蘇教版九年級物理下

1、義務(wù)教育教科書物理九年級下冊主編*qiij劉炳昇李容陳衛(wèi)春曹婷婷賈麗華郝慧華責(zé)任編輯責(zé)任校對出版江蘇鳳凰科學(xué)技術(shù)出版社出版社地址南京市湖南路1號A樓,郵編：210009出版社網(wǎng)址 HYPERLINK 重印江蘇省岀版總社江蘇鳳凰出版?zhèn)髅焦煞萦邢薰景l(fā)行江蘇鳳凰出版?zhèn)髅焦煞萦邢薰菊张沤K鳳凰制版有限公司印刷江蘇鳳凰新華印務(wù)有限公司開本787 mm x 1 092 nun 1/16印張7.25版次2004年11月第1版2013年10月第3版印次2016年10月第13次印刷標(biāo)準(zhǔn)書號ISBN 978-7-5537-1422-6定價(jià)6.98 元如發(fā)現(xiàn)印、裝質(zhì)量問題，請與出版社聯(lián)系，電話：8(X)-828

2、-1132(固話撥扌丁)網(wǎng)購地址:http: /致同學(xué)們同學(xué)們，歡迎你們步入新學(xué)期的物理課程.通過一年半的學(xué)習(xí)，我們已初步感受了物理世界的奇妙，體驗(yàn)了科學(xué)探究 的樂趣，學(xué)習(xí)了一些觀察、實(shí)驗(yàn)、思考的方法和有關(guān)知識，了解了這些知識在生 活、生產(chǎn)和社會中的應(yīng)用.九年級下冊教科書將帶領(lǐng)我們?nèi)W(xué)習(xí)電能、電能與其 他形式的能之間的相互轉(zhuǎn)化、電與磁的聯(lián)系及其基本規(guī)律等.這部分內(nèi)容涉及 更深層次的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和相互作用，以及伴隨運(yùn)動(dòng)形式變化的能量轉(zhuǎn)化規(guī)律，使 我們更深入地認(rèn)識自然界中的各種物理現(xiàn)象；這部分內(nèi)容與現(xiàn)代生活的聯(lián)系更為 密切,使我們進(jìn)一步領(lǐng)會物理科學(xué)、技術(shù)與社會的關(guān)系.為了便于同學(xué)們探索物理知識，本書設(shè)

3、計(jì)了以下欄目：課堂中的學(xué)習(xí)活動(dòng)，包括演示實(shí)驗(yàn)、小實(shí)驗(yàn)、討論等.學(xué)生必做的分組實(shí)驗(yàn).為學(xué)習(xí)活動(dòng)提供及時(shí)、必要的幫助.介紹物理與生活、社會的聯(lián)系.對研究問題的方法、技巧進(jìn)行點(diǎn)撥.課外實(shí)踐與練習(xí)是什么(wii t)?為什么(win )?怎 么做(HOW)?對本章知識進(jìn)行梳理，對學(xué)習(xí)過程與結(jié)果進(jìn)行反思和評價(jià).對正文中加符號的內(nèi)容做拓展性說明，可在相應(yīng) 的頁面查閱此外，歡迎同學(xué)們登錄蘇科物理網(wǎng)站()參與交 流，你們將會有意想不到的收獲.祝同學(xué)們在新學(xué)期取得更大的進(jìn)步！編者2016年10月致同學(xué)們第十五章電功和電熱一、電能表與電功二、電功率三、電熱器電流的熱效應(yīng)四、家庭電路與安全用電 綜合實(shí)踐活動(dòng)2612

4、1725第十六章電磁轉(zhuǎn)換 HYPERLINK l bookmark64 o Current Document 一、磁體與磁場32 HYPERLINK l bookmark80 o Current Document 二、電流的磁場38三、磁場對電流的作用電動(dòng)機(jī)44 HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 四、安裝直流電動(dòng)機(jī)模型49五、電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)51第十七章 電磁波與現(xiàn)代通信一、信息與信息傳播60二、電磁波及其傳播65三、現(xiàn)代通信走進(jìn)仁息時(shí)代71第十八章能源與可持續(xù)發(fā)展 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark164 o

5、 Current Document 一、能源利用與社會發(fā)展82 HYPERLINK l bookmark174 o Current Document 二、核能85 HYPERLINK l bookmark186 o Current Document 三、太陽能90 HYPERLINK l bookmark190 o Current Document 四、能量轉(zhuǎn)化的基本規(guī)律93 HYPERLINK l bookmark198 o Current Document 五、能源與可持續(xù)發(fā)展97附錄： HYPERLINK l bookmark210 o Current Document O常用物理量及其

6、單位106 HYPERLINK l bookmark212 o Current Document O物理學(xué)名詞中英文索引107O后記電熱|，K器、電零機(jī)、計(jì)算機(jī)、電冰箱、空調(diào)： 各種各樣的濛用電器已成為人們生活中不可缺少的伴侶J#電能表與電功電功率電熱器電流的熱效應(yīng)家庭電路與安全用電綜合實(shí)踐活動(dòng)盡管它們的結(jié)構(gòu)、功能有極大I差異 但它們工作時(shí)都要消 歹*尿會有電能樹笫卜丘草電功和電熱一、電能表與電功想一想：電費(fèi)的多少表明什么？電費(fèi)的多少與哪些因素有關(guān)?電能表用來測量電路消耗電能(electrical energy)多少的儀表叫作電能表. 目前,常用的家用電能表有電子式和感應(yīng)式兩種，如圖15-1所

7、示.電子式電能表的技術(shù)參數(shù)電壓：220V電流規(guī)格:10(40)A頻率：50 Hz電能表常數(shù)：3 200 imp / (kW-h)工作環(huán)境溫度范圍：-1045 r相對濕度：不超過85%圖15-1家用電能表如圖15-1(a)所示的電子式電能 表.其主要技術(shù)參數(shù)的含義如下：1“電壓”表示電能表適用的額定 電壓(rated voltage).2.“電流規(guī)格”中，“ 10A”表示基本 電流，它是確定電能表有關(guān)特性的電流 值；“(40)A”是電能表能滿足測量準(zhǔn)確 要求，且能長期正常運(yùn)行的最大電流值豐 富 多 彩 的 電 器 世 界3.“電能表常數(shù)”表示每消耗1 kW-h電能,電能表指示燈閃爍的次數(shù).電能表

8、的示數(shù)由幾位整數(shù)和一位小數(shù)(紅色框內(nèi)的數(shù)字)組成，如圖15-2 所示.連續(xù)用電一段時(shí)間后，電能表的示數(shù)會變化在實(shí)際生活中，供電部門一 般僅記錄電能表示數(shù)的整數(shù)部分,并按前后兩次記錄的數(shù)據(jù)之差計(jì)算電費(fèi).0 6 2 8 6 2-口_圖15-2電能表的示數(shù)灌是諛電能表的計(jì)量單位是千瓦時(shí)(kilowatl- hour)，符號為kW h ,俗稱度.1 kW h = 3.6x10 J,在數(shù)值上等于功率為1 kW的用 電器工作I h所消耗的電能.如圖15-Kb)所示的感應(yīng)式電能表，電能表常數(shù)為1 920r/(kWh),它表 示電路中每消耗1 kWh電能.電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)1 920圈.電功家里的電燈、電扇、吸

9、塵器等工作一段時(shí)間，電能表的示數(shù)會發(fā)生變化, 這說明用電器消耗了電能，即電能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能我們知道,做功的 過程總伴隨著能量轉(zhuǎn)化，電流做了多少功，電路中就消耗了多少電能電流所 做的功叫作電功.研究表明：電功大小與加在用電器兩端的電壓、通過的電流和通電時(shí)間 有關(guān)若用電器兩端的電壓為，通過用電器的電流為/,通電時(shí)間為J則電 流所做的功W = Vlt豐 富 多 彩 的 電 器 世 界比較兩個(gè)燈泡的亮暗第十五章電功和電熱電流通過燈泡，燈泡會發(fā)光.在一定時(shí)間內(nèi)，電流做的功越多，燈泡就越亮.如圖15-3所示，將兩個(gè)電阻不等的白熾燈泡串聯(lián)在電路中，閉合開關(guān)， 調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器（注意不要使燈泡兩端的電壓過

10、大），比較兩個(gè)燈泡的亮暗和兩 只電壓表的示數(shù).如圖15-4所示，將這兩個(gè)燈泡并聯(lián)在電路中，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻 器，比較兩個(gè)燈泡的亮暗和兩只電流表的示數(shù).在上述實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)燈泡串聯(lián)時(shí)，哪一個(gè)更亮？兩個(gè)燈泡并聯(lián)時(shí)，哪一個(gè) 更亮？你能用電功的知識解釋上述現(xiàn)象嗎？兩個(gè)燈泡串聯(lián)時(shí)，通過燈泡的電流相等.因此，電壓越高，電流做的功越 多燈泡就越亮兩個(gè)燈泡并聯(lián)時(shí)，燈泡兩端的電壓相等.因此，電流越大，電 流做的功越多，燈泡就越亮.在國際單位制中，電功與電能的單位相同，都是焦耳，簡稱焦，符號為J . 當(dāng)某用電器兩端的電壓為1 Y,通過的電流為】A時(shí)，該用電器在1 s內(nèi)消耗 的電能為1 J 電功的常用單位還有千

11、瓦時(shí)，電能表的計(jì)量單位就是千瓦時(shí).4321變?yōu)?323D已知該電暖器的額定電壓為220 V,求例題 將一個(gè)電暖器單獨(dú)接在家庭電路中.它連續(xù)正常丁作2 h后，電能表 的示數(shù)由通過電暖器的電流.分析 根據(jù)電能表示數(shù)的變化，可算出2h內(nèi)電暖器消耗的電能，再利用 電功的公式就可以求出通過電暖器的電流.解電暖器消耗的電能W = (4323.4-4 321.8)kWh=1.6 x 3.6 x 10 J=5.76 x 10 J由電功的公式W= Uh可得.通過電暖器的電流Ut5.76 x 10& J-220 V x 7 200 s 3.64 A答通過電暖器的電流約為3.64 A .豐富多彩附電2.小明家的電能

12、表.2月底的示數(shù)為2138S,3月底的示數(shù)為關(guān)于電功，有下列三種i兌法: 用電器通電的時(shí)間越長.電流做的功 越多;通過用電器的電流越大.電流做的功越多;用電器兩端的電壓越 高，電流做的功越多請分析上述說法各自成立的條件217s|H若按每千瓦時(shí)0.52元計(jì)算.則小明家3月份應(yīng)交電費(fèi)多少元？他家3月份消耗的電能是多少焦?將額定電壓為220 的電暖器接入家庭電路中先將電暖器的調(diào)溫 旋鈕調(diào)到高溫?fù)?若此時(shí)通過電暖器的電流為7.27 A,則在15 min內(nèi)電流將做 多少功？若將調(diào)溫旋鈕調(diào)到低溫?fù)醮藭r(shí)通過電暖器的電流為2.73 A ,則在 15 min內(nèi)電流將做多少功？該電暖器在這30 min內(nèi)一共消耗多

13、少電能？二、電功率利用電能表可以測出用電器在一定時(shí)間(如1 min)內(nèi)消耗的電能.通過實(shí)驗(yàn)可知，不同的用電器(或同一用電器處于不同扌半位)在相同時(shí)間內(nèi)消耗的 電能一般是不相等的.對，在力學(xué)中我們用功 豐描述力做功的快慢.同電功率電功率(electric power)是描述電流做功快慢的物理量.根據(jù)功率的公 式P =字和電功的公式W = 可得電功率P = U1電功率的單位是瓦特，簡稱瓦，符號為W .當(dāng)用電器兩端的電壓為1 V, 通過用電器的電流為1 A時(shí),該用電器的電功率為1W .電功率的單位還有千瓦(kW)和毫瓦(mW ).電功率單位的換算關(guān)系為：1 kW = 1 000 WI W = 1 0

14、00 mW例題 小明家有一個(gè)舊式電熨斗.將其接入220 V的電路中時(shí).通過 的電流為4.5 A .這個(gè)電熨斗的電功率是多大？若熨燙一件衣服電熨斗需連 續(xù)工作10 min,則在這段時(shí)間內(nèi).電流做了多少功？合多少千瓦時(shí)？解電熨斗的電功率P = UI=220 V x 4.5 A=990 W 電熨斗工作10 min,電流做的功W = Pt豐f1多 彩 的 電 器 世 界=990 W x 10 x 60s=5.94 x 105 J=0.165 kW-h答 電熨斗的電功率為990 W .在這段時(shí)間內(nèi)，電流做的功為5.94 x 105J, 合0.165 kW-h.反思這種舊式電熨斗與蒸汽電熨斗相比有哪些缺點(diǎn)

15、？用電器的額定功率每種用電器的銘牌或說明書上都標(biāo)岀了它的額定電壓和額定功率.用電器在額定電壓下工作時(shí)的功率叫作額定功率(rated power).如圖 15-5所示是某電熱水器的銘牌，它表明該電熱水器的額定電壓為220 V、額定功 率為3 000 W .儲水式電熱水器型號額定電壓220 V、額定容量80 L額定頻率50 Hz緞定高混度75CU定功率3 000W防水等級IPX4額定內(nèi)伍0.8 MPa出廠塢號Serial Number圖 15-5不同種類用電器的額定功率一般不同即使是同一類用電器，由于規(guī)格、 型號不同，它們的額定功率也不相同由于電路的實(shí)際電壓不一定恰好等于用電器的額定電壓，所以用電

16、器 實(shí)際工作時(shí)的功率不一定等于額定功率.用電器實(shí)際工作時(shí)的功率叫作實(shí) 際功率.第十五章電功和電熱豐富多彩的電器世界如圖15-6所示的是一些常見用電器的額定功率.圖15-6 一些用電器的額定功率實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y量小燈泡的功率測量小燈泡的額定功率和實(shí)際功率.第1 /X電功和電熱3豐 富 多 彩 的 電 器世 界實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中需要測量哪些物理量？根據(jù)需要測量的物理量選用實(shí)驗(yàn)器材.想一想，如何改變小燈泡兩端 的電壓？3根據(jù)圖15-7(a)所示的電路圖，用筆畫線表示導(dǎo)線，將圖15-7(b)中的實(shí)物 連接起來.實(shí)驗(yàn)與記錄按照圖15-7連接電路.調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使其接入電路中的電阻最大.閉合開關(guān)，移動(dòng)滑片，分別使

17、電壓表的示數(shù)小于、等于和略大于小燈泡 的額定電壓，觀察小燈泡的亮度，讀出電壓表、電流表的示數(shù)并填入下表.小燈泡的規(guī)格電壓表的示數(shù) U / V電流表的示數(shù)/A小燈泡的亮度小燈泡的功率P / W額定電壓1= 2.5 笛卜/i章電功和電熱豐多 彩 的 電 器 世 界通過實(shí)驗(yàn)，得出小燈泡的額定功率是.可以發(fā)現(xiàn)：當(dāng)U關(guān) 時(shí)，入當(dāng)%=級時(shí)，P興當(dāng)夾 時(shí)，入P蟻.設(shè)小燈泡的實(shí)際電壓為賣，額定電壓為負(fù)，實(shí)際功率為P茹額定功率為P,A使用用電器時(shí)，加在其兩端的電壓一般不能超過 額定電壓，否則會造成用電器的實(shí)際功率超過額定功 率，從而導(dǎo)致用電器因?yàn)檫^熱而燒毀10例題LED燈具有節(jié)能、環(huán)保等特點(diǎn). 圖15-8是額定

18、電壓為220 V、額定功率為 8.5 W的LED燈泡該燈泡的額定電流是多 大？與普通白熾燈相比，在達(dá)到相同亮度的 條件下，假設(shè)LED燈可以節(jié)約85.8%的電 能，那么，這個(gè)LED燈與多大功率的白熾 燈亮度相當(dāng)？分析 根據(jù)額定功率和額定電壓可求岀額定電流;LED燈節(jié)能85.8%,說 明在達(dá)到相同亮度的條件下，它消耗的電能只相當(dāng)于白熾燈的14.2% .解 由P顛=U4可知，它的額定電流8.5 W220 V 0.039 A與之亮度相當(dāng)?shù)陌谉霟舻墓β试揕ED燈的額定電流約為0.039 A,它與60 W的白熾燈亮度相當(dāng).第I一/曲電功和吐熱豐 富 多 彩 的 電 器 世 界圖15-9是某電扇的銘 牌.該

19、電謝連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)4 h要消耗 多少電能？品名：400口口(16)落地扇 型號：220器“圖15-9電扇的銘牌小華發(fā)現(xiàn)家里電能表的示數(shù)在40 min內(nèi)變化了 1.2 k 則他家用電 器的實(shí)際功率是多大？如果電能表能正常工作的最大電流為10 那么電路 屮還能不能再接入一個(gè)額定功率為80() W的電飯鍋？在“測量小燈泡的功率”實(shí)驗(yàn)中.一位同學(xué)連接好電路，閉合開關(guān)后發(fā) 現(xiàn)小燈泡比正常工作時(shí)亮.這說明他在閉合開關(guān)前遺漏了哪一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟 另一位同學(xué)連接好電路閉合開關(guān)后發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮且電流表無示數(shù)但電 壓表有示數(shù).試分析電路中可能出現(xiàn)的故障第卜伍章電功和電熱豐 富 多 彩 的 電 器 世界I電熱器三、電熱器電流

20、的熱效應(yīng)導(dǎo)體中有電流通過時(shí)會發(fā)熱，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.這種現(xiàn)象稱為電流的熱 效應(yīng)主要利用電流熱效應(yīng)工作的裝置稱為電熱器，如圖15-10所示的電熱油 汀、蒸汽電熨斗、電暖器、電水壺和電爐等都是電熱器.影響電流熱效應(yīng)的因素15.2探究影響電流熱效應(yīng)的因素問題電流通過電熱器產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)？設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如圖15-11所示，將一段電阻絲浸沒在一定質(zhì)量的 液體(如煤油)中，通電時(shí)電阻絲產(chǎn)生的熱量被液體吸收, 液體的溫度就會升高.因此，我們可以通過液體溫度的 變化來比較電阻絲產(chǎn)生熱量的多少.如何比較電阻絲中的電流大小對產(chǎn)生熱量的影 響？需要控制哪些物理量？如何進(jìn)行控制？如何比較電阻絲的電阻大小對產(chǎn)生熱量

21、的影 響？需要控制哪些物理量？如何進(jìn)行控制？豐 富 多 彩 的 電 器 世 界進(jìn)行實(shí)驗(yàn)將如圖15-11所示的裝置按圖I5-12(a)接入電路.閉合開關(guān)，觀測在 一定時(shí)間內(nèi)液體溫度的變化.保持通電時(shí)間一定，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，改變通過 電阻絲的電流，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn).13保持通過電阻絲的電流不變，改變通電時(shí)間，觀測液體溫度的變化.如圖15-12(b)所示，將兩段阻值不等的電阻絲RiR分別安裝在兩個(gè) 相同裝置中，然后將它們串聯(lián)后接入電路.通電一段時(shí)間，觀測兩個(gè)裝置中液 體溫度的變化.I第十伍章 電功和電熱實(shí)驗(yàn)結(jié)論由上述實(shí)驗(yàn)可知，影響通電導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的因素有哪些？1840年，英國科學(xué)家焦耳(p.28)通過大

22、量實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：電流通過 導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，與導(dǎo)體的電阻成正比，與通電的時(shí)間 成正比這個(gè)規(guī)律叫作焦耳定律(Joule加、)，用公式表示為q = rRt若電流的單位是安(A),電阻的單位是歐(Q).吋間的單位是秒心).則熱 量的單位就是焦(J).電流通過電爐、電烙鐵、電飯鍋等電熱器時(shí)，電能幾乎全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能. 電熱器產(chǎn)生的熱量等于電流所做的功，即Q =再根據(jù)歐姆定律I = IR、可得0二/訕，這與由實(shí)驗(yàn)得到的結(jié)論一致.在有些情況下，電流所做的功只有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能例如.電流通過電 動(dòng)機(jī)做功時(shí)，大部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，僅有少量的電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能.例題某電熱器接入220 V的電路中正常

23、T作時(shí).其電阻絲的電阻為 k55 Q,則該電熱器在20 min內(nèi)會產(chǎn)生多少熱量？14分析根據(jù)歐姆定律可求出通過電阻絲的電流，根據(jù)焦耳定律可求出電熱器在20 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量.解通過電阻絲的電流I = ER=220 V一 55 Q=4 A電熱器產(chǎn)生的熱量Q = f2Ri=(4 A)2 x 55 (lx 20 x60 s=1.056 x JO6 J答 電熱器在20 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為1.056x 10J.反思 可以用電功的公式Lit來求解嗎？豐的 電 器 計(jì)算機(jī)中的散熱器世電流通過計(jì)算機(jī)中的硬件如中央處理器(CPU)、顯卡的圖形處理芯片(GPL )時(shí)，不可避免地會產(chǎn)生熱量.如果散熱措施不當(dāng)，就

24、會影響整個(gè)系統(tǒng)的 穩(wěn)定性和哽件的使用壽命.因此，在計(jì)算機(jī)的CPU和GPU上通常都裝有散熱器.它一般由電扇和散 熱片組成.散熱片可以做成各種不同的形狀，其目的都是增大與空氣的接 觸面積.散熱片通過銅片與CPU或GPU緊密接觸，使產(chǎn)生的熱量能迅速傳導(dǎo) 到散熱片上.電扇葉片高速旋轉(zhuǎn)向散熱片吹風(fēng)，達(dá)到散熱的目的，從而使硬件 的溫度保持在允許的范圍內(nèi).如圖15-13所示的是扇形銅質(zhì)散熱器，它的電扇安裝在機(jī)箱上，這樣不僅 可以避免散熱片的共振，而且散熱效果也比較好.你還能舉出其他例子說明人們有時(shí)需要利用電熱，而有時(shí)又要減少電 熱嗎？豐 富 多 彩 的 電世界第十兀章電功和電熱電爐中的電阻絲通電一段時(shí)間后變

25、得很燙.而連接電爐的導(dǎo)線卻不怎 么熱，這主要是因?yàn)?)導(dǎo)線的電阻遠(yuǎn)小于電阻絲的電阻.導(dǎo)線消耗的電能很少通過導(dǎo)線的電流小于通過電阻絲的電流導(dǎo)線散熱比電阻絲快導(dǎo)線的絕緣皮隔熱一種家用電暖器的規(guī)格為*220 V 1 000 W” .這種電暖器正常工作 時(shí)內(nèi)部電熱絲的電阻是多大？在額定電壓下工作10 min.產(chǎn)生的熱量是多 少焦？某型號的電飯鍋有兩擋,“ 1 ”擋是高溫?zé)?“2”擋是炯飯、保溫其測 試電路如圖15-14所示.若開關(guān)S先后置于“1”擋和“2”擋時(shí).串聯(lián)在電路中的電流表示數(shù)分 別為5 A和0.1 A.求電阻凡和/?的阻值.當(dāng)開關(guān)S置于“1”擋和“丁:上擋時(shí)，電飯鍋的功率分別是多大？/?)

26、用電器的金屬外殼接地:家庭安全用電常識為防止觸電和其他事故的發(fā)生，應(yīng)該注意：安裝家庭電路要符合規(guī)范例如.開關(guān)必須接在火線上；應(yīng)使用三線 插座將用電器的金屬外殼接地，如圖15-24( a)所示.要防止本應(yīng)絕緣的物體導(dǎo)電，如圖15-24( I) .(c)所示.發(fā)現(xiàn)有人觸電或因電引發(fā)火災(zāi)時(shí)，要采取合理的措施.如圖15-24 (d)、(e)所示.豐富 多 彩 的 電 奈;世圖15-24家庭安全用電常識現(xiàn)在，許多房屋尤其是新建樓房的電路中，均安裝了斷路器(p.3O). 斷路器的種類很多，其中最常見的有漏電保護(hù)斷路器(俗稱“漏電保護(hù)器”)和 空氣斷路器(俗稱“空氣開關(guān)).它們通常安裝在供電箱中.(b)空氣

27、斷路器圖 15-25漏電保護(hù)斷路器由低壓塑殼斷路器、漏電檢測裝置及脫扣器三部分組 成家庭電路中某用電器漏電，或人因操作失誤而觸電時(shí)，漏電保護(hù)斷路器能 自動(dòng)切斷電路.空氣斷路器是一種只要電路中電流超過額定電流就會自動(dòng)斷開的開關(guān).當(dāng) 電路或電氣設(shè)備發(fā)生短路、嚴(yán)重過載時(shí)，空氣斷路器會自動(dòng)斷開，從而保護(hù)電路.第十五章電功和電熱豐 富 多 彩 的 電 器 世 界如圖15-26所示的家庭用電屮的一些做法錯(cuò)在哪里？應(yīng)如何糾正？ 請說出你的看法.不同粗細(xì)的熔絲允許通過的電流是不同的.一座教學(xué)樓里共有教室16間，每間教室裝有“220 60 W”的電燈9盞.請你判斷.這座教學(xué)樓的電路中應(yīng)選用額定電流至少為多少安的

28、熔絲？小華家電熱毯內(nèi)的電阻絲斷了，他爸爸將 電阻絲的兩個(gè)斷頭接上后繼續(xù)使用.在使用中發(fā) 現(xiàn)接頭處的電熱毯被燒焦了請你用學(xué)過的物理 知識解釋這一現(xiàn)象.在家庭電路中，若某用電器發(fā)生短路故障.則干路電流迅速增大.熔絲立即熔斷這時(shí)斷開所有用電器的開關(guān),用 一個(gè)普通的白熾燈L作為“校驗(yàn)燈”，與熔斷 的熔絲并聯(lián)，如圖15-27所示.閉合總開 關(guān)，然后逐個(gè)閉合各用電器的開關(guān).若校驗(yàn) 燈發(fā)出暗紅色的光（發(fā)光不正常）,則該用 電器正常;若校驗(yàn)燈正常發(fā)光.則短路故障 一定發(fā)生在該用電器上請你說出其中的 道理.這些活動(dòng)必須在有成人 在場的情況下進(jìn)行！綜合實(shí)踐活動(dòng)對家庭用電的調(diào)查研究電（一）調(diào)查家庭用電線路器觀察自己

29、家的用電線路，畫出電路圖并標(biāo)明各個(gè)用電器以及電能表、供世電箱中的開關(guān)等的名稱與規(guī)格.（二）估測各用電器的實(shí)際功率 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如圖15-28所示，觀察一段時(shí)間內(nèi)電子式 電能表指示燈閃爍的次數(shù)，根據(jù)銘牌上所標(biāo) 出的電能表常數(shù)就可算出這段時(shí)間內(nèi)家庭電 路中消耗的電能，進(jìn)而計(jì)算出電路中用電器 的實(shí)際功率.這可以作為估測用電器功率的簡便方法.實(shí)驗(yàn)步驟將你家所有用電器的名稱記錄在表 格中.斷開所有用電器的開關(guān)，直至電子式電 能表的指示燈停止閃爍.閉合某個(gè)用電器的開關(guān)，讓其正常工 作.數(shù)出電子式電能表的指示燈在3 min內(nèi)閃 爍的次數(shù)，然后斷開開關(guān)并將數(shù)據(jù)填入表中.按下表中記錄的用電器的順序逐個(gè)進(jìn) 行上述操作

30、.5計(jì)算各用電器在3 min內(nèi)消耗的電能 和它們的實(shí)際功率，并填入表格中.第卜丘萃電功和電熱豐富多彩的電器世界（三）拓展研究從下面選擇你感興趣的課題，采用上述估測方法進(jìn)行研究.節(jié)能燈和白熾燈耗能情況的比較研究.電視機(jī)、空調(diào)等用電器處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)的耗能情況研究.夏天，將空調(diào)的制冷溫度調(diào)高2弋對耗能的影響.26電功I電流所做的功叫作電功.電流做r多少功，就有多少電能通過用電器 轉(zhuǎn)化為其他形式的能量.電功的公式W = Uh電功的單位:國際單位為焦耳.簡稱焦,用符號J表示常用單位是千瓦時(shí).用符號kWh表示.1 kV-h = 3.6 x 10 J.測量電路消耗電能多少的儀表：電能表.電功率電功率的含義：

31、表示電流做功快慢的物理量.豐富電功率的公式彩 TOC o 1-5 h z P = U1的電功率的單位:國際單位為瓦特，簡稱瓦,符號為W. 1 W=1 J/s.電電熱與電功器電流的熱效應(yīng)：由于導(dǎo)體有電阻所以當(dāng)電流通過時(shí)，導(dǎo)體會發(fā)熱，電世能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.界焦耳定律：導(dǎo)體通電時(shí)放出的熱量Q = IRi電流通過電熱器放岀的熱量等于電功.家庭電路與安全用電家庭電路的組成.保護(hù)電路中設(shè)備的安全.防止電流過大:防止短路，防止超負(fù)荷運(yùn)行.防止電路接觸不良.保護(hù)人身安全防止觸電.你能用其他形式表示本章的知識結(jié)構(gòu)嗎?27蟲思與評價(jià)卜請采用列表的方法，從物理意義、計(jì)算公式、單位及其換算等方面，將 本章學(xué)習(xí)的電功和電功

32、率兩個(gè)物理量進(jìn)行比較.比較白熾燈和LED燈使用一年的費(fèi)用.假設(shè)電價(jià)是0.527L/千瓦時(shí)，每 種電燈每天正常工作5 h,年以365天計(jì)算.一個(gè)60 W的白熾燈泡,價(jià)格為2元，壽命為】000h.一個(gè)&5 W的LED燈泡,價(jià)格為18元,壽命為50 000 h .它與60 W的 白熾燈亮度相當(dāng).為什么照明電路中不允許使用大功率用電器?豐 富 多 彩 的 電 器 世 界如圖15-29所示是供電公司發(fā)給某用戶的用電信息單閱讀該信息單. 并與同學(xué)討論供電公司向用戶提供了哪些信息然后查閱自己家的用電信息 單，分析自己家的用電行為，指出哪些是合理的，哪些還可以進(jìn)一步改進(jìn).客 戶 責(zé)戶用電it繳費(fèi)R城債居目名1

33、址B期&電價(jià)總戶號表 用日號3性質(zhì)城禎居民?；钣秒妡計(jì)費(fèi)時(shí)間谷電谷電費(fèi)總電總電費(fèi)結(jié)余an#實(shí)金H竇時(shí)冋201107328183. !720673.圏534257.000.000.00257.0020) 11709201109391218.9120975.09600294.000.000.00294.00201109062011112X0155.9922179. 01501235.000.000. 00235.0020111112含計(jì) 999558.07636227.931635786.000.000.00786.00用電坦勢峰電吊傷谷電吊 戸總電吊您在該時(shí)間段內(nèi)總用電量為1 635 kW h.

34、其中峰時(shí)用電量為999 kW h.谷時(shí)用電量 為636kW h,峰谷用電量比例為61%： 39%.總電費(fèi)支出為786元.由于您開通了峰谷分時(shí) 電價(jià).與不執(zhí)行分時(shí)電價(jià)相比.少支出電費(fèi)78元希望您能繼續(xù)合理安排用電時(shí)間.增加低 谷時(shí)段的用電.圖15-29焦耳焦耳出生于英國的一個(gè)釀酒商家庭.自幼跟隨父母釀酒.未上過正規(guī)學(xué) 校.他16歲起在著名化學(xué)家道爾頓門下學(xué)習(xí)了一段時(shí)間,雖然時(shí)間不長，但是道爾頓對他的影響極大，使他對科學(xué)研究產(chǎn)生了濃厚興趣.并認(rèn)識到精確測量 的重要性.焦耳一生的大部分時(shí)間是在實(shí)驗(yàn)室度過的.他在研究電流的熱效應(yīng)時(shí)發(fā) 現(xiàn)了后人以他的名字命名的焦耳定律，這個(gè)定律成為設(shè)計(jì)電熱器的理論依據(jù).

35、 他花了兒十年時(shí)間，用各種方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn).最終精確測定了產(chǎn)生單位熱量所需 做功的量值熱功當(dāng)量，使人們認(rèn)識了熱的本質(zhì)，也為能量守恒定律奠定了 實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)威廉湯姆生稱贊道：“焦耳具有從觀察到的極細(xì)微的效應(yīng)中作出 重大結(jié)論的膽識.具有通過各種方法提高實(shí)驗(yàn)精度的高超技巧，充分得到人 們的賞識和欽佩”焦耳于1850年當(dāng)選為英國皇家學(xué)會會員.1872-1887年任英國科學(xué)促進(jìn) 協(xié)會主席，】886年被授予皇家學(xué)會柯普蘭金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)聻榱思o(jì)念他對科學(xué)的貢 獻(xiàn).國際計(jì)量大會將能量、功和熱量的單位命名為焦耳豐富多 彩 的 電 器AA人體通過一定電流時(shí)的反應(yīng)/ 千萬不要電流/ mA人體的反應(yīng)0.5 1.5開始有感覺一一手輕微

36、顫抖23手強(qiáng)烈顫抖57手部痙攣8 10手已難以擺脫帶電體.手指尖部到手腕劇痛20-22手迅速麻痹，不能擺脫帶電體，呼吸困難50-80呼吸系統(tǒng)麻痹，心室開始顫動(dòng)90 100呼吸系統(tǒng)麻痹.若延續(xù)3 s或更長時(shí)間，則心臟麻痹、心室顫動(dòng)300及以上作用0.1 s以上時(shí).呼吸系統(tǒng)和心臟麻痹.機(jī)體組織受到破壞交流電(50 60 Hz)通過人體時(shí),人體的反應(yīng)： 乙去嘗試！人體的電阻在通常情況下，人體的電阻為I 000 2 000 Q.除皮膚厚薄外，皮膚干濕、 有無損傷、有無導(dǎo)電性粉塵等都會影響人體電阻的大小.另外，人體的電阻 還與通過人體的電流、通電時(shí)間的長短等有關(guān).多 彩 的 電 器 世 界A熱動(dòng)式斷路器

37、當(dāng)電路發(fā)生短路或過載時(shí).電路中的電流就會超過額定電流,可能導(dǎo)致電 路損壞，甚至引發(fā)火災(zāi)觸電時(shí)，幾毫安的電流通過人體,就會對人體造成嚴(yán)重 傷害.為了防止事故的發(fā)生，電路中通常要安裝各種保護(hù)裝置，如熔斷器、空氣 開關(guān)、漏電保護(hù)器等.當(dāng)發(fā)生短路、過載或人體觸電時(shí)，電路中的保護(hù)裝置會自 動(dòng)切斷電路在各種類型的電路保護(hù)裝置中熱動(dòng)式斷路器是最簡單的一種其結(jié)構(gòu) 如圖15-30所示.推動(dòng)復(fù)位手柄，脫扣器將手柄鎖定在合閘位置若電路中的 電流小于或等于額定電流，則斷路器不會動(dòng)作.當(dāng)電路過載時(shí)，通過斷路器的 電流就會超過額定電流此時(shí)雙金屬片發(fā)熱并向右彎曲（如圖中虛線所示）. 帶動(dòng)脫扣器動(dòng)作.于是復(fù)位手柄在彈簧拉力作

38、用下跳向斷開位置觸點(diǎn)分開. 從而切斷電源.因?yàn)殡p金屬片發(fā)熱彎曲需要時(shí)間，所以上述裝置只適用于過載保護(hù).對 于需要瞬間斷電的短路情況，必須采用電磁式斷路器琳瑯滿目的電動(dòng)玩具逗人的小鴨撲棱著翅（膀K調(diào)皮的小狗搖動(dòng)著尾巴；可愛的熊貓晃動(dòng)著腦袋；還有那奔馳的小汽車你知道這些電動(dòng)玩具為什么會動(dòng)嗎？從玩具世界到生活空間，處處都離不開電.那么，電是從哪里來的呢？第I-六章電磁轉(zhuǎn)換探I一、磁體與磁場與磁的當(dāng)我還是一個(gè)四五歲的小孩時(shí)，父親給我一個(gè)指南針.:我覺得十分好奇，這個(gè)指南針不和任何物體接觸，竟能始終地指向南北.我現(xiàn)在還記得：當(dāng)時(shí)我萌發(fā)了一個(gè)深刻而持久 的印象這事情的背后一定隱藏著某種原理.愛因斯坦32趕

39、函16.1認(rèn)識磁體用磁體（magnet）靠近大頭針時(shí)，發(fā)現(xiàn)磁體對大頭針有作用.磁體的這種性質(zhì)叫作磁性（p.56） 磁體的兩端對大頭針的作用最（強(qiáng)/弱），這兩個(gè)部位叫作磁極.將一個(gè)磁體懸掛起來，當(dāng)它靜止時(shí)，指南的那個(gè)磁 極叫作南（S）極，指北的那個(gè)磁極叫作北（N）極.當(dāng)兩個(gè)磁體靠近時(shí)，同名磁極相，異名磁極相.如圖16-1所示，被磁體吸引的大頭針（能/不能）吸引其他大頭針，這時(shí)它們（能/不能）表現(xiàn)出磁性.如圖16-2所示，當(dāng)磁體不與回形針接 觸時(shí)，磁體對回形針仍然有力的作用嗎？研究表明，磁體的周圍存在著磁場(magnetic field).磁體通過磁場使某 些物質(zhì)顯現(xiàn)磁性.這種使原來不顯磁性的物體

40、在磁場中獲得磁性的過程叫 作磁化.逋麗 16.2用小磁針探究磁體周圍的磁場想一想如圖16-3所示，使小磁針靠近 條形磁體,將會看到什么現(xiàn)象？做一做將小磁針先后放在條形磁體周圍 不同的地方，記錄小磁針在各處靜止時(shí) N極的指向并在圖16-4中標(biāo)出.雖然磁場看不見、摸不 著，但我們可以根據(jù)它對放 入其中的小磁針產(chǎn)生磁力 的現(xiàn)象來認(rèn)識它.33通過實(shí)驗(yàn)可知，磁場具有方向，磁場中各點(diǎn)的磁場方向一般不同.將小磁 針放在磁場中的某一點(diǎn)小磁針靜止時(shí),N極所指的方向就是該點(diǎn)的磁場方向.現(xiàn)在你知道條形磁體周圍各點(diǎn)的磁場方向了嗎？它們有什么特點(diǎn)?第I六章電磁轉(zhuǎn)換探索電 議朋16.3用鐵屑探究磁體周圍的磁場磁的將玻璃板

41、平放在磁體上，并在玻璃板上均勻地撒上一層鐵屑，輕輕敲擊聯(lián)玻璃板，鐵屑將怎樣分布？系如圖16-6所示，再在玻璃板上放一些小磁針，這一組小磁針N極的指 向有什么特點(diǎn)？鐵屑在磁場中被磁化成一個(gè)個(gè)小磁針，從而在磁場中有序地排列起來. 從鐵屑在磁場中分布的情況可以看出，鐵屑好像排列成許多條曲線.如果按 照鐵屑在磁場中排列的情況和小磁針N極的指向畫出一些帶箭頭的曲線.就 可以形象地描述磁場.34物理學(xué)中把這樣的曲線叫作磁感線(magnetic induction line).磁感線是用 來描述磁場的一些假想曲線，實(shí)際圖16-7條形磁體和蹄形磁體的磁感線上并不存在如圖16-7所示，磁體外部的磁感線都是從磁體

42、的N極出發(fā)，回到S極. 磁場越強(qiáng)的地方，磁感線分布越密;磁場越弱的地方，磁感線分布越疏.磁感 線上任意一點(diǎn)的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)的磁場方向.讀讀地球的磁場位于地球表面的一個(gè)能在水平面 內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針，靜止時(shí)，其N極 指北、S極指南，世界各地基本都是如 此.這是為什么呢？原來，地球本身是 一個(gè)巨大的磁體.地球周圍空間存在的 磁場稱為地磁場(geomagnetic field).地 磁N極在地理南極附近，地磁S極在地 理北極附近.地磁場的磁感線也是從N第I六帝電磁轉(zhuǎn)換|探索電與極出發(fā)，回到S極(圖16-8).水平放置、能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的小磁針之所以在地表附近指向南北，就是因?yàn)樗艿降卮艌鲎饔玫木壒?地磁場

43、的磁極與地理兩極并不重合，所以磁針?biāo)傅姆较虿皇堑乩淼恼?南、正北方向，而是稍微有點(diǎn)偏離，如圖16-8所示.我國宋代學(xué)者沈括(1031 1095)是世界上最早發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象的人.指南針中國是世界上最早有人開始研究磁現(xiàn)象的國家.約公元前4世紀(jì)，在管 子一書中就有關(guān)于磁現(xiàn)象的記載.我國古人很早就發(fā)現(xiàn)了磁石的指向性.公元4 世紀(jì)的西晉時(shí)代，人們將剪成魚形的薄鐵皮加熱到通 紅，魚頭朝南、魚尾朝北放入水中快速冷卻，經(jīng)地磁場 磁化后，制成了指南魚.后來，人們又找到了用天然 磁石摩擦鋼針使其磁化的方法，制作了指南針.指南針(compass)是我國古代四大發(fā)明之一.這 一偉大發(fā)明使中國的航海事業(yè)在15世紀(jì)初達(dá)到

44、世界 最高水平.隨后，指南針經(jīng)阿拉伯傳入歐洲，被廣泛 應(yīng)用于航海中，開辟了世界性的貿(mào)易市場，為人類近 代文明和科技發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn).36索電與磁的聯(lián)系第卜六草電磁轉(zhuǎn)換用磁體將一根鋼針磁化.你能用實(shí)驗(yàn)的方法鑒定出這根鋼針的哪一端是N極嗎?在你的生活中.哪些地方用到了磁體或磁性材料？你是如何發(fā)現(xiàn)的？ 請把你的發(fā)現(xiàn)記錄下來如圖16-10所示，三個(gè)磁環(huán)套在同一根圓木桿上，由于磁極間的相互 作用.上面兩個(gè)磁環(huán)都懸浮著.若最下面的磁環(huán)的下底面是N極.試在圖中 標(biāo)出各個(gè)磁環(huán)的S極.第I六罩電磁轉(zhuǎn)換I探磁體旁的小磁針靜止時(shí)所指的方向如圖16-11所示試畫出通過小 磁針中心的一條磁感線.并標(biāo)出磁體的N極和S極

45、. N S I(a)索 電 與 磁 的 聯(lián) 系在“神舟五號”載人飛船成功巡天之后，華夏兒女的下一個(gè)目標(biāo)是登 上月球關(guān)于月球上的物理現(xiàn)象和規(guī)律.同學(xué)們提岀了很多問題和猜想若 要研究月球周圍的磁場，你打算研究哪些問題？你的猜想是什么？如何進(jìn) 行研究？ I第十六章電磁轉(zhuǎn)換探I二、電流的磁場38通電直導(dǎo)線周圍的磁場箭0 16.4探究通電直導(dǎo)線周圍的磁場如圖16-12所示，將一根直導(dǎo)線架在靜 止小磁針的上方，并使直導(dǎo)線與小磁針平行.接通電路，觀察小磁針的偏轉(zhuǎn)情況.改變直導(dǎo)線中的電流方向，觀察小 磁針偏轉(zhuǎn)方向的變化.上述實(shí)驗(yàn)表明：通電導(dǎo)線周圍存在磁場，其方向與電流方向有關(guān).電流周圍存在磁場的現(xiàn)象稱為電流的

46、磁 效應(yīng)，這是丹麥物理學(xué)家奧斯特在1820年首 先發(fā)現(xiàn)的(p.57).后來，人們把這個(gè)實(shí)驗(yàn) 稱為奧斯特實(shí)驗(yàn).研究表明，通電直導(dǎo)線周圍的磁場分布如 圖16-13所示，在垂直于通電直導(dǎo)線的平面內(nèi). 它的磁感線是以電流為中心的一系列同心圓.第I-六虞電蹴轉(zhuǎn)換通電螺線管周圍的磁場把導(dǎo)線繞在圓筒上就做成了螺線管(solenoid). 通電螺線管周圍磁場的分布有什么特點(diǎn)呢？探究通電螺線管外部磁場的方向探 索 電 與 磁 的 聯(lián) 系想一想怎樣判斷通電螺線管周圍各點(diǎn)的磁場方向？螺線管圖16-14螺線管做一做如圖16-16(a)所示，接通電路，將小磁針放在螺線管周圍的不同位置, 記錄通電螺線管周圍各點(diǎn)的磁場方向

47、，畫出通電螺線管外部的磁感線.O O刪恫刪 o O 鮒 O0 o 00 o 0如圖16-16(b)所示，把電池的正負(fù)極對調(diào)，再重復(fù)上述步驟.探 索 電 與 磁 的 聯(lián) 系議一議第卜六章電磁轉(zhuǎn)換比較所畫的兩幅圖，它們有哪些相同和不同之處？通電螺線管外部的磁場方向與電流方向有關(guān)嗎？通電螺線管的磁感線如圖16-17所示，可以看出，通電螺線管外部的磁 場與條形磁體周圍的磁場相似.通電螺線管磁極的極性可以這樣來判斷:用右手握住螺線管，讓彎曲的 四指所指的方向與螺線管中的電流方向一致.則大拇指所指的那端就是通電 螺線管的N極，如圖16-18所示.這種判斷方法稱為安培定則.讀讀電磁鐵及其應(yīng)用電磁鐵由線圈和鐵

48、芯組成.在一根軟鐵芯上，用漆包線密繞成線圈就做 成了 一個(gè)簡單的電磁鐵，通電后它能產(chǎn)生磁性.實(shí)驗(yàn)表明，電磁鐵的磁性強(qiáng) 弱與線圈的匝數(shù)及線圈中的電流大小有關(guān).線圈的匝數(shù)越多，電流越大，電 磁鐵的磁性就越強(qiáng).與永磁體相比，電磁鐵具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：電磁鐵磁性的有無可以由通電、斷電來控制.電磁起重機(jī)、電鈴以及 電磁繼電器都是根據(jù)這一特點(diǎn)工作的.電磁鐵磁性的強(qiáng)弱可以通過調(diào)節(jié)電流的大小來控制.有些設(shè)備如電 磁起重機(jī)、發(fā)電機(jī)和加速器等，需要非常強(qiáng)的磁場才能工作.但是由于材料的 限制，人們很難制造出磁性非常強(qiáng)的永磁體，而通有強(qiáng)電流的電磁鐵則能產(chǎn) 生很強(qiáng)的磁性.電磁鐵的N、S極是由線圈中的電流方向決定的，便于人

49、工控制.第卜六卓電碗轉(zhuǎn)換咅可16.5練習(xí)使用電磁繼電器讀一讀探 索 電 與 磁 的 聯(lián) 系電磁繼電器電磁繼電器是用電磁鐵控制電路的一種開關(guān).它的構(gòu)造及工作電路如圖19所示.電磁繼電器的工作電路可分為控制電路和受控電路兩部分.控制電路包括電磁鐵A、銜鐵B、低壓電源仏、開關(guān)S.受控電路包括高壓電源仏，電動(dòng)機(jī)M,電磁繼電器的觸點(diǎn)D、E .電磁繼電器的工作原理：41閉合控制電路中的開關(guān)S,電流通過電磁鐵人的線圈產(chǎn)生磁性，把銜鐵B吸 下來，使動(dòng)觸點(diǎn)。與靜觸點(diǎn)E接觸，受控電路閉合，電動(dòng)機(jī)工作.斷開開關(guān)S,線圏 中的電流消失，電磁鐵的磁性消失，銜鐵B在彈簧C的作用下與電磁鐵.4分離，使 觸點(diǎn)、D、E脫開，受

50、控電路斷開，電動(dòng)機(jī)停止工作.利用電磁繼電器可以用低電壓、弱電流的控制電路來控制高電壓、強(qiáng)電流的 受控電路，并且能實(shí)現(xiàn)遙控和生產(chǎn)自動(dòng)化.電磁繼電器被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制 （如電冰箱、汽車、電梯、機(jī)床里的控制電路）和通信領(lǐng)域.做一做用電源和小燈泡組成受控電路.想一想，怎樣連接電路才能使電磁繼電 器通電時(shí)小燈泡亮，斷電時(shí)小燈泡滅？第I六嚴(yán)111磁轉(zhuǎn)換探索與的趺系S1翹時(shí)磁記錄在錄音機(jī)、錄像機(jī)、計(jì)算機(jī)磁盤或信用卡記錄信息時(shí)，都會用到電磁鐵.例如, 當(dāng)你對著錄音機(jī)的話筒說話時(shí)，聲音信號就被轉(zhuǎn)化為電信號，隨著聲音變化的電流 通過錄音磁頭的電磁鐵就會產(chǎn)生變化的磁場.這些信息是如何被記錄在磁帶中的呢？如圖16-

51、20所示，在電磁鐵(錄音磁 頭)鐵芯空隙下方的是一條錄音帶，這種錄音帶的塑料片基上涂著一層薄薄的磴粉, 錄音磁頭上的電磁鐵產(chǎn)生的磁場可以 將磁粉磁化.當(dāng)錄音帶在錄音磁頭的 空隙下勻速經(jīng)過時(shí)，錄音帶上的磁粉被 磁化的程度隨磁場強(qiáng)弱的變化而變化， 錄音帶上磁性的分布就成了聲音的編 碼.當(dāng)播放錄音帶時(shí)，記錄的編碼又轉(zhuǎn) 換成原來的聲音.同樣，電磁鐵也能用 于在錄像帶上記錄圖像、聲音和在計(jì)算(放大電路 話筒42機(jī)磁盤上記錄各種信息.2在圖16-22( a)、(b)中分別標(biāo)出通電螺線管的N極和5極.嚴(yán)L(a)(b)第I六傘電磁轉(zhuǎn)換有一個(gè)蓄電池.正負(fù)極標(biāo)識已經(jīng)模糊不清，怎樣辨別其正負(fù)極？寫出 你需要的器材并

52、說出判斷的方法探 索 電 與 磁 的 聯(lián) 系圖16-23是汽車啟動(dòng)原理圖.汽車啟動(dòng)時(shí).需將鑰匙插入儀表板上 的鑰匙孔并旋轉(zhuǎn)（相當(dāng)于閉合開關(guān)）根據(jù)電路圖.你能說出人們是怎樣通 過汽車鑰匙控制電動(dòng)機(jī)M的嗎？43醫(yī)生給心臟疾病的患者做手術(shù)時(shí).往往要用一種稱為“人工心臟泵” （血泵）的體外裝置來代替心臟.以推動(dòng)血液循環(huán)圖16-24是該裝置的示意 圖線圈M固定在用軟鐵制成的活塞柄上（相當(dāng)于一個(gè)電磁鐵），通電時(shí)線圈 與活塞柄組成的系統(tǒng)與固定在左側(cè)的磁體相互作用.從而帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng).活 塞筒通過閥門與血管相通.閥I J S,只能向外開啟.S：只能向內(nèi)開啟.線圈中的電流從A流向和從流向.4時(shí),線圈左端分別是電磁

53、鐵的哪 一極？活塞向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)？血液如何流動(dòng)？電動(dòng)機(jī)試一試，怎樣使小電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來？ 看一看，小電動(dòng)機(jī)是由哪些部件組成的？ 想一想，小電動(dòng)機(jī)為什么會轉(zhuǎn)動(dòng)？44這可能說明通電的 導(dǎo)線在磁場中會受到力 的作用.小電動(dòng)機(jī)中有磁體和線圈小電動(dòng)機(jī)在通電時(shí)才會轉(zhuǎn)動(dòng)，這說J明什么？16.7觀察磁場對通電直導(dǎo)線的作用磁場對電流的作用按照圖16-26組裝實(shí)驗(yàn)器材.給直導(dǎo)線（鋁棒）通電,觀察它的運(yùn)動(dòng)情況.改變直導(dǎo)線中的電流方向，觀察直導(dǎo)線的運(yùn)動(dòng) 情況.將磁極對調(diào)，改變磁場的方向，觀察直導(dǎo)線 的運(yùn)動(dòng)情況.通過實(shí)驗(yàn)，你看到了什么現(xiàn)象？從中可以發(fā)現(xiàn)什 么規(guī)律？早在19世紀(jì)初，法國物理學(xué)家安培就已經(jīng)觀察到上述現(xiàn)象,并在

54、大量實(shí)驗(yàn) 的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn):磁場對通電導(dǎo)體有力的作用，力的方向與電流方向和磁場方向 有關(guān).直流電動(dòng)機(jī)的原理16.8觀察磁場對通電線圈的作用45觀察與思考用漆包線繞成線圏，將線圈兩端的漆全 部刮去后放入磁場，如圖16-27所示.閉合開 關(guān)，線圈將會怎樣運(yùn)動(dòng)？你觀察到什么現(xiàn)象？想一想:磁場中的通電線圈為什么會這樣 運(yùn)動(dòng)？通電線圈的平面與磁感線垂直時(shí)，線圈受到的 磁場的作用力相互平衡，我們把這個(gè)位置稱為平 衡位置.第卜六章電磁轉(zhuǎn)換46索 電 與 磁 的 聯(lián) 系觀察如圖16-28所示的過程，說明線圈為什么不能持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng).圖16-28分析通電線圈在磁場中的轉(zhuǎn)動(dòng)情況(C)通電線圏越過平衡位置 后.磴場力會使它逆

55、時(shí)針癥轉(zhuǎn)問題怎樣才能使通電線圈在磁場中持續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)？由上述分析可知當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí)，如果立即改變其中的電流 方向，那么通電線圈就能在磁場力的作用下繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng).如圖16-29( a)所示，在通電線圈的兩端各連有一個(gè)半圓銅環(huán)C、D.稱為 換向器，它們隨線圈一起轉(zhuǎn)動(dòng).彳”是電刷.分別與一個(gè)半圓銅環(huán)接觸使電 源和線圈組成閉合電路每當(dāng)線圈剛轉(zhuǎn)過平衡位置時(shí),換向器就能自動(dòng)改變 線圈中電流的方向探 索 電 與 磁 的 聯(lián) 系47圖16-29直流電動(dòng)機(jī)的工作原理玩具中的直流電動(dòng)機(jī)就是按照圖16-29所示的原理T作的.磁懸浮列車2002年12月31日，我國第一條高速磁懸浮鐵 路商業(yè)運(yùn)行線在上海試運(yùn)行成功.磁懸浮

56、列車是一 種快速、舒適、經(jīng)濟(jì)、無污染、低能耗的現(xiàn)代化交通 工具.磁懸浮列車是利用磁極間相互作用的原理設(shè) 計(jì)的.通以強(qiáng)大電流的電磁鐵產(chǎn)生巨大的磁場力 使列車浮起（懸浮氣隙為10 100 mm）,從而大大 減小了運(yùn)行阻力，列車在電動(dòng)機(jī)的牽引下高速運(yùn) 行，速度可達(dá)500 km/h .第I六康電磁轉(zhuǎn)換探 索 電 與 磁 的 聯(lián) 系48所用的器材主要實(shí)驗(yàn)步驟及判斷導(dǎo)線中 是否有電流的方法方 法方法二1列出你家中帶有電動(dòng)機(jī)的家用電器和電動(dòng)工具的清單.并從銘牌上了 解它們的技術(shù)參數(shù).通電導(dǎo)線中電流的方向向右 時(shí)，它在磁場中的受力情況如圖 16-31(a)所示.若導(dǎo)線中電流的方向 變成向左,請?jiān)趫D16-31(

57、b)中畫岀通 電導(dǎo)線的受力方向.如圖16-32所示，一個(gè)不能打開的盒子外面 露出一段細(xì)長的導(dǎo)線試設(shè)計(jì)兩種不同的實(shí)驗(yàn)方法, 在不損壞導(dǎo)線的情況下，判斷導(dǎo)線中是否有電流.并 完成下表.4如圖16-33所示是最簡 單的直流電動(dòng)機(jī)模型.怎樣才能 使它連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)？試一試，按圖示的方法把線 圈兩端導(dǎo)線上的漆刮去.通電后. 線圈將怎樣運(yùn)動(dòng)？四、安裝直流電動(dòng)機(jī)模型安裝直流電動(dòng)機(jī)模型器材如圖16-34所示的直流電動(dòng)機(jī)模型的主要部 件有形磁體，弧形鐵片，線圈，轉(zhuǎn)軸, 支架，換向器，電刷，底座.此外還有電源、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、導(dǎo)線等.探 索 電 與 磁 的系1.把線圏固定在轉(zhuǎn)軸上.2.先將支架固定在底座上，然后將轉(zhuǎn)軸

58、安裝在支架上，注意使線圈和轉(zhuǎn)軸能較好地轉(zhuǎn)動(dòng).3.用螺釘把電刷（銅片）固定在底座上，同時(shí)使電刷與轉(zhuǎn)軸上的換向器接 觸（注意：電刷與換向器間的壓力要適當(dāng)，以保證轉(zhuǎn)軸能正常轉(zhuǎn)動(dòng)）.4.從固定電刷的兩個(gè)螺釘上引出兩根導(dǎo)線.5.分別把兩個(gè)弧形鐵片的一端用螺釘固定在底座上，另一端用磁體夾住.實(shí)驗(yàn)與觀察49把電動(dòng)機(jī)、滑動(dòng)變阻器、電源、開關(guān)串聯(lián)起來，接通電路，觀察線圈的轉(zhuǎn) 動(dòng)情況.改變通過線圈的電流方向，線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)方向是否改變？將蹄形磁體的兩個(gè)磁極對調(diào)，改變線圈所在處的磁場方向，線圈的轉(zhuǎn) 動(dòng)方向是否改變？移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，改變通過線圈的電流大小，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的速度是 否改變？怎樣改變？交流與小結(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方

59、向與哪些因素有關(guān)？怎樣改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度？在實(shí)驗(yàn)過程中，是否遇到了困難？你是怎樣解決的？探 索 電 與 磁 的j系21騎倔-磴使用直流電動(dòng)機(jī)的交通工具有軌電車、電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車、高速電動(dòng)列車的誕生，為現(xiàn)代城市交 通的發(fā)展作出了巨大的貢獻(xiàn).而這些電動(dòng)交通工具的“心臟”就是直流電動(dòng) 機(jī)，它們都是利用直流電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力的.電動(dòng)交通工具是綠色環(huán)保型交通工具，它們的共同特征是效率高、噪聲小、無廢氣排放、無油污.我國在研制動(dòng)力型 電池方面取得了重大進(jìn)展，為電動(dòng)交通工具 的發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).目前，電動(dòng)自行 車發(fā)展得較快，它不僅具有優(yōu)美的造型，更重 要的是具有耗電少、充電方便的優(yōu)點(diǎn).但電 動(dòng)自行車廢

60、舊電池造成的污染是一個(gè)大問 題.隨著科技的發(fā)展，氫燃料電池將可能成 為電動(dòng)自行車的動(dòng)力源.1試說明直流電動(dòng)機(jī)的工作原理.某直流電動(dòng)機(jī)模型不能正常運(yùn)轉(zhuǎn).小明認(rèn)為可能是磁體的磁性太弱或 者是換向器與電刷接觸不良造成的.試說明他應(yīng)該如何排除這些故障.五、電磁感應(yīng)發(fā)電機(jī)生“磁，那么“磁探 索 電 與 磁 的 聯(lián) 系電磁感應(yīng)現(xiàn)象屈前16.9觀察“磁生電”現(xiàn)象觀察微型電扇的結(jié)構(gòu)，如圖16-36所示.51如圖16-37所示，在微型電扇的插頭處接一個(gè)發(fā)光二極管，用手旋轉(zhuǎn) 葉片，你發(fā)現(xiàn)了什么？用手指捏住插頭的兩個(gè)插腳，旋轉(zhuǎn)葉片，你有什么感覺？上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明了什么？利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng)(elect