2018-2019高中物理 第4章 家用電器與日常生活 第1節(jié) 我們身邊的家用電器 第2節(jié) 常見家用電器的原理學(xué)案 粵教版選修1 -1.doc

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第一節(jié)　我們身邊的家用電器 第二節(jié)　常見家用電器的原理 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 知 識 脈 絡(luò) 1.了解常見家用電器的特點(diǎn)，會進(jìn)行比較、使用．(重點(diǎn)) 2．知道微波爐、電磁灶、錄音機(jī)等的工作原理．(難點(diǎn)) [自 主 預(yù) 習(xí)探 新 知] [知識梳理] 一、常見的家用電器 1．家電發(fā)展的總趨勢 當(dāng)前，家電發(fā)展的總體趨勢是逐步實(shí)現(xiàn)智能化、數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化，并且越來越注重功能與環(huán)保之間的協(xié)調(diào)． 2．電視機(jī)的分類及特點(diǎn) 按顯示器的類型，電視機(jī)可分為陰極射線管電視機(jī)、液晶電視機(jī)、等離子電視機(jī)等幾種． (1)陰極射線管電視機(jī)技術(shù)成熟，價(jià)格低，但耗電量大而且難以輕薄化． (2)液晶電視機(jī)外觀纖薄，共經(jīng)歷了LCD與LED兩代，其中LCD電視機(jī)背光源含汞，正逐漸被LED電視機(jī)取代．LED與LCD相比較，LED電視機(jī)更環(huán)保節(jié)能，更薄，圖像更清晰． (3)等離子電視機(jī)亮度均衡，更容易實(shí)現(xiàn)大屏幕化，但耗電量大且較易老化． 3．洗衣機(jī)分類及特點(diǎn) (1)波輪式洗衣機(jī)：體積小、重量輕、省時(shí)省電，但衣物磨損率高． (2)滾筒式洗衣機(jī)：容量大，衣物磨損率小，但洗滌時(shí)間長，耗電量大． (3)攪拌式洗衣機(jī)：衣物潔凈力最強(qiáng)，省洗衣粉，衣物易纏繞，損壞性較大，噪音大． 4．空調(diào)機(jī)的發(fā)展史 空調(diào)機(jī)以前只能簡單地制冷、制熱，現(xiàn)在利用變頻技術(shù)和傳感技術(shù)，空調(diào)機(jī)正向智能化和人性化發(fā)展． 二、常見家用電器的原理 1．微波爐各部分組成及功能 (1)微波爐的主要部件包括磁控管、爐腔、控制系統(tǒng)及電源等． (2)磁控管是實(shí)現(xiàn)加熱的主要元件．爐腔是用反射微波的金屬導(dǎo)體制造的，能夠產(chǎn)生加熱效應(yīng)，防止微波泄露到腔外． 2．電磁灶的工作原理 電磁灶是利用電磁感應(yīng)原理制成的．工作時(shí)，在灶內(nèi)通過交變電流產(chǎn)生交變磁場，使放在灶臺上的鐵鍋或不銹鋼鍋體內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流而發(fā)熱來加熱食品，熱效率較高． 3．磁帶錄音機(jī)的組成及原理 磁帶錄音機(jī)由話筒、磁帶、錄放音磁頭、放大電路、揚(yáng)聲器、傳動機(jī)構(gòu)等部分組成． 錄音時(shí)，聲音經(jīng)話筒轉(zhuǎn)變成隨聲音變化的音頻電流，經(jīng)放大電路放大后，用磁頭寫在磁帶上．放音是錄音的逆過程． 4．轉(zhuǎn)頁扇的特性 轉(zhuǎn)頁扇在一般電風(fēng)扇的基礎(chǔ)上增加了導(dǎo)風(fēng)輪裝置，使風(fēng)向?qū)崿F(xiàn)了周期變化，較好地模擬了自然風(fēng)． [基礎(chǔ)自測] 1．思考判斷 (1)不同的家用電器的功能和使用方法都相同．() (2)電視機(jī)正向著大屏幕、輕薄化、高清晰度等方向發(fā)展．(√) (3)空調(diào)正向智能化和人性化發(fā)展．(√) (4)電磁灶是利用電磁感應(yīng)原理制成的．(√) (5)微波爐是利用電流的熱效應(yīng)制成的．() (6)錄音機(jī)錄音時(shí)，聲音經(jīng)話筒轉(zhuǎn)變?yōu)殡S聲音變化的音頻電流，用磁頭寫在磁帶上．(√) 2．微波在傳播過程中若遇到金屬，則會被金屬面全部反射，但微波在傳播過程中能很好穿過介質(zhì)，并引起介質(zhì)所裝食物的水分子發(fā)生振動從而使食物被加熱，關(guān)于頻率是2 450 MHz的微波，下列說法中正確的是(　　) A．這一微波的波長約為0.12 m B．這一微波的波長約為245 m C．微波加熱是利用了電流的熱效應(yīng) D．微波爐加熱食物的器皿最好是金屬器皿 A　[由公式：c＝λf代入數(shù)據(jù)得，頻率是2 450 MHz的微波的波長約為0.12 m，故A正確，B錯(cuò)誤．微波加熱是利用極性分子在微波作用下劇烈運(yùn)動，分子間摩擦生熱，故C錯(cuò)誤．因?yàn)榻饘俜瓷湮⒉?，故D錯(cuò)誤．] 3．購進(jìn)新家電后，一般的使用步驟是什么？ [答案]　購進(jìn)家電后，一般的使用步驟是：首先閱讀說明書的安裝和安全注意事項(xiàng)，看電源是否符合要求；再按要求安裝好機(jī)器，檢查確認(rèn)后接通電源；然后按說明書的指導(dǎo)學(xué)習(xí)使用各種功能．說明書應(yīng)保管好，以供日后遺忘或者維護(hù)時(shí)查閱． [合 作 探 究攻 重 難] 空調(diào)的結(jié)構(gòu)及工作原理 空調(diào)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和原理 1．結(jié)構(gòu)：以空調(diào)器為例，它是由蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、冷凝器、毛細(xì)管和電磁換向閥等所組成的，如圖411所示． 圖411　熱泵型空調(diào)器工作原理 蒸發(fā)器：制冷劑在蒸發(fā)器中蒸發(fā)，從周圍環(huán)境吸收熱量(類似于水蒸發(fā)時(shí)吸熱)，使制冷劑由液態(tài)變成氣態(tài)． 壓縮機(jī)：利用電動機(jī)使氣態(tài)制冷劑壓縮成為高溫高壓氣體，此時(shí)，電能轉(zhuǎn)化成制冷劑的內(nèi)能(熱能)． 冷凝器：高溫高壓的制冷劑氣體在冷凝器中冷凝，把熱量排向周圍環(huán)境(類似于水蒸氣冷凝放熱)． 2．空調(diào)壓縮機(jī)運(yùn)行原理：壓縮機(jī)的主要工作腔是汽缸，從而完成了壓縮、排氣、膨脹、吸氣等過程；空調(diào)壓縮機(jī)到最低位置時(shí)，汽缸吸滿蒸氣；而活塞轉(zhuǎn)而向上，這時(shí)吸、排氣門都關(guān)閉，汽缸容積縮小，蒸氣被壓縮，一直壓縮到壓力達(dá)到排氣壓力為止；當(dāng)空調(diào)壓縮機(jī)的壓力達(dá)到一定值時(shí)，排氣閥開啟，活塞繼續(xù)上移，蒸氣排出，一直到活塞上移到最高位置時(shí)，排氣結(jié)束． 為了防止空調(diào)壓縮機(jī)的活塞與吸排氣閥碰撞，活塞上移到上止點(diǎn)時(shí)，活塞與汽缸頂部之間留有一定間隙，稱其為余隙；當(dāng)活塞轉(zhuǎn)而向下運(yùn)動時(shí)，排氣結(jié)束時(shí)留在余隙內(nèi)的高壓蒸氣阻止吸氣閥開啟，吸氣不能開始；這時(shí)空調(diào)壓縮機(jī)的余隙內(nèi)的蒸氣隨著活塞下移而膨脹，一直膨脹到吸氣壓力以下時(shí)才結(jié)束；吸氣閥開啟，隨著活塞往下運(yùn)動而吸氣，一直進(jìn)行到活塞下移到活塞下止點(diǎn)為止；這就是空調(diào)壓縮機(jī)工作原理的全部過程． 　小明的家在海南，父母決定給他買一臺空調(diào)．小明的房間面積約14 m2，你能幫小明估算出他應(yīng)購買表中哪種型號的空調(diào)嗎？小明家電能表的額定電流為3 A，額定電壓為220 V．是更換電能表，還是買小一些的空調(diào)器？還需要考慮什么因素？(電能表在使用時(shí)一般不能超過額定值) 某品牌不同型號空調(diào)器的部分技術(shù)指標(biāo) 空調(diào)器 編號 額定制冷(熱)量/W 額定電流/A 額定功率/W 適用面積/m2 制冷 制熱 制冷 制熱 制冷 制熱 1(單冷) 2 600 4.0 870 13～16 2(冷熱) 2 600 3 300 4.1 5.5 880 1 180 13～16 3(單冷) 3 500 6.0 1 250 16～24 4(冷熱) 3 500 4 300 6.0 8.4 1 250 1 750 16～24 [解析]　小明應(yīng)選擇編號為1(單冷)的空調(diào)，因?yàn)楹Ｄ蠝囟绕?，選擇單冷即可，因空調(diào)的額定電流為4.0 A，所以需更換電能表，還需要考慮導(dǎo)線的額定電流等． [答案]　見解析 [針對訓(xùn)練] 1．夏天，空調(diào)能提供涼風(fēng)，冬天它能提供暖風(fēng)．你知道它的原理嗎？請用文字說明． [解析]　空調(diào)機(jī)制冷時(shí)，低溫低壓的制冷劑氣體被壓縮機(jī)吸入后加壓變成高溫高壓的制冷氣體，這種氣體在室外換熱器中放熱，變成中溫高壓液體，中溫高壓液體再經(jīng)過節(jié)流部件節(jié)流降壓后變成低溫低壓液體，這種液體制冷劑在室內(nèi)換熱器中吸熱蒸發(fā)后變?yōu)榈蜏氐蛪簹怏w，達(dá)到降溫，再造成循環(huán)． 空調(diào)機(jī)制熱時(shí)，低溫低壓制冷劑氣體被壓縮變成高溫高壓制冷氣體，這種氣體在室內(nèi)換熱器中放熱，變成中溫高壓液體，中溫高壓液體再經(jīng)過節(jié)流部件節(jié)流變成低溫低壓氣體，這種氣體在吸熱器蒸發(fā)后變成低溫低壓氣體，再造成循環(huán)． [答案]　見解析 對微波及微波爐工作原理的理解 微波特性、加熱原理及使用禁忌 1．微波特性 微波是一種電磁波，頻率非常高，波長在1 mm～1 m之間，頻率在300～300 000 MHz之間． 雷達(dá)、通訊都是由微波傳輸?shù)模? 微波有4大特性： (1)反射性：微波遇到金屬發(fā)生反射，所以在微波爐里使用金屬會產(chǎn)生電弧、打火花．建議消費(fèi)者不要在微波爐里使用金屬餐具，即便是磁化過的金屬也不要用，在微波爐中使用金屬餐具只會起到阻擋微波的作用，延長其加熱時(shí)間，并使大量微波在微波爐里胡亂的反射，損壞微波爐的元部件． (2)穿透性：微波能夠有效穿透玻璃、陶瓷、塑料等絕緣材料而不會消耗能量． (3)吸收性：微波最易被水吸收，其加熱原理正是微波的高頻率振動，使水分子劇烈摩擦從而產(chǎn)生大量的熱能，使食物“煮”熟了． (4)直線性：微波是沿直線發(fā)射的． 2．微波爐工作原理 (1)微波爐 顧名思義是用微波來加熱，用的頻率是24.5億赫茲左右的超短波，它由磁控管產(chǎn)生，經(jīng)微波爐金屬器壁反射再反射后，被爐中的食物吸收．其內(nèi)部構(gòu)造如圖412所示． 圖412 (2)工作原理 微波爐是利用磁控管，將電能轉(zhuǎn)化為2 450 MHz的微波，在爐腔內(nèi)來回反射，食物能吸收微波是因?yàn)槭澄镏泻兴郑肿訛闃O性分子，一端為正極，一端為負(fù)極，而微波是電磁波，有正半周與負(fù)半周.24.5億赫茲即表示該微波在一秒鐘內(nèi)變換正負(fù)極達(dá)24.5億次，每換一次，水分子即跟隨反轉(zhuǎn)一次；由于水分子一直振動反射，也就摩擦生熱，熱量被食物分子吸收，食物就會變熱、變熟．并且最大限度地保存了食物中的維生素．導(dǎo)體能反射微波，絕緣體能使微波透過，因此在使用微波爐加熱食物時(shí)，不能使用金屬器皿，應(yīng)使用陶瓷、玻璃材料制作的器皿． 3．使用禁忌 (1)忌用普通塑料容器．(2)忌用金屬器皿．(3)忌使用封閉容器．(4)忌超時(shí)加熱．(5)忌將肉類加熱至半熟后再用微波爐加熱．(6)忌再冷凍經(jīng)微波爐解凍過的肉類．(7)忌用微波爐加熱油炸食品．(8)忌將微波爐置于臥室，同時(shí)應(yīng)注意不要用物品覆蓋微波爐上的散熱窗柵．(9)忌長時(shí)間在微波爐前工作． 　關(guān)于微波爐使用的注意事項(xiàng)說法正確的是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：71082075】 A．忌用金屬器皿 B．可用封閉容器盛放食物進(jìn)行加熱 C．可長時(shí)間在微波爐前工作 D．以上說法都正確 A　[金屬反射微波故不能用金屬器皿進(jìn)行加熱，故A正確．不能用封閉容器盛放食物進(jìn)行加熱，故B錯(cuò)誤．微波危害人體健康，故不能長時(shí)間在微波爐前工作，C錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤．] 根據(jù)家用電器的工作原理和使用方法正確操作家電，有利于家電的維護(hù)和保養(yǎng)，免去了不必要的麻煩. [針對訓(xùn)練] 2．(多選)家用微波爐由磁控管、微波加熱器、變壓器等組成，使用微波爐時(shí)(　　) A．可用陶瓷容器盛放食物放入爐內(nèi)加熱 B．微波爐熱效率高，加熱速度快，緊急情況下可以用來烘干衣物 C．帶“金邊”的陶瓷容器在微波爐內(nèi)會損壞 D．不可在微波爐內(nèi)加熱干燥食物 ACD　[微波爐的工作原理是食物中的水分子在電磁波的作用下熱運(yùn)動加劇，溫度升高，因此增大了食物的內(nèi)能．因?qū)w能反射微波，絕緣體能使微波透過，因此應(yīng)使用陶瓷、玻璃器皿盛放食物放入爐內(nèi)加熱，不能使用金屬器皿．帶“金邊”的陶瓷容器的陶瓷和金屬部分在微波爐內(nèi)由于吸熱和導(dǎo)熱性能不同，熱膨脹程度的差別會導(dǎo)致“金邊”被損壞．干燥食物由于缺少水分，不宜用微波爐加熱．用微波爐烘干衣物容易引起衣物著火．因此，選項(xiàng)A、C、D正確．] [當(dāng) 堂 達(dá) 標(biāo)固 雙 基] 1．隨著我國人民生活水平的不斷提高，家庭中使用的電器越來越多，下列電器中，利用電流的熱效應(yīng)工作的是(　　) A．電風(fēng)扇　　B．電視機(jī)　　C．洗衣機(jī)　　D．電飯煲 D 2．微波爐適用于加熱下列哪些食物(　　) ①多水份食物?、诟稍锸澄铩、鄱嘀臼澄铩、芏嗵欠菔澄? A．①②　　　B．①③ C．②③　　　D．②④ B　[微波爐的微波只能使水和脂肪分子振動而致熱．] 3．家用的微波爐(800 W)、電視機(jī)(100 W)和洗衣機(jī)(400 W)每天都工作一個(gè)小時(shí)，一個(gè)月的耗電量是(一個(gè)月按30天計(jì)算)________度． [解析]　這三樣用電器的總功率為： P＝(800＋100＋400) W＝1.3 kW， 每天耗電量為1.3度，一個(gè)月的耗電量是1.330＝39度． [答案]　39