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2018_2019高中物理第4章家用电器与日常生活第1节我们身边的家用电器第2节常见家用电器的原理学案粤教版选修1_1

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                      第一节 我们身边的家用电器
                      第二节 常见家用电器的原理

            学 习 目 标                              知 识 脉 络


   1.了解常见家用电器的特点,会
   进行比较、使用.(重点)
   2.知道微波炉、电磁灶、录音机
   等的工作原理.(难点)


                             [自 主 预 习·探 新 知]
                                    [知识梳理]
    一、常见的家用电器
    1.家电发展的总趋势
    当前,家电发展的总体趋势是逐步实现智能化、数字化和网络化,并且越来越注重功
能与环保之间的协调.
    2.电视机的分类及特点
    按显示器的类型,电视机可分为阴极射线管电视机、液晶电视机、等离子电视机等几
种.
    (1)阴极射线管电视机技术成熟,价格低,但耗电量大而且难以轻薄化.
    (2)液晶电视机外观纤薄,共经历了              LCD 与 LED 两代,其中    LCD 电视机背光源含汞,正
逐渐被   LED 电视机取代.LED      与 LCD 相比较,LED    电视机更环保节能,更薄,图像更清晰.
    (3)等离子电视机亮度均衡,更容易实现大屏幕化,但耗电量大且较易老化.
    3.洗衣机分类及特点
    (1)波轮式洗衣机:体积小、重量轻、省时省电,但衣物磨损率高.
    (2)滚筒式洗衣机:容量大,衣物磨损率小,但洗涤时间长,耗电量大.
    (3)搅拌式洗衣机:衣物洁净力最强,省洗衣粉,衣物易缠绕,损坏性较大,噪音大.
    4.空调机的发展史
    空调机以前只能简单地制冷、制热,现在利用变频技术和传感技术,空调机正向智能
化和人性化发展.
    二、常见家用电器的原理
    1.微波炉各部分组成及功能
    (1)微波炉的主要部件包括磁控管、炉腔、控制系统及电源等.
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    (2)磁控管是实现加热的主要元件.炉腔是用反射微波的金属导体制造的,能够产生加
热效应,防止微波泄露到腔外.
    2.电磁灶的工作原理
    电磁灶是利用电磁感应原理制成的.工作时,在灶内通过交变电流产生交变磁场,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来加热食品,热效率较高.
    3.磁带录音机的组成及原理
    磁带录音机由话筒、磁带、录放音磁头、放大电路、扬声器、传动机构等部分组成.
    录音时,声音经话筒转变成随声音变化的音频电流,经放大电路放大后,用磁头写在
磁带上.放音是录音的逆过程.
    4.转页扇的特性
    转页扇在一般电风扇的基础上增加了导风轮装置,使风向实现了周期变化,较好地模
拟了自然风.
                                    [基础自测]
    1.思考判断
    (1)不同的家用电器的功能和使用方法都相同.(×)
    (2)电视机正向着大屏幕、轻薄化、高清晰度等方向发展.(√)
    (3)空调正向智能化和人性化发展.(√)
    (4)电磁灶是利用电磁感应原理制成的.(√)
    (5)微波炉是利用电流的热效应制成的.(×)
    (6)录音机录音时,声音经话筒转变为随声音变化的音频电流,用磁头写在磁带
上.(√)
    2.微波在传播过程中若遇到金属,则会被金属面全部反射,但微波在传播过程中能很
好穿过介质,并引起介质所装食物的水分子发生振动从而使食物被加热,关于频率是                                    2 
450 MHz 的微波,下列说法中正确的是(  )
    A.这一微波的波长约为          0.12 m
    B.这一微波的波长约为          245 m
    C.微波加热是利用了电流的热效应
    D.微波炉加热食物的器皿最好是金属器皿
    A [由公式:c=λf       代入数据得,频率是         2 450  MHz 的微波的波长约为       0.12  m,故
A 正确,B   错误.微波加热是利用极性分子在微波作用下剧烈运动,分子间摩擦生热,故
C 错误.因为金属反射微波,故            D 错误.]
    3.购进新家电后,一般的使用步骤是什么?
    [答案] 购进家电后,一般的使用步骤是:首先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;然后按说明书的指导
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学习使用各种功能.说明书应保管好,以供日后遗忘或者维护时查阅.
                             [合 作 探 究·攻 重 难]

                             空调的结构及工作原理
                              空调机的基本结构和原理
    1.结构:以空调器为例,它是由蒸发器、压缩机、冷凝器、毛细管和电磁换向阀等所
组成的,如图      4­1­1 所示.


                          图  4­1­1 热泵型空调器工作原理
    蒸发器:制冷剂在蒸发器中蒸发,从周围环境吸收热量(类似于水蒸发时吸热),使制
冷剂由液态变成气态.
    压缩机:利用电动机使气态制冷剂压缩成为高温高压气体,此时,电能转化成制冷剂
的内能(热能).
    冷凝器:高温高压的制冷剂气体在冷凝器中冷凝,把热量排向周围环境(类似于水蒸气
冷凝放热).
    2.空调压缩机运行原理:压缩机的主要工作腔是汽缸,从而完成了压缩、排气、膨胀、
吸气等过程;空调压缩机到最低位置时,汽缸吸满蒸气;而活塞转而向上,这时吸、排气
门都关闭,汽缸容积缩小,蒸气被压缩,一直压缩到压力达到排气压力为止;当空调压缩
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机的压力达到一定值时,排气阀开启,活塞继续上移,蒸气排出,一直到活塞上移到最高
位置时,排气结束.
    为了防止空调压缩机的活塞与吸排气阀碰撞,活塞上移到上止点时,活塞与汽缸顶部
之间留有一定间隙,称其为余隙;当活塞转而向下运动时,排气结束时留在余隙内的高压
蒸气阻止吸气阀开启,吸气不能开始;这时空调压缩机的余隙内的蒸气随着活塞下移而膨
胀,一直膨胀到吸气压力以下时才结束;吸气阀开启,随着活塞往下运动而吸气,一直进
行到活塞下移到活塞下止点为止;这就是空调压缩机工作原理的全部过程.
          小明的家在海南,父母决定给他买一台空调.小明的房间面积约                            14  m2,你能
帮小明估算出他应购买表中哪种型号的空调吗?小明家电能表的额定电流为                                3  A,额定电
压为   220 V.是更换电能表,还是买小一些的空调器?还需要考虑什么因素?(电能表在使
用时一般不能超过额定值)
                        某品牌不同型号空调器的部分技术指标
   空调器
               额定制冷(热)量/W            额定电流/A           额定功率/W         适用面
    编号
                                                                     积/m2
               制冷         制热        制冷       制热      制冷      制热

   1(单冷)       2 600                 4.0             870             13~16
   2(冷热)       2 600     3 300       4.1      5.5    880    1 180    13~16
   3(单冷)       3 500                 6.0            1 250            16~24
   4(冷热)       3 500     4 300       6.0      8.4   1 250   1 750    16~24
    [解析] 小明应选择编号为           1(单冷)的空调,因为海南温度偏高,选择单冷即可,因
空调的额定电流为        4.0 A,所以需更换电能表,还需要考虑导线的额定电流等.
    [答案] 见解析
    [针对训练]
    1.夏天,空调能提供凉风,冬天它能提供暖风.你知道它的原理吗?请用文字说明.
    [解析] 空调机制冷时,低温低压的制冷剂气体被压缩机吸入后加压变成高温高压的
制冷气体,这种气体在室外换热器中放热,变成中温高压液体,中温高压液体再经过节流
部件节流降压后变成低温低压液体,这种液体制冷剂在室内换热器中吸热蒸发后变为低温
低压气体,达到降温,再造成循环.
    空调机制热时,低温低压制冷剂气体被压缩变成高温高压制冷气体,这种气体在室内
换热器中放热,变成中温高压液体,中温高压液体再经过节流部件节流变成低温低压气体,
这种气体在吸热器蒸发后变成低温低压气体,再造成循环.
    [答案] 见解析
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                         对微波及微波炉工作原理的理解
                           微波特性、加热原理及使用禁忌
    1.微波特性
    微波是一种电磁波,频率非常高,波长在                  1  mm~1   m 之间,频率在      300~300   000 
MHz 之间.
    雷达、通讯都是由微波传输的.
    微波有   4 大特性:
    (1)反射性:微波遇到金属发生反射,所以在微波炉里使用金属会产生电弧、打火
花.建议消费者不要在微波炉里使用金属餐具,即便是磁化过的金属也不要用,在微波炉
中使用金属餐具只会起到阻挡微波的作用,延长其加热时间,并使大量微波在微波炉里胡
乱的反射,损坏微波炉的元部件.
    (2)穿透性:微波能够有效穿透玻璃、陶瓷、塑料等绝缘材料而不会消耗能量.
    (3)吸收性:微波最易被水吸收,其加热原理正是微波的高频率振动,使水分子剧烈摩
擦从而产生大量的热能,使食物“煮”熟了.
    (4)直线性:微波是沿直线发射的.
    2.微波炉工作原理
    (1)微波炉
    顾名思义是用微波来加热,用的频率是                 24.5 亿赫兹左右的超短波,它由磁控管产生,
经微波炉金属器壁反射再反射后,被炉中的食物吸收.其内部构造如图                              4­1­2 所示.


                                     图 4­1­2
    (2)工作原理
    微波炉是利用磁控管,将电能转化为                2 450  MHz 的微波,在炉腔内来回反射,食物能
吸收微波是因为食物中含有水分.水分子为极性分子,一端为正极,一端为负极,而微波
是电磁波,有正半周与负半周.24.5             亿赫兹即表示该微波在一秒钟内变换正负极达                   24.5 亿
次,每换一次,水分子即跟随反转一次;由于水分子一直振动反射,也就摩擦生热,热量
被食物分子吸收,食物就会变热、变熟.并且最大限度地保存了食物中的维生素.导体能
反射微波,绝缘体能使微波透过,因此在使用微波炉加热食物时,不能使用金属器皿,应
使用陶瓷、玻璃材料制作的器皿.
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    3.使用禁忌
    (1)忌用普通塑料容器.(2)忌用金属器皿.(3)忌使用封闭容器.(4)忌超时加
热.(5)忌将肉类加热至半熟后再用微波炉加热.(6)忌再冷冻经微波炉解冻过的肉
类.(7)忌用微波炉加热油炸食品.(8)忌将微波炉置于卧室,同时应注意不要用物品覆盖
微波炉上的散热窗栅.(9)忌长时间在微波炉前工作.
          关于微波炉使用的注意事项说法正确的是(  ) 
                                                          【导学号:71082075】
    A.忌用金属器皿
    B.可用封闭容器盛放食物进行加热
    C.可长时间在微波炉前工作
    D.以上说法都正确
    A [金属反射微波故不能用金属器皿进行加热,故                    A 正确.不能用封闭容器盛放食物
进行加热,故      B 错误.微波危害人体健康,故不能长时间在微波炉前工作,C                         错误,D   错
误.]


    根据家用电器的工作原理和使用方法正确操作家电,有利于家电的维护和保养,免去
了不必要的麻烦.

    [针对训练]
    2.(多选)家用微波炉由磁控管、微波加热器、变压器等组成,使用微波炉时(  )
    A.可用陶瓷容器盛放食物放入炉内加热
    B.微波炉热效率高,加热速度快,紧急情况下可以用来烘干衣物
    C.带“金边”的陶瓷容器在微波炉内会损坏
    D.不可在微波炉内加热干燥食物
    ACD [微波炉的工作原理是食物中的水分子在电磁波的作用下热运动加剧,温度升高,
因此增大了食物的内能.因导体能反射微波,绝缘体能使微波透过,因此应使用陶瓷、玻
璃器皿盛放食物放入炉内加热,不能使用金属器皿.带“金边”的陶瓷容器的陶瓷和金属
部分在微波炉内由于吸热和导热性能不同,热膨胀程度的差别会导致“金边”被损坏.干
燥食物由于缺少水分,不宜用微波炉加热.用微波炉烘干衣物容易引起衣物着火.因此,
选项   A、C、D  正确.]
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                             [当 堂 达 标·固 双 基]
    1.随着我国人民生活水平的不断提高,家庭中使用的电器越来越多,下列电器中,利
用电流的热效应工作的是(  )
    A.电风扇  B.电视机  C.洗衣机  D.电饭煲

    D
    2.微波炉适用于加热下列哪些食物(  )
    ①多水份食物 ②干燥食物 ③多脂肪食物 ④多糖份食物
    A.①②   B.①③  C.②③   D.②④
    B [微波炉的微波只能使水和脂肪分子振动而致热.]
    3.家用的微波炉(800        W)、电视机(100     W)和洗衣机(400     W)每天都工作一个小时,一
个月的耗电量是(一个月按           30 天计算)________度.
    [解析] 这三样用电器的总功率为:
    P=(800+100+400) W=1.3 kW,
    每天耗电量为      1.3 度,一个月的耗电量是          1.3×30=39  度.
    [答案] 39
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