器主要利用被测物理量变化时,敏感元件的电量(如电阻、电压、电容等)发生明显变化的特性制成的.如力学传感器,就是利用物体在外力或惯性的作用下产生形变或位移,从而敏感元件的电阻或电容发生相应变化的原理制成的.
4.化学型传感器是能通过有关化学效应,把化学物质的成分、浓度等转换为电量的敏感元件制成的.5.生物型传感器是利用生物体组织的各种生物、化学与物理效应制成的,有酶传感器、免疫传感器、抗原体传感器等.
6.能制成传感器的敏感元件有许多,其中利用了物理性质的常用敏感元件如下表所示:传感器已在生产、生活、科研、军事中得到了广泛的应用,使人类收集信息的能力得到极大的扩展和延伸.
人体本来无法感知的红外线、超声波、微小位移、微小压力、微小温差等,现在可以用传感器来检测;人们无法涉足的,如高温、高压、强辐射等危险的场所,现在可以让传感器进去工作.随着微电子技术、材料技术、电子计算机技术的飞速发展,人们还研制了智能传感器和微型传感器.
智能传感器源于航天器的开发.对于航天飞机来说,它在太空中的位置、速度、加速度、飞行姿态,以及航天员居住空间的温度、湿度、空气成分、微量气体等,都需要有各种传感器去获取信息,并用电子计算机进行处理.于是人们将传感器与计算机构成一个整体,这就是智能传感器.机器人身上就大量使用了各种智能传感器.
微型传感器是由亚微米至亚毫米范围内的电子元件和机械元件制成的,将传感、处理、执行诸功能融为一体的微机电系统.微型传感器尺寸小,集成化程度高,功能强大.它使人类获取信息并进行相应控制的工作可深入到微米量级的空间中进行.利用微型传感器制成的无线肠胃检查药丸可以检查胃肠道,并将病理信息发射到人体外的仪器上,供医生准确地诊断疾病.
在电熨斗中装有双金属片温度传感器,请简要叙述一下电熨斗如何自动控制温度.
【精讲精析】 双金属片的膨胀系数不同,上层金属的膨胀系数大于下层金属.当温度变化时,由于双金属片的膨胀系数不同从而控制电路的通断,以达到控制温度的目的.
【答案】 见精讲精析