(共18张PPT)
第1节 电磁学与电磁技术的关系及其历史发展
第2节 电磁技术对人类社会发展的贡献
课前自主学案
核心要点突破
学习目标
课堂互动讲练
第1节第2节
知能优化训练
学习目标
1.知道什么是电磁学，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．
课前自主学案
一、电磁学与电磁技术的关系
1．电磁学属于____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____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．
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．
科学
电磁运动
技术
电磁学原理
静电
电力
电信息
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．
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，统一了电和磁．
(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．
(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．
库仑定理
电流磁效应
电磁感应定律
麦克斯韦
赫兹
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______．
(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．
电动机
爱迪生
(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．
电话
(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．
(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．
指南针
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．
四、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．
物质
能量
信息
资源的消耗
环境污染
核心要点突破
电磁技术的应用和作用
现代电磁技术的应用和作用是本节的重点，结合移动电话、电脑、互联网技术及现代化的电气化、自动化等各方面具体应用，可以看出电磁技术对当代社会的现代化、对人类社会的发展有多么重大的影响，它极大地促进了社会文明的发展，促进了现代化社会的前进．
法拉第于1831年发现了电磁感应现象之后，工程技术专家敏锐地意识到电力对人类生活的意义，纷纷投身于对电力开发、传输和利用方面的研究．
1832年，法国发明家皮克西制成第一台手摇发电机；1866年，德国工程师西门子制造了第一台自激式发电机，大大提高了发电的效率．
世界上第一台直流电动机则是在1834年由美国工程师达文波特在美国物理学家约瑟夫·亨利的支持下制造的．从此，电力开始成为取代蒸汽动力的新能源．
电灯、电报、电话、电车、电焊、电影放映机等的相继问世，使电力的应用范围不断扩大，人们对电力的需求因此也不断增长.1882年，法国物理学家德普雷发现了远距离送电的方法；同年，美国发明家爱迪生建立的第一个火力发电站开始运行．
到19世纪末20世纪初，世界进入了电气时代．
课堂互动讲练
学科内综合应用
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．
例
【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
知能优化训练
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第2节 电热类家用电器
第3节 电动类与电光类家用电器
课前自主学案
核心要点突破
学习目标
课堂互动讲练
第2节第3节
知能优化训练
学习目标
1.知道常见的电热类、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．
课前自主学案
电热类家用电器既包括____，也包括____．常见的电热类家用电器有______、______、电热水器、电暖气、______等．
制热
制冷
微波炉
电磁炉
空调器
一、微波炉
1．基本结构
主要由__________、传输波导、__________、__________、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
电源变压器
高压整流器
磁控管
2．特点及功能
(1)能____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______________．空调器分为两类：一类______；一类____________．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，其基本结构及工作原理如下．
快速
反射
空气温度调节器
单制冷
既制冷又制热
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所示．
图5－2－2
蒸发器
压缩机
冷凝器
2．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．见图5－2－2(甲)．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．见图5－2－2(乙)．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______、______、______、______等，它们都是通过电动机将电能转化为______，然后替人们完成各种各样的工作．
2．洗衣机
(1)分类：____式、____式、____式等．
洗衣机
电风扇
剃须刀
吸尘器
机械能
波轮
搅拌
滚筒
(2)基本原理
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________的目的．
四、电光类家用电器
电光类家用电器由不同类型的______所组成．常见的有______、______和固体发光二极管．
摩擦
去污
洗净衣物
电光源
白炽灯
节能灯
核心要点突破
一、对微波及微波炉的进一步理解
1．微波是波长为1 m～1 mm、频率为300～300000 MHz的电磁波．我国用于加热的微波频率是915MHz和2450MHz.
极性分子内部的正负电荷中心不重合，其一端显正电性，另一端显负电性．能被微波加热的介质主要是极性分子介质．
2．微波的特点
(1)致热特性；(2)反射特性；(3)可透射性．
3．微波炉的结构
微波炉主要由磁控管、炉腔和电源电路三部分组成．其工作原理如下所示：
4．微波炉的辐射问题
人体受到过量的微波辐射，会造成头昏、睡眠障碍、记忆力减退、心动过缓、血压下降等．
二、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．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
微波炉的原理是什么？
答案：微波炉是一种利用微波加热食物的家电，微波能够穿透食物表面进入内部，使食物分子高速振动，部分微波能量被转换成食物分子的内能，使食物加热．
三、额定功率和实际功率
1．用电器在额定电压或者额定电流下工作时对应的功率，称为额定功率．用电器的实际功率是用电器实际工作时消耗的电功率，为了使用电器不被烧毁，要求实际功率不能大于其额定功率．
2．用电器在电路中工作时，其实际电功率随着实际电压的变化而变化，只有当用电器两端的实际电压恰等于其额定电压时，用电器的实际功率才等于它的额定功率，这种情况叫做用电器正常工作．若用电器的实际电压大于其额定电压，则用电器的实际功率大于其额定功率，在这种情况下，用电器不能长时间工作，否则容易损坏用电器．若用电器的实际电压小于其额定电压，则用电器的实际功率小于其额定功率，不能正常工作．
3．无论用电器是否在额定电压下工作，实际电功率是否等于额定电功率，用电器的电阻通常认为是恒定不变的，这是利用用电器的额定值计算实际电功率的一个关键和桥梁．
课堂互动讲练
对家用电器基本原理的理解
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．
例1
穿透性：微波对一般的瓷器、玻璃、耐热塑胶、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，摩擦而产生内能．
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？它比传统加热方式主要有哪些优点？
答案：(1)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．
(2)它比传统加热方式的优点有：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．
观察某洗衣机的铭牌，解答下列问题
家用电器的铭牌问题
例2
防触电保护类别Ⅰ类 额定洗涤容量5 kg
额定电压220 V 电源频率50 Hz
洗涤功率330 W 甩干功率650 W
水加热功率1950 W 最大工作电流10 A
自来水压力0.05 MPa≤p≤1 MPa 重量72 kg
出厂日期：1997年8月28日
出厂编号：970828253
(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)1.5 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·℃)]
饮水桶容量 18.9 L
热水箱容量 0.8 L
额定电压 220 V
加热时功率 500 W
保温时功率 40 W
频率 50 Hz
答案：2.52×105 630
知能优化训练
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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．
例1
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 图2－2
【精讲精析】 法一：可以把圆形线圈分成很多小段．每一小段可以看作一段直线电流．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．
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．
【答案】 向左运动
图2－3
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．
特别注意：(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．
图2－4
例2
如图2－4所示，导体杆ab的质量为m，电阻为R，放置在与水平面夹角为θ的倾斜金属导轨上，导轨间距为d，电阻不计，系统处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度为B，电池内阻不计，问：若导线光滑，电源电动势E多大才能使导体杆静止在导轨上？
【思路点拨】 解题时先根据受力情况求出安培力，并进一步求出电流，
最后由闭合电路欧姆定律
求出电源电动势．
图2－5
【题后反思】 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．
电磁感应现象
例3
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2－6
【答案】 2BS/t
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五、六 章 优 化 总 结
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章末综合检测
本章优化总结
知识网络构建
知识网络构建
专题归纳整合
家用电器说明书使用
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、使用广泛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
例1
型号 BCD—181C 额定频率 50 Hz
气候类型 ST型 输入功率 130 W
耗电量 1.2 kW·h/24 h 额定电压 ～220 V
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1.2 kW·h，则一年的耗电量为：E＝1.2 kW·h×360＝432 kW·h.
【答案】 432 kW·h
合理选用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．
家用电器的合理选择
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
E＝P1t＋P2t＝10×10－3×8×360 kW·h＋5×10－3×4×360 kW·h＝36 kW·h.
【答案】 36 kW·h
例2
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．
电路故障分析
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( )
例3
图5－1
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
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第1节 家用电器及其选购和使用
课前自主学案
核心要点突破
学习目标
课堂互动讲练
第1节
知能优化训练
学习目标
1.了解家用电器，并能根据说明书正确的使用家用电器．
2．会阅读常用家电说明书，生活中能够合理选购家用电器．
课前自主学案
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___能或______能使之具有特定功能的电器．
4．信息类家用电器：利用信息____及____而使之具有特定功能的电器．
内能
机械
光
电磁波
传输
转换
二、家用电器的一般结构
家用电器的一般结构包括以下五个模块：
1．____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．____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_____集成电路构成．
5．____模块是电器的执行机构．
电源
操作
显示
控制
CPU
功能
三、家用电器的选购原则
1．满足____．
2．注意____．
3．价格____．
4．尽可能选择能耗低、对环境污染较__的产品．
需要
质量
合理
小
思考感悟
移动通信诞生在19世纪末，最早用在船舶通信上．随着汽车的增加，1921年美国出现了汽车电话，20世纪中叶以后，移动电话快速发展．现在个人移动电话正在迅速普及．假如你想买一部手机，你该如何选用？
提示：从功能、外形结构、质量、售后服务等角度思考和选择．
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．
说明书
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．
图5－1－1
照明
插座
2．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________的部分．
额定功率
接地
祼露在外
(4)旧的、已被磨损的接线板应停止使用，换新的接线板．
(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．
验电笔
切断
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．
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____选择，不要过___或过___．
功率
高
适当
高
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________．
分时段计价
关闭电源
核心要点突破
一、家庭电路和安全用电
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．
二、漏电保护开关的工作原理
漏电保护器是人们日常生活中常见的一种仪器．其工作原理是利用变压器的原理进行开关控制，从而保护线路，防止漏电．由图5－1－2可知：正常时，通过两个并绕的原线圈ab和cd的电流方向相反，而大小相同，产生的磁场相互抵消，通过副线圈的磁通量始终为零，ef两端没有电压，脱扣开关K能保持接通．
当b线上有人接触或家用电器外壳漏电时，b线中的电流有一部分通过人体或家用电器直接流入大地，通过cd线圈的电流就小于通过ab线圈的电流，产生的磁场不能全部抵消，通过副线圈的磁通量不为零．由于是交流电，所以通过副线圈的磁通量是变化的，在ef两端产生感应电压，使脱扣开关K断开，起到了保护作用．显然，电流过大，电压过高，双线触电，不会引起ab和cd中的电流大小不同，也就起不了保护作用．
图5－1－2
如果我们平常掌握了一些常见的用电器、电学仪器的基本原理、结构、使用方法及安全用电常识，就能综合运用所学的基础知识分析解决这些实际问题．
特别提醒：使用插头应注意什么？
(1)检查插头和插座是否匹配．
(2)插头的插片是否有松动．
(3)插头是否全部插入，以免接触不良引起发热．
(4)连接插头的导线是否有破损、折断．
课堂互动讲练
家用电器的正确使用
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：
1．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．
2．启动/关闭静音：在此项下可快速启动或关闭静音功能．
例1
3．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，要按照说明书上的安全、正确的步骤进行使用．
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？
【思路点拨】 漏电保护器一般指的是家庭用电保险开关．
关于家庭电路和安全用电指导
例2
【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
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
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第3节 磁场对运动电荷的作用
核心要点突破
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知能优化训练
第
3
节
课前自主学案
学习目标
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．
学习目标
课前自主学案
一、洛伦兹力——磁场对运动电荷的作用力
1．定义：磁场对____________的力叫洛伦兹力．
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(如是_______电荷，则四指指向负电荷运动的反方向)，那么，拇指所指的方向就是正电荷所受
____________的方向．
垂直
正
负
洛伦兹力
思考感悟
电荷在电场中会受到电场力的作用，那么电荷放入磁场中是否一定会受到磁场力的作用？
提示：当电荷在磁场中静止或沿着磁感线方向运动时，电荷不会受到磁场力的作用，只有当电荷运动且运动方向不与磁场平行时，才受洛伦兹力作用．
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_____，运动速度越快，电荷受到的洛伦兹力就越大．
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．
强
大
运动电荷
洛伦兹力
核心要点突破
一、洛伦兹力和电场力的比较
这两种力是带电粒子在两种不同的场中受到的力，反映了磁场和电场都有力的性质，但这两种力的区别也是十分明显的.
洛伦兹力 电场力
力的概念 磁场对其中的运动电荷的作用 电场对放入其中的电荷的作用
洛伦兹力 电场力
产生条件 磁场中的运动电荷，且运动方向与磁场方向不共线电荷将受到洛伦兹力作用 电场中的电荷无论静止还是沿任意方向运动都要受到电场力
方向 ①方向由电荷正负、磁场方向以及电荷运动方向决定，方向之间关系遵循左手定则
②洛伦兹力方向一定垂直于磁场方向及电荷运动方向 ①方向由电荷正负、电场方向决定
②正电荷受力方向与电场方向一致，负电荷受力方向与电场方向相反
洛伦兹力 电场力
大小 F洛＝qvBsinθ F电＝qE
做功情况 一定不做功 可能做正功，可能做负功，也可能不做功
即时应用(即时突破，小试牛刀)
1.关于带电粒子在匀强电场和匀强磁场中的运动，下列说法正确的是( )
A．带电粒子沿电场线方向射入，静电力对带电粒子做正功，粒子动能一定增加
B．带电粒子垂直于电场线方向射入，静电力对带电粒子不做功，粒子动能不变
C．带电粒子沿磁感线方向射入，洛伦兹力对带电粒子做正功，粒子动能一定增加
D．不管带电粒子怎样射入磁场，洛伦兹力对带电粒子都不做功，粒子动能不变
解析：选D.带电粒子沿电场线方向射入，若为正电荷，静电力对带电粒子做正功，粒子动能增大，若为负电荷，静电力对带电粒子做负功，粒子动能减小，A错误；带电粒子垂直电场线方向射入，粒子做类平抛运动，静电力一定做正功，粒子动能增加，B错误；由于洛伦兹力的方向始终与粒子的速度方向垂直，故洛伦兹力永远不做功，C错误，D正确．
二、洛伦兹力与安培力的异同
1．在导体静止不动时，安培力是洛伦兹力的合力，所以洛伦兹力的方向与安培力的方向是一致的，可由左手定则判定．判断洛伦兹力的方向时一定要注意F洛垂直于v与B所决定的平面．
2．当运动电荷的速度v的方向与磁感应强度的方向平行时，运动电荷不受洛伦兹力的作用，仍以初速度做匀速直线运动．而磁场中静止的电荷也不受洛伦兹力的作用．导体平行磁场方向放置时，定向运动的电荷不受洛伦兹力，所以导体也不受安培力．
3．洛伦兹力对运动电荷永不做功，而安培力对运动导体却可以做功．
由于洛伦兹力F洛始终垂直于电荷的运动速度v的方向，不论电荷做什么性质的运动，也不论电荷是什么样的运动轨迹，F洛只改变v的方向，并不改变v的大小，所以洛伦兹力对运动电荷不做功．通电导体在磁场中运动时，电荷相对磁场的运动方向并不沿导体方向，所受洛伦兹力的方向也不垂直于导体，洛伦兹力垂直于导体方向的分力做正功，而沿导体方向的分力做负功，总功仍为0.导体中所有运动电荷受到的洛伦兹力，在垂直于导体方向的分力的合力就是安培力，所以安培力对运动导体可以做功．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
2．关于安培力和洛伦兹力，下面的说法中正确的是( )
A．洛伦兹力和安培力是性质完全不同的两种力
B．安培力和洛伦兹力，其本质都是磁场对运动电荷的作用力
C．安培力和洛伦兹力，二者是等价的
D．安培力对通电导体能做功，但洛伦兹力对运动电荷不能做功
解析：选BD.安培力是洛伦兹力的宏观表现，其本质都是磁场对运动电荷的作用，所以A错，B对，C错．洛伦兹力总垂直于电荷的运动方向，所以不做功，而安培力却可以与运动方向不垂直，所以可以做功，D对．
课堂互动讲练
洛伦兹力方向的判断
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)( )
例1
图2－3－1
【思路点拨】 应用左手定则解决三者间方向的问题，特别要注意“其余四指”的指向．
【精讲精析】 由左手定则可判断A、B、C正确．
【答案】 ABC
【易误警示】 本题易错选D项．应用左手定则判断洛伦兹力的方向时，四指指向正电荷运动方向，由于读题不认真误将电荷当成正电荷．
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
图2－3－2
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．
运动电荷在磁场中的运动
例2
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
【思路点拨】 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受合外力为零或所受力与速度共线．
【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
变式训练2 如图2－3－3，三个带正电的小球从同一高度以相同初速度分别在匀强电场中、匀强磁场中、重力场中水平抛出，落地时速度大小相比( )
A．落地速度大小三者一样大
B．②小球落地速度最大
C．①小球落地速度最大
D．②③小球落地速度大小一样大
图2－3－3
解析：选CD.②③两球只有重力做功，且做功相同，由动能定理分析可知两球落地速度大小相等，而①球除重力做正功外，还有电场力对其做了功，落地速度最大，选项C、D正确．
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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.
(2011年成都市高二检测)有一个直流电动机，把它接入0.2 V电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4 A；若把电动机接入2.0 V电压的电路中，电动机正常工作，工作电流是1.0 A．求电动机正常工作时的输出功率多大？如果在电动机正常工作时，转子突然被卡住，电动机的发热功率是多大？
例1
【思路点拨】 电动机转子不转时，消耗的电能全部转化为内能，为纯电阻元件，这时欧姆定律成立，电功率和热功率相等．当电动机转动时，电动机消耗的电功率P＝P热＋P机，P机即为电动机的输出功率．
【答案】 1.5 W 8 W
【方法总结】 (1)含电动机的电路是非纯电阻电路，要注意区分电功率和热功率，电功率P电＝IU，热功率P热＝I2R，机械功率P机＝P电 －P热．
(2)注意搞清电动机电路中的能量转化关系．
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.
交变电流的图像、表达式的综合应用
(2010年高考广东卷)如图3－1是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的( )
图3－1
例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＝220sin100πt(V)
【答案】 BC
有关变压器的问题
如图3－2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( )
图3－2
例3
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
开关闭合后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错误．
【答案】 C
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第4节 信息类家用电器
第5节 家电的影响和家电的未来
课前自主学案
核心要点突破
学习目标
课堂互动讲练
第4节第5节
知能优化训练
学习目标
1.知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．
课前自主学案
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．
图5－4－1
录音
放音
磁头
走带机构
录放电路
3．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
核心要点突破
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变为电信号，经放大后以足够的功率推动扬声器发出声音．
二、对家用电器的正确使用
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．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
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？
解析：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：见解析
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，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( )
录音机的工作原理
例
图5－4－2
课堂互动讲练
A．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
【方法总结】 生活中要多看、多思、多动手．
知能优化训练
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对库仑定律及库仑力的理解
1．库仑定律说明了两方面的内容：电荷间相互作用力的大小和方向．
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．
4．两电荷间的库仑力为相互作用力，同样满足牛顿第三定律．
5．库仑定律只适用真空中点电荷．
例1
【答案】 C
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．如果力的单位用牛，电荷量的单位用库，电场强度的单位是牛每库，符号是N/C.
5．电场强度是描述电场力性质的物理量，与放入电场中的电荷无关，它的大小仅由电场本身决定．
例2
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B错；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，C正确，D错．
图1－1
【答案】 C
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．
图1－2
例3
一带电粒子从电场中的A点运动到B点，径迹如图1－2中虚线所示，不计粒子所受重力，则( )
A．A点的场强大于B点场强
B．A点的场强小于B点场强
C．粒子在A点的加速度大于在B点的加速度
D．粒子在A点的加速度小于在B点的加速度
【精讲精析】 根据电场线的分布可知，电场线稠密的地方场强大，电荷在场强大的地方受到的电场力大，产生的加速度也必然大．选项AC正确．
【答案】 AC
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第2节 电磁波谱
第3节 电信息技术及其应用
课前自主学案
核心要点突破
学习目标
课堂互动讲练
第2节第3节
知能优化训练
学习目标
1.掌握波长、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．
课前自主学案
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、________、可见光、________、______和______．电磁波的频率越高，它的波长就越___．
3．波速、波长、频率之间的关系：v＝λf.
波长
频率
红外辐射
紫外辐射
X射线
γ射线
短
二、电磁波的不同波段及其用途
电磁波谱 特征 应用 真空中波长/m 频率/Hz
无线电波 波动性强 无线电技术 ＞10－4 ＜1012
微波 传输容量大抗干扰 雷达、微波炉
红外辐射 ______强 红外探测器 10－4～10－7 1012～1015
可见光 引起视觉 照明、摄影 10－7 1015
热效应
电磁波谱 特征 应用 真空中波长/m 频率/Hz
紫外辐射 化学效应强，________强，能杀菌 医用消毒 10－7～10－9 1015～1017
X射线 贯穿性强 检查、探测、医用透视 10－8～10－12 1016～1020
γ射线 ________最强 工业探伤、医用治疗 ＜10－12 ＞1019
荧光效应
贯穿本领
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
3．根据信道的不同，电信号的传输可以分为____通信和____通信．
电
有线
无线
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．
发话器
收话器
固定
移动
2．电视
(1)定义：是把图像与声音同时从______传到______的一种技术．
(2)无线电视的流程：如图4－2－1.
图4－2－1
发射端
接收端
3．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
核心要点突破
二、电磁波谱的认识
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．
三、电视、移动通信
1．电视
电视系统主要由摄像机和接收机组成．把图像各个部位分成一系列小点，称为像素，每幅图像至少要有几十万个像素，摄像机将画面上各个部分的光点，根据明暗情况逐点、逐行、逐帧地变为强弱不同的信号电流，随电磁波发射出去．
电视机接收到电磁波后，经调谐、检波得到电信号，按原来的次序在显像管的荧光屏上汇成图像．
中国电视广播标准采用每秒钟传送25帧画面，每帧由625条线组成．
电视节目的发送和接收过程示意图如图4－2－3所示．
图4－2－3
2．移动通信
移动电话机又称为手机．每个手机都是一个小型电磁波发射台，它将用户的声音或数字信息转变为高频信号发射到空中；同时它又相当于一个收音机，捕捉空中的电磁波，使用户接收到通话对方送来的信息，移动通信的过程如图4－2－4所示．
图4－2－4
课堂互动讲练
观察下图，回答下列问题．
图4－2－5
对电磁波谱的理解
例1
(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．
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，该电磁波在介质中的波长是多少？
波速公式的应用
例2
【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v＝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1.0×10－5 s
D．在10 m的距离中约有1.7×107个波长
答案：ABD
(2011年山东济南模拟)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________．
电磁波在实际中的应用
例3
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，除了联系实际别无他法．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 在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BD.
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第2节 磁场对通电导线的作用力
核心要点突破
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知能优化训练
第
2
节
课前自主学案
学习目标
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：特斯拉(T)．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．掌握磁通量的概念．
学习目标
课前自主学案
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)．
3．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
通电导线
BIL
左手
垂直
同一平面
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．
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．
四指
拇指
垂直
安培力
乘积
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．
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：Φ＝BS，注意：此公式只适用于B与S垂直的情况．
3．单位：韦伯，简称韦，国际符号是Wb,1 Wb＝1 T/m2.
垂直
磁通量
磁通．
核心要点突破
一、安培力的方向及计算
1．安培力方向的判定
(1)安培力的方向总是既与磁场方向垂直，又与电流方向垂直，也就是说安培力的方向总是垂直于磁场和电流所决定的平面，在判断时要首先确定磁场与电流所确定的平面，从而判断出安培力的方向在哪一条直线上，然后再根据左手定则判断出安培力的具体方向．
(2)当电流方向跟磁场方向不垂直时，安培力的方向仍垂直于电流与磁场所决定的平面，所以仍可用左手定则来判断安培力的方向，只是磁感线不再垂直穿过手心．
(3)左手定则反映磁场方向、电流方向、安培力方向三者的关系．
只要已知其中任意两个方向，就可以判断第三者的方向，无论电流方向是与磁场方向垂直，还是成锐角、钝角，安培力的方向总是具有这样一个特点：同时垂直于电流方向和磁场方向．
特别提醒：安培定则反映的是电流方向与它产生的磁场方向之间的关系，而左手定则反映的是电流方向、磁场方向和安培力方向三者之间的关系，注意区分．
2．安培力大小的计算
(1)B、I、L两两垂直时，F＝BIL
(2)若B与I(L)夹角为θ时，F＝BILsinθ
在计算安培力时，若放入磁场中的导线是弯曲导线，则求解安培力时应用其长度的有效值，即两端点所连直线的长度．如图2－2－1所示：
图2－2－1
即时应用(即时突破，小试牛刀)
1．关于磁场对通电直导线作用力的大小，下列说法中正确的是( )
A．通电直导线跟磁场方向平行时作用力最小，但不为零
B．通电直导线跟磁场方向垂直时作用力最大
C．作用力的大小跟导线与磁场方向的夹角大小无关
D．通电直导线跟磁场方向不垂直时肯定无作用力
答案：B
二、对磁感应强度的理解
1．磁感应强度由磁场本身决定，跟在该位置放入的导体长度L，电流I的大小及受到磁场的作用力均无关，与放不放通电导体也无关．
4．磁感应强度的方向不是通电导线所受磁场作用力的方向，而是与受到作用力的方向垂直．
5．磁感应强度与
电场强度的比较
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
2．下列关于磁感应强度大小的说法正确的是( )
A．通电直导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大
B．通电直导线在磁感应强度大的地方受力一定大
C．放在匀强磁场中各处的通电直导线，受力大小和方向处处相同
D．磁感应强度的方向跟放在磁场中的通电直导线受力方向垂直
解析：选D.由左手定则可知，磁场中某点的磁感应强度的方向与通电直导线的受力方向垂直，所以D选项正确．因为通电直导线在磁场中受力的大小不仅与磁感应强度有关，而且与通电直导线的取向有关，故A、B选项错．对C选项虽然匀强磁场中磁感应强度处处相等，但当导线在各个位置的方向不同时，磁场力是不相同的(导线与磁场方向垂直时受磁场力最大，与磁场方向平行时受磁场力为零)，而C选项中没有说明导线在各个位置的取向是否相同，所以C选项错．
课堂互动讲练
安培力的大小和方向
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？
例1
【思路点拨】 在匀强磁场中，当导线与磁场方向垂直放置时，安培力的大小用F＝BIL计算．
【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 一根通有电流I的直铜棒用软导线挂在如图2－2－2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( )
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
图2－2－2
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．
对磁感应强度的理解
例2
【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．
对磁感应强度的理解
例3
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
【思路点拨】 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．
【精讲精析】 磁通量是标量，没有方向，故A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；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对；磁通量和磁感应强度是两个不同的物理量，故D不对．
【答案】 C
变式训练3 地球上某处地磁场的磁感应强度B在竖直方向上的分量为B0＝0.54×10－4 T，求通过在水平面上面积为2.0 m2线圈的磁通量Φ.
解析：由磁通量的定义得
Φ＝B0·S＝0.54×10－4×2.0 Wb＝1.08×10－4 Wb.
答案：1.08×10－4 Wb
知能优化训练
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第2节 交变电路
课前自主学案
核心要点突破
学习目标
课堂互动讲练
第2节
知能优化训练
学习目标
1.知道交变电路的组成．
2．理解交变电压及交变电流的图像和主要特征物理量．
3．理解电容和电感对电流的阻碍作用．
课前自主学案
一、交变电路的组成
1．交变电路的组成：交变电路由________及____、____、____等元件组成．
交变电源
电阻
电容
电感
2．常见的两种交变电路
图3－2－1
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．描述交变电流的物理量
(1)峰值：说明交变电流在变化过程中所能达到的______，U0、I0分别为交变电流____、____的峰值．
(2)周期和频率
①周期：交变电流__________________所用的时间，符号为___.我国电网交变电流的周期是______.
市电
最大值
电压
电流
完成一次周期性变化
T
0.02 s
②频率：交变电流在1 s内发生__________的次数，符号为__，单位为Hz.我国电网交变电流的频率是______.
③周期和频率的关系：T＝____ .
(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____就叫做该交流电压(电流)的有效值．
周期性变化
f
50 Hz
相等
大小
I0sin2πft
U0sin2πft
三、电容
1．概念：电容器通常简称为“电容”．
2．组成：一般由两块彼此绝缘又相互____的导体组成．
3．表示方法：用字母“___”及电路符号
“ ”表示．
4．作用：通____、隔____．
5．电容器对交流电阻碍作用的大小用“____”来表示．
靠近
C
交流
直流
容抗
四、电感
1．概念：交变电路中的电感器简称“电感”．
2．组成：通常由____或加铁芯的线圈构成．
3．表示方法：用字母“__”及电路符号“ ”表示．
4．作用：通____、阻____．
5．电感器对交流电阻碍作用的大小用“____”来表示．
线圈
L
直流
交流
感抗
思考感悟
电感器的线圈中间插有铁芯有什么作用？
提示：电感器对交流电有阻碍作用，电感器的线圈中间插有铁芯后，可以使它们的阻碍作用明显增强，大大增强了其性能．
核心要点突破
一、交变电流的产生及特点
1．什么是交变电流
(1)直流电：方向不随时间变化的电流，称为直流电，简称直流，用字母“DC”或符号“－”表示．
(2)交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流，称为交变电流，简称交流，用字母“AC”或符号“～”表示．
注意：电流方向随时间做周期性变化，是交流电的最主要特征，也是交流电与直流电的最主要区别．
2．交变电流的产生
交变电流是由交流发电机产生的．那么，交流发电机是怎样产生交变电流的？交流发电机的基本构造又怎样？
(1)交流发电机的结构
如图3－2－2是交流发电机的结构和原理示意图．它分为一个可转动的线圈(电枢)和一个磁体两大部分．线圈在磁场中转动产生的电流通过滑环和电刷输给用电器．即由定子和转子组成，转子的转动使穿过线圈的磁通量发生变化，在线圈中激发出感应电动势．
图3－2－2
(2)交流发电机的原理
当闭合线圈在磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量发生变化，因而在线圈中就产生感应电流．线圈做周期性的运动，在线圈中就产生了大小和方向随时间变化的交变电流．
3．交流的变化规律
日常使用的电是由电网送来的，电网中的交变电流，它的电流、电压随时间按正弦函数的规律变化，叫做正弦式电流．
(1)表达式：u＝U0sin2πft i＝I0sin2πft
(2)图像：(如图3－2－3所示)
图3－2－3
即时应用(即时突破，小试牛刀)
1．图3－2－4中画出了六种电流随时间变化的图像．这六个图中的电流，都随时间t做周期性变化，其中属于交变电流的是________，属于正弦式电流的是________．
图3－2－4
答案：ACEF C
3．在计算交变电流通过导体产生的热量和电功率以及确定保险丝的熔断电流时，只能用交变电流的有效值．如电功率的计算式：P＝IU中，U、I均为有效值．
4．在交流电路中，电压表、电流表、功率表等电工仪表的示数均为交变电流的有效值．在没有具体说明的情况下，所给出的交变电流的电压、电流及电功率指的都是有效值．
5．我国民用交变电流：照明电压220 V和动力电压380 V都是指有效值．
特别提醒：计算交变电流有效值的方法：计算有效值时，让所给交变电流通过电阻R，计算出交变电流在一个周期内所发出的热量，将它用相应的物理量的有效值表示，列方程求出相应的有效值．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
2．(2011年黑龙江调研)下面关于交流的说法中正确的是( )
A．给定的交流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值
B．跟交流有相同的热效应的直流的数值是交流的有效值
C．交流电器设备上所标的电压和电流是交流的最大值
D．用交流电流表和电压表测定的读数是交流的瞬时值
解析：选AB.C、D两项中均指交流电的有效值．
三、三元件对电流阻碍作用的理解
1．电阻器对电流有阻碍作用的理解
电阻器是金属导体，内部有可以自由移动的自由电子和不能移动的带正电的原子核，形成电流时自由电子定向移动，必然与带正电的原子核有相互作用，产生阻碍作用．
2．交流电能“通过”电容器的理解
①电流实际上并没有通过电容器的电介质，也就是说，自由电荷定向移动，不会从一个极板经极板间的电介质到达另一个极板．
②电容器“通交流”，只不过是在交变电压的作用下，当电源电压升高时，电容器充电，电荷向电容器的极板上集聚，形成充电电流；当电源电压降低时，电容器放电，电荷从电容器的极板上放出，形成放电电流．电容器交替进行充电和放电，电路中就有了电流，表现为交流“通过”了电容器．交流电的频率越低，电流的通过能力越低．
3．电感器对电流阻碍作用的理解
交变电流通过线圈时，由于电流时刻都在变化，所以自感现象就不断地发生，而自感电动势总是要阻碍电流变化的，这就是线圈的电感对交变电流的阻碍作用．交流电的频率越高，阻碍作用越明显．
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3－2－5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( )
交流的变化规律
例1
课堂互动讲练
图3－2－5
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
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．
如图3－2－6表示一交变电流的电流随时间而变化的图像．此交变电流的有效值是( )
有效值的计算
例2
图3－2－6
【答案】 B
变式训练2 图3－2－7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3－2－7
A．110 V B．156 V
C．220 V D．311 V
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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)产生稳定的电场(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
例1
【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稳定的，说法A错．同理，并不是任何电场都会在周围空间产生磁场，说法B错．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，静止磁体周围只有稳定的磁场．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，说法D错．
【答案】 C
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．
对电磁波谱的理解和应用
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．
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
例2
【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，较高的频率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
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学量转变为电学量．
在日常生活和高科技领域应用的传感器越来越多．
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．
传感器的分类和原理
物理型传感器主要利用被测物理量变化时，敏感元件的电学量(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．前面提到的都是物理型传感器．
化学型传感器是能通过有关化学效应，把化学物质的成分、浓度等转换为电学量的敏感元件制成的．
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．
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：
被检测量 敏感元件
力学量 半导体压敏电阻、金属应变电阻、驻极式话筒(俗称“咪头”)
热学量 热敏电阻、双金属片控温件
光学量 光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管、光电探测器、CCD(电荷耦合器件)探测器、红外探测器
磁学量 磁敏电阻、磁敏二极管、磁敏三极管
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
例3
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第4节 传感器及其应用
课前自主学案
核心要点突破
学习目标
课堂互动讲练
第2节
知能优化训练
学习目标
1.知道什么是传感器，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
课前自主学案
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
3．传感器的作用是将感受的________ (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．特别是在信息的____、____及控制过程中，传感器是不可缺少的．
非电学量
电学量
转换
测量
思考感悟
1．人体对外界感觉可分为哪几种？
提示：视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉．
二、传感器类型
1．传感元件主要有两类
(1)敏感元件：对____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__、__、__、__、化学等作用量转换成电学量．
自然
力
热
声
光
2．利用非电量的变化引起材料________的变化可把传感器分为：____式传感器、____式传感器、____式传感器、热电式传感器、磁电式传感器、压电式传感器、光电式传感器、气(湿)敏化学传感器、生物传感器、超导传感器、智能传感器等．
电磁参数
电阻
电感
电容
思考感悟
2．日常生活中哪些用电器是利用热敏电阻、光敏电阻实现自动控制的？
提示：利用热敏电阻的有冰箱启动器、电饭锅等．利用光敏电阻的有照相机、光控开关、报警器、验钞机等．
三、典型实例：热敏电阻
1．定义：随____变化阻值发生显著变化的电阻，称为热敏电阻．最常见的热敏电阻是____电阻．
2．作用：利用热敏电阻可以做成温度报警器、自动控制电路，控制电器的制冷或制热．
温度
铂热
核心要点突破
一、应用传感器的流程
二、日常生活中的几个传感器的工作原理
1．光、声控延时开关
光、声控延时开关是一种用光和声来控制电路的开关．它既有将声音信号转换为电信号的声音传感器，又有将光信号转换为电信号的光传感器．它感受外界的光、声信号，然后传导到电子线路，从而控制被控制线路，原理图如下所示．
2．电子秤
电子秤里有电阻应变片、电压放大器、模数转换器、微处理器和数字显示器等器件．电阻应变片受到力的作用时，它的电阻会发生变化，把应变片放在合适的电路中，它能够把物体形变这个力学量转换为电压这个电学量．
3．话筒
话筒是一种常用的声传感器，其作用是把声信号转换成电信号，常见的话筒是用电容制作的，其工作时振动膜上的金属层与金属板的距离发生变化，从而将声音的变化转化为电容的变化，即将声音信号转换成电信号．
4．电饭锅
电饭锅中的温度传感器主要元件是感温铁氧体，它的特点是：常温下具有铁磁性，能够被磁体吸引，但是上升到约103 ℃时，就失去了磁性，不能被磁体吸引了．这个温度在物理学中称为该材料的“居里温度”或“居里点”．
三、热敏电阻器的两种型号及其特性
热敏电阻器(thermistor)是电阻值随温度变化而变化的敏感元件．在工作温度范围内，电阻值随温度上升而增加的是正温度系数(PTC)热敏电阻器；电阻值随温度上升而减小的是负温度系数(NTC)热敏电阻器．
热敏电阻器可按电阻温度特性、材料、结构、工作方式、工作温度和用途进行分类.
分类方式 类别
电阻温度特性 正温度系数、负温度系数
材料 金属、半导体(单晶、多晶、陶瓷)
结构 珠状、片状、杆状、膜状
工作方式 直热式、旁热式
工作温度 常温、高温、低温
用途 测温控温、辐射能(功率)测量、稳压(稳幅)等
热敏电阻器的用途十分广泛，主要应用于：①利用电阻——温度特性来测量温度、控制温度和元件、器件、电路的温度补偿；②利用非线性特性完成稳压、限幅、开关、过流保护作用；③利用不同媒质中热耗散特性的差异测量流量、流速、液面、热导、真空度等；④利用热惯性作为时间延迟器．
课堂互动讲练
对传感器的认识
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学量转换为电学量的检测装置
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
例1
【思路点拨】 传感器是一种把非电学量转换成电学量的元件，了解传感器的特性、原理是分析问题的关键．
【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，是实现信息自动检测和自动控制的首要环节．
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项．
按图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________．
传感器的应用
例2
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
变式训练2 如图4－4－2所示，将万用电表的选择开关置于“欧姆”挡，再将电表的两支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
知能优化训练
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第3节 电 场
核心要点突破
课堂互动讲练
知能优化训练
第
3
节
课前自主学案
学习目标
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．
学习目标
课前自主学案
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．
二、电场强度
1．物理意义：描述电场具有_____的性质的物理量．
力的作用．
电场
力
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：_____.
电场力
电荷量
E＝F/q
牛/库．
N/C
5．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__________受电场力的方向与该点场强的方向相反．
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．
大小
方向．
负电荷
电场强度
2．电场线的性质
(1)电场线从___________发出(或者来自无穷远处)，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．
思考感悟
电场、电场线都是客观存在的吗？
提示：电场是，电场线不是．
3．几种常见电场的电场线分布
图1－3－1
4．匀强电场
(1)定义：如果在某个区域中电场强度的______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
图1－3－2
核心要点突破
一、对电场强度的理解
1．关于电场中某点的电场强度与检验电荷无关的理解
电场强度是描述电场的力的性质的物理量，是由电场本身的性质决定的，与检验电荷所带的电荷量q及其所受到的电场力F无关．对一个确定的电场，不论电场中是否存在检验电荷，电场中各点的电场强度都是一定的．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
1．电场强度的定义式为E＝F/q，下列说法正确的是( )
A．该定义式只适用于点电荷形成的电场
B．F是检验电荷所受到的力，q是产生电场电荷的电荷量
C．电场强度的方向与F的方向相同
D．由该定义式可知，电场中某点电荷所受的电场力大小与该点场强的大小成正比
二、对电场线的进一步理解
1．电场线的特点
(1)电场线是假想的曲线，并不真实存在，但电场真实存在；
(2)电场线起始于正电荷，终止于负电荷，不闭合；
(3)电场线上每一点的切线方向跟这点的场强方向一致；
(4)电场线的疏密程度反映场强的大小；
(5)电场线不相交；
(6)电场线不是电荷的运动轨迹．
记忆口诀：电场线，人为画，不相交，不闭合，疏则弱，密则强，表分布，否轨迹．
特别提醒：电场线不是带电粒子在电场中的运动轨迹．带电粒子在电场中的运动轨迹由带电粒子受到的合外力和初速度情况来决定．运动轨迹上各点的切线方向是粒子速度的方向，电场线只能描述电场的方向及定性地描述电场的强弱，它决定了带电粒子在线上各点受电场力的方向和加速度的方向，显然，它并不是带电粒子在电场中的运动轨迹．只有当电场线是直线，而带电粒子仅受电场力作用，且其速度与电场线平行时，其轨迹才与电场线重合．
2．常见电场电场线的分布
电场 电场线图样 简要描述 电场特点
正点电荷 发散状直线 离点电荷近处电场强度大，方向背离正电荷
负点电荷 会聚状直线 离点电荷近处电场强度大，方向指向负电荷
电场 电场线图样 简要描述 电场特点
等量
同种电荷 相斥状曲线 连线上：中点场强最小(为零)，靠近电荷变大中垂线：中点场强最小(为零)，向外移动先变大后变小
等量
异种电荷 相吸状曲线 连线上：中点场强最小，靠近电荷变大中垂线：中点场强最大，向外移动逐渐变小
电场 电场线图样 简要描述 电场特点
匀强电场 间隔相等的平行直线 各点场强大小方向均相同
即时应用(即时突破，小试牛刀)
2．如图1－3－3所示是电场中的一条电场线，下列说法正确的是( )
A．这必是正点电荷形成的电
场中的一条电场线，且EA＜EB
B．这必是负点电荷形成的电场
中的一条电场线，且EA＞EB
C．这必是等量异种电荷的平行金属板间的一条电场线，且EA＝EB
D．无法确定何种电场，无法比较EA和EB大小
图1－3－3
解析：选D.电场中的电场线是直线的情况有很多种，如正点电荷的电场线，A选项；负点电荷的电场线，B选项；匀强电场的电场线，C选项．只给一条电场线，无法确定是何种电场，更无法比较EA、EB的大小
课堂互动讲练
对电场强度的理解
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1－3－4所示，求：
(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．
例1
图1－3－4
(4)M、N两点的场强哪点大？
(5)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
【方法总结】 电场中某一点的电场强度，由电场本身决定，与放入电场中的电荷的电荷量无关，与是否存在检验电荷无关．
变式训练1 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.
对电场线特点的考查
例2
法拉第首先提出用电场线形象生动地描绘电场，图1－3－5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
图1－3－5
【思路点拨】 理解电场线的特点是解决此题的关键．
【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性(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
变式训练2 如图1－3－6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( )
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
图1－3－6
解析：选AC.由电场线分布疏密，可判定EA>EB，故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C项正确，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D不正确．
知能优化训练
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第4节 电能的转化及应用
课前自主学案
核心要点突破
学习目标
课堂互动讲练
第4节
知能优化训练
学习目标
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．
课前自主学案
一、电能转化为机械能
1．电能转化为机械能是通过______来完成的．
2．电动机可分为____电动机和____电动机两种．
3．直流电动机
电动机
直流
交流
(1)组成：磁场、________、____、____及电源所组成．如图3－4－1所示．
图3－4－1
转动线圈
滑环
电刷
(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____、____等．
安培力
电渗析
充电
电解
电镀
三、电能转化为内能
1．电能转化为内能的转化装置有：__________________、电磁炉等．
2．常见的电热材料有：______、半导体电热膜、______电热材料等．
四、电能转化为光能
1．电光转化装置有：______、______、高压汞灯、碘钨灯、发光二极管等．
2．白炽灯
(1)结构：由____和______组成．
一个含电阻R的电路
电阻丝
PTC
白炽灯
日光灯
灯丝
玻璃泡
(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____，发光效率很__．
五、电能转化为声能
最常见的电声转化装置有：电话听筒、______、____、__________、次声发生器等．
六、电能转化为电磁能
1．电能指从发电机或电池中发出，能在输电线路中____的能量．
10%
低
扬声器
音响
超声发生器
做功
2．电磁能指______或电磁波携带的能量．
3．电能转化为电磁能的途径
(1)利用电磁振荡电路产生________．
(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．
电磁场
无线电波
微波
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．
电能的应用主要体现在________________、______和______三方面．
能量的转换与传递
电照明
电通信
核心要点突破
3．电机把一次能源转换成机械能的过程如下：
图3－4－2
二、电动机的发展历程、结构及原理
1．1834年，俄国的雅各比，制成第一台实用电动机.1883年，美国的特斯拉制成了一台感应电动机.1889年，俄国的多利沃—多布罗沃利斯基制成了实用的三相感应电动机．
2．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．
3．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3－4－3所示．
图3－4－3
课堂互动讲练
发电机、电动机的结构及原理
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
例1
【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
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
电能与其他能的相互转化
例2
【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．
知能优化训练
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第1节 静电现象及其应用
核心要点突破
课堂互动讲练
知能优化训练
第
1
节
课前自主学案
学习目标
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．掌握电荷守恒定律．
4．了解静电的应用、危害及防止．
学习目标
课前自主学案
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________轻小物体；同种电荷相
_______，异种电荷相_________
正
负
负
正
吸引
排斥
吸引．
思考感悟
带正电的物体甲可以吸引轻小物体乙，乙一定带负电吗？
提示：不一定，乙有可能不带电
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___________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)．
束缚能力
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_______到另一个物体上去，或从物体的一部分________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．
4．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.
创造
消灭
转移
转移
保持不变．
多少
库仑
C
1.6×10－19
三、静电的应用
1．静电_________
2．静电__________
3．静电____________
4．静电_______与静电_________
除尘．
复印．
加速器．
喷涂
植绒．
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，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_____________装置．
(2)增加______________
(3)使用_____________材料．
清除静电
空气湿度．
抗静电
核心要点突破
一、带电的另一种方式——接触带电
1．用一个不带电的物体去接触另一个带电的物体，带电物体的净电荷的一部分就会转移到原来不带电的物体上，使原来不带电的物体带电．
2．两个完全相同的导体球发生接触时，同种电荷总电荷量平均分配，异种电荷先中和后再平分；两个导体球分离后，各带等量的同种电荷(恰好中和时，两导体球都不带电)．
二、对电荷守恒定律的理解
1．电荷守恒定律是自然界中最基本的守恒定律之一．
2．两个物体之间或物体的两部分之间能转移的是电子．
3．“起电”并不是创造电荷，只是电荷在不同物体或物体不同部分间的转移．当一个物体得到电荷时，其他物体失去电荷；它所得到的电荷就是其他物体失去的电荷．
4．“中和”并不是电荷的消失，电荷的“中和”现象是异种电荷使物体呈现中性，而电荷本身没有消失，电荷的总量仍保持不变．
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
一带负电的绝缘金属小球被放在潮湿的空气中，经过一段时间后，发现该小球几乎不带电了，这说明( )
A．小球上原有的负电荷逐渐消失了
B．在此现象中，电荷不守恒
C．小球上负电荷减少的主要原因是潮湿的空气将电子导走了
D．该现象是由于电子的转移引起的，仍然遵循电荷守恒定律
解析：选CD.绝缘金属小球上电荷减少是由于电子通过空气导电转移到外界，只是小球电荷量减少，但是这些电子并没消失．就小球和整个外界组成的系统而言，其电荷的总量仍保持不变，遵循电荷守恒定律．
课堂互动讲练
摩擦起电
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
例1
【思路点拨】 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．
【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，乙应带了1.6×10－15 C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】 主要应用电荷守恒定律和元电荷知识进行分析．
变式训练1 下列现象中不属于摩擦起电的是( )
A．将被绸子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，裤腿上常容易吸附灰尘
解析：选C.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，故选项C正确．
接触带电中电荷量分配问题
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
例2
【答案】 C
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显负电性，失去电子就一定显正电性
D．自然界中的电荷总量不变
例3
电荷守恒定律的应用
【思路点拨】 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．
【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A错；并不是任意两个物体间摩擦时都能起电，故B错；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C错；根据电荷守恒定律可知D对，故正确答案为D.
【答案】 D
变式训练2 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．带等量异号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，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．
知能优化训练
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第1节 直流电路
课前自主学案
核心要点突破
学习目标
课堂互动讲练
第1节
知能优化训练
学习目标
1.理解电流、电压、电源、电动势、电阻的概念．
2．掌握欧姆定律的内容及表达式．
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．理解热功率的概念及其计算．
课前自主学案
一、直流电路的组成
直流电路由________及____、______等元件组成．
二、电流与电压
1．自由电荷的____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．
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．
直流电源
开关
用电器
定向
正
负
电压
电压
通
三、电源与电动势
1．电源是使电路中电荷定向运动，形成____的器件．
2．直流电源有两类：(1)____；(2)直流______．
3．电源的作用是将化学能、机械能或其他形式的能量转化成__能．
电流
电池
发电机
电
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________的性质决定的．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．
电压
电源本身
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．
2．表达式：______.
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____、____、____．
正
反
安培
欧姆
伏特
正
五、电阻
1．定义：电阻器是一种在直流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．
3．焦耳定律：
(1)电流通过导体产生的热量，跟____________、__________、________成正比．
(2)公式Q＝____，单位：____，符号：J.
调节
电流的二次方
导体的电阻
通电时间
I2Rt
焦耳
I2R
瓦
核心要点突破
一、电流的形成和方向
1．自由电荷做定向移动的原因
把导体的两端分别接在电源的两极上，导体两端有了电压，这时导体中就有了电场，导体中的自由电荷就要在电场力的作用下发生定向移动，形成电流．
2．电流的方向
在物理学上习惯把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向．在金属导体中能定向移动的是电子，正电荷并不能定向移动，电子定向移动的方向与电流的方向相反．在电解液导电时，定向移动的既有正离子，又有负离子，正离子定向移动的方向与电流的方向相同，而负离子定向移动的方向与电流的方向相反．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
1．关于电流的方向，下列叙述中正确的是
( )
A．金属导体中电流的方向就是自由电子定向移动的方向
B．在电解质溶液中有自由的正离子和负离子，电流方向不能确定
C．不论何种导体，电流的方向规定为正电荷定向移动的方向
D．电流的方向有时与正电荷定向移动的方向相同，有时与负电荷定向移动的方向相同
解析：选C.电流是有方向的，电流的方向是人为规定的．物理上规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，则负电荷定向移动的方向一定与电流的方向相反．
2．如果电路中除了含有电阻外，还包括电动机、电解槽等能够把电能转化为其他形式能的用电器，这种电路称为非纯电阻电路，其特点是：电流通过电路时，电流做的功除了转化为内能，还要转化为其他形式的能，如机械能、化学能等．
3．在非纯电阻电路中，电功和电热是整体和部分的关系，即W＝Q＋E其他，故W>Q，即UIt>I2Rt，电功率大于热功率，即UI>I2R.在计算电功和电热时要用各自的定义式：W＝UIt，P＝UI，Q＝I2Rt，P热＝I2R.
图3－1－1很直观地表现了纯电阻电路甲和非纯电阻电路乙中电功和电热的关系．
图3－1－1
即时应用(即时突破，小试牛刀)
2．对计算任何类型的用电器的电功率都适用的公式是( )
A．P＝I2R B．P＝U2/R
C．P＝UI D．P＝W/t
解析：选CD.D是定义式，C是通过定义式推导而得，而A、B都是通过欧姆定律推导而得，所以A、B只适用于纯电阻电路，而不适用于非纯电阻电路．
三、滑动变阻器两种接法的比较
1．两种接法比较
接法
项目 限流式 分压式
电路组成
变阻器接入电路特点 连接变阻器的导线分别接金属杆一端和电阻线圈一端的接线柱(图中变阻器Pa部分被短路不起作用) 连接变阻器的导线分别接金属杆一端和电阻线圈的两端接线柱(图中变阻器Pa、Pb都起作用，即从变阻器上分出一部分电压加到待测电阻上)
调压范围
(不计电源内阻) 0～U(不计电源内阻)
2.限流电路、分压电路的选择原则
(1)若采用限流式不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流，则必须选用分压式．
(2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑动触头从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压电路．
(3)若实验中要求电压从零开始连续可调，则必须采用分压式电路．
(4)限流接法好处是电路简单、耗能低．
课堂互动讲练
关于电源和电动势
关于电动势和电源，正确的说法是
( )
A．电源是向电路提供并保持一定电压的装置
B．电源电动势的数值与外电路的组成有关
C．电源电动势的单位是伏特
D．干电池、蓄电池都是电源，它们都有正、负极
例1
【精讲精析】 电源是向电路提供并保持一定电压的装置，A正确；电源的电动势是描述电源性质的物理量，与自身的结构、材料有关，与外电路无关，B错误；干电池、蓄电池都有正、负极，C、D正确．
【答案】 ACD
【方法总结】 电动势与电压虽然单位相同，但两者是不同的物理量．
变式训练1 关于电动势，下列说法正确的是( )
A．电源两极间的电压等于电源电动势
B．电动势越大的电源，将其他形式的能转化为电能的本领越大
C．电源电动势的数值等于内、外电压之和
D．电源电动势与外电路的组成无关
解析：选BCD.电源的电动势等于电源没有接入电路时两极的电压，在电源接外电路时，两极的电压即路端电压要比电动势小，A错，B、C、D正确．
下列说法中正确的是( )
例2
【答案】 BD
(2011年山东青岛高二检测)不考虑温度对电阻的影响，对一个“220 V 40 W”的灯泡，下列说法正确的是( )
A．接在110 V电路上时功率为20 W
B．接在110 V电路上时功率为10 W
C．接在440 V的电路上时的功率为160 W
D．接在220 V的电路上时的功率为40 W
焦耳定律的应用
例3
【思路点拨】 用电器在实际电压等于额定电压时的功率才等于额定功率；在不考虑温度对电阻的影响时，其电阻不变．
【答案】 BD
【方法总结】 实际电压过高或过低时，用电器不能正常工作，且实际电压过高时可能会损坏用电器甚至酿成事故．
变式训练2 通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流为I/2，则在时间t内产生的热量为( )
A．4Q B．2Q
C．Q/2 D．Q/4
答案：C
知能优化训练
本部分内容讲解结束
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