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1、第四章 电能 复习,1.电能的获得和转化,一.电能的获得-发电机的结构和工作原理,二.安培力通电导体在磁场中的受力,三.直流电动机的结构和工作原理,四.电流的热效应及其应用,五.电流的化学效应,英国科学家法拉第建国10年的研究，在1831年发现了磁生电的条件和规律，实现了他利用磁场获得电流的愿望。,法拉第发现了磁生电，导致了电能的大规模生产和利用，开辟了电气化的新纪元,一、电磁感应,电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫电磁感应。,感应电流：由于电磁感应产生的电流就叫感应电流,电流的方向和_和_有关。,导体的运动方向,磁场的方向,1、导体要做切
2、割磁感线运动。,2、做切割磁感线运动的只能是闭合电路的一部分导体,产生感应电流的条件,思考,如果在电路中再串联一只电压表，此时电路断开，再重做导体在磁场中作垂直于磁感线方向的运动，电流表与电压表的变化？,现象：电流表指针不偏转 电压表指针偏转,表明：电路中无电流，有电压,结论,如果电路不闭合，导体作切割磁感线运动时，导体不会产生感应电流，但导体两端产生感应电压,STS,发电机,发电机是根据 电磁感应 原理工作的,1、发电机的构造和作用,发电机 1、组成： 定子_ ；转子_,2.设计原理：,在外力的带动下，让转子在磁场中连续做切割磁感线运动，线圈中就能持续不断的产生电流。,3.能量转化：_转化为
3、_,线圈,电磁铁,电磁感应,机械能,电能,二.安培力通电导体在磁场中的受力,1.安培力：通电导体在中_受到的作用。,2.安培力的方向与通电导体所在的_以及导体中_的有关。,3.安培力的大小与_、_以及在磁场中的_成正比。还与磁场方向和电流方向的_有关。,磁场,磁场方向,电流方向,磁场强弱,导体长度,电流大小,夹角大小,阅读材料：,左手定则 通电导体在磁场中受到力的方向，跟电流方向和磁感线方向有关，三者之间的关系，可用左手定则来判定伸开左手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，使四个手指所指的方向为电流的方向，那么大拇指所指的方向就是通电
4、导体受力的方向,直流电动机,结构,定子（磁体）,转子（线圈）,换向器,（使线圈的电流方向发生改变，让线圈持续转动下去）,电刷,三.直流电动机的结构和工作原理,1、组成： 定子_ ；转子_,线圈,电磁铁,换向器 电刷,2.原理：,3.转动的方向和_和_有关。,通电线圈在磁场中受力转动,电流的方向,磁场的方向,讨论分析:,.在图甲位置时线圈ab和cd两段受力方向相反且不在同一直线上,线圈就转动.,.在图乙位置时线圈ab和cd两段受力方向相反且在同一直线上,大小相等,成为一对平衡力,线圈就不转.,通电导体和通电线圈在磁场里受到力的作用而发生运动的时候,消耗了 ,获得了 ,即 转化为 ,电能,机械能,
5、电能,机械能,想一想：,换向器,（使线圈的电流方向发生改变，让线圈持续转动下去）,电刷,发电机与电动机的比较,1、发电机的构造原则上和电动机是完全相同的.,2、电动机是消耗电能而输出机械能;发电机是消耗机械能而输出电能.,3、发电机的原理是利用外力，使线圈在马蹄形磁铁的二极间转动，则因通过线圈的磁场变化而产生感应电流。 发电机:利用电磁感应原理，将动能转变为电能的机械，可分为交流发电机和直流发电机两类.,1.交流发电机线圈内和外电路中的电流分别是（ ） A、交流电和直流电 B交流电和交流电 C直流电和交流电 D直流电和直流电,2.此装置是什么机器？工作原理是什么？工作时能量的转化情况怎样？,B
6、,发电机,电磁感应原理,机械能转化为电能,四.电流的热效应及其应用,1.电流通过导体时，导体会发热的现象叫做电流的热效应。 2.能量的转化： _。 3.电流的热效应和_，_和_有关。 4.应用：,电能转化为内能,电流的大小,导体的电阻,通电的时间,电熨斗 电烤箱 电饭煲,5.焦耳定律：,五.电流的化学效应,能量的转化： _。,电能转化为化学能,见书本实验,2.电能的量度,2. 电能的量度,1.电功,2.电功率,3.用电器的额定功率及额定功率的测定,4. 电能表,5.家庭电路,1.电流所做的功叫电功 。用字母W表示 2.消耗了多少电能，电流就做了多少功。 电流做功实质是电能转化为其它形式的能 3
7、.电功的单位：,一、电功,单位名称： 焦耳(简称焦) 单位符号 ： （J）,千瓦时(KWh) 1KWh=3.6106 J,电流在一段电路上做的功，跟这段电路两端的电压、电路中的电流和通电时间成正比。 U的单位：伏特（V） I 的单位：安培(A） t 的单位：秒 （S）,4.电功的计算,W = U I t,1J = 1 V A S,电功：,普遍适用,2.定义式：,1.定义：电流在单位时间里完成的电功；,3.单位：专门单位 瓦（） 复合单位：焦每秒（） 伏安（） 且有：,常用单位：千瓦（）兆瓦（）毫瓦（mW） 1KW=10W 1MW=106W 1mW=10-W,了解千瓦时： 千瓦时（h)=1000
8、W3600s=3.6106J,电功率定义与公式,意义：,表示电流做功的快慢.,W=Pt=UIt,1焦耳=1伏安秒=1伏2 秒/欧=1安2 欧秒,W= U2t/R=I2Rt,对于纯电阻电路，,单位:,计算时的变形公式,额定电压：使用电器正常工作时的电压,额定电压与额定功率,额定功率：用电器在额定电压下工作时的电功率,用U额表示,用P额表示,一些电器设备的功率（单位：瓦）,实际电压 ：用电器实际工作时的电压,实际功率 ：用电器在实际电压下的电功率值。,用U实表示,用P实表示,例1: 一只标有“220V ，60W”的灯泡，在额定电压下工作1h 耗电多少度？如果电路的电压降到 200 V，这时它消耗的
9、实际功率是多少，实际耗电是多少度？,实验,测量小灯泡的电功率（P=UI）,讨论： 需要测量哪些物理量？ 需要哪些器材？ 如何记录数据？ （画出实验电路图和数据记录表格）,任务：测小灯泡在以下三种情况的功率： 1、在额定电压下 2、在高于额定电压下（1.2V） 3、低于额定电压下,实验原理： 用电压表测出用电器两端的电压，用电流表测出流过用电器的电流，根据P=UI我们就可以求出用电器的电功率，我们称之为伏安法测电功率。,作用：测量消耗电能（电功）的工具,俗称：电度表 又称：千瓦时计（KWh）,电功的测量,家庭电路中，电流做了多少功，即消耗了多少电能是否一定要通过计算呢？,电能表,单相电能表,单位
10、：千瓦时 KWh,220V:额定电压,50Hz:交流电频率,2.5(10)A: 允许电流为2.5安 短时允许电流为10安,1440r/KWh: 每消耗1 KWh电能， 表盘转动1440周。,a. 220V额定电压。 b. 2A额定电流 c. 4A允许通过的最大电流。 d. 3000r/Kw.h 表示用1 度电电能表的表盘转3000转。,有一电能表上标有220V、2(4)A 3000r/Kw.h的字样，请说说这些字样的意义?,说一说,家庭用电,家庭电路的基本组成：,进户线,电能表,闸刀开关,熔丝盒,插座,开关,家用电器,活动,家庭电路元件示意图：,说一说： 电路元件之间的连接方法如何？,A、开关
11、与它所控制的用电器串联,B、各家用电器之间是并联的,C、插座和用电器之间是并联的,一.进户线相(火)线(L)和零线(N),我国家庭电路的电压为220伏,相线与零线间有220伏电压,相线与地面间有220伏电压,零线与地面间没有电压,在低压供电的电源处，零线是接地的，所以没有电压,一般连接规定: 水平线的上面一根是相线,下面一根是零线; 竖直布线的右边一根是相线,左边一根是零线.,相线,零线,二.电能表,电能表,闸刀开关,进户线先接_,电能表的两根出线接入_,这是家庭电路的_,可以控制整个家庭电路的_.,电能表,闸刀开关,总开关,通断,三、闸刀开关,1.作用:接通和切断电源， 便于更换电器或维修设
12、备,2.闸刀开关的安装方法： 电能表的_接入闸刀开关, _的两根出线连接两个熔丝盒.,两根出线,闸刀开关,四、熔断器 （1）作用：当电路中的电流过大超过一定限度 时，保险丝会动熔断，切断电路。 （2）电路中的电流过大的原因 电路过载(用电器总功率过大) 发生短路 （3）熔丝材料：由低熔点的铅、锑合金制成,保险丝的 安装与选择,选做保险丝的材料特点：,1、电阻率大,2、熔点低,家用保险丝由铅锑合金丝制成。,熔丝越线径越大，熔断的电流就越大。实际中应根据 电路设计的安全电流，选择合适的保险丝。,家庭电路中严禁用铜丝或铁丝代替保险丝，以免发生事故！,（4）原理：利用电流的热效应,当电路中的电流 过大
13、超过熔丝的熔断电流时，温度达到 熔丝的熔点，而使熔丝熔断。 （5）熔丝熔断时，应根据电路情况，选用相应 的熔丝，切不可用较粗的熔丝替换, 更不可 用铜丝、铁丝替代。 （6）为了用电安全，只在相线处串联熔断器。,安全用电,一.开关： 作用：控制用电器电流的通断。 接线：在家庭电路中，要让相线 先进开关，然后再接到灯座。 零线直接进灯座。 保证开关断开时，灯座中不带电。,灯座 带电，会导 致触电。,灯座中不带电,二、插座 1、作用：为移动电器提供电压,2、安装方法：插座右端接火线，左端接零线，并与电灯或其它插座并联。,插座：,分类,按能否移动分,可移动插座,不可移动插座,按孔的多少分,两孔插座,三
14、孔插座,聊一聊： 用电器的金属外壳为什么要接地呢？,发生触电事故,避免了触电事故,三、灯泡和灯座 1、原理：利用电流的热效应制成的，灯丝正常发光时， 达到白炽状态，温度可达2800。 2、构造：（1）灯丝：用熔点很高(3410)的钨做的 （2）灯泡内： 为了防止钨丝在高温下被烧断， 小功率的灯泡都抽成真空 大功率（60w以上）灯泡充进氮气和 氩气，以阻碍钨丝在高温下升华 3、种类：（1）插口式：（介绍灯泡和灯头）安装： （2）螺旋式：（介绍灯泡和灯头）安装：,灯泡和开关的连接,四、测电笔： 1.构造： 笔尖金属体 电阻 氖管 弹簧 笔尾金属体,2.使用方法： 手触笔尾金属体，笔尖金属体接触电线
15、， 触火线：氖管发光， 触零线：氖管不发光,电的安全使用 一、安全电流和电压 1、触电： 是指电流通过人体达到一定值 时引起的伤害事故。 2、通过人体电流大小取决于外加电压和人体电阻（I=U/R) 3、安全电压： 一般情况下，36伏以下(不高于） ，但在潮湿的环境中应24V或12V,二、触电事故,家庭电路的照明电压：220V 工厂电路的动力电压：380V,（一）低压电：,（二）高压电：,单线触电、双线触电,高压电弧触电、跨步电压触电,原因：人直接或间接与火线接触而造成,三、安全用电常识： 1、安全用电原则： 不接触低压带电体， 不靠近高压带电体 2、特别警惕： 本来不应该带电的物体带了电， 本来应该绝缘的物体导了电。 3、触电时的正确措施：切断电源是第一任务。,