九年级物理下册第十一章物理学与能源技术第二节能量转化的方向性和效率课件新版教科版4.ppt

1、第二节第二节 能量转化的方向性和效率能量转化的方向性和效率 我们知道能量可以转化和转移我们知道能量可以转化和转移,在常温常在常温常压下压下,哪一种过程是可以自发进行的哪一种过程是可以自发进行的？水水冰冰 能量的转化和转移无处不在。然而能量的转化和转移无处不在。然而,许多情况下虽然并不违背能量守恒定律许多情况下虽然并不违背能量守恒定律,但在实际情形中却不会发生但在实际情形中却不会发生,这是为什么这是为什么呢呢？u 能量转化和转移的方向性能量转化和转移的方向性 试着分析以下过程能否实现试着分析以下过程能否实现,以及实现过以及实现过程中能量转化情况。程中能量转化情况。一杯水静置一段时间后一杯水静置一

2、段时间后,其其中的一部分水自行从另一部分水中的一部分水自行从另一部分水中吸收热量中吸收热量,沸腾成水蒸气沸腾成水蒸气,另一部分水那么内能减少另一部分水那么内能减少,凝结凝结成冰成冰枯萎的花儿枯萎的花儿,自发从空气中自发从空气中吸取能量和水分吸取能量和水分,重焕青春重焕青春坡底的巨石从周围环境坡底的巨石从周围环境中获取能量中获取能量,滚向坡顶滚向坡顶从北京开到天津的汽车从北京开到天津的汽车,掉转车头掉转车头,汽车可以汽车可以从空气中、已排放的尾气中吸收能量从空气中、已排放的尾气中吸收能量,不再消不再消耗新的燃料耗新的燃料,返回北京返回北京 以上的过程都是不可能实现的，我们在以上的过程都是不可能实

3、现的，我们在生活中也从未看到这样的现象发生过。生活中也从未看到这样的现象发生过。转化转化”是指能量的形式发生变化是指能量的形式发生变化,钻木取火钻木取火”是机械能转化为内能是机械能转化为内能,而机械而机械能和内能是两种差别形式的能。能和内能是两种差别形式的能。能量转化能量转化能量转移能量转移 转移转移”是指能量的形式不发生变化是指能量的形式不发生变化,如如热传递热传递”只是内能从高温物体部分转移到只是内能从高温物体部分转移到低温物体低温物体(部分部分)。能量的转移和转化具有方向性能量的转移和转化具有方向性 热量只能从高温物体热量只能从高温物体(部分部分)转移到低温物转移到低温物体体(部分部分)

4、,不能相反不能相反,具有方向性具有方向性,否那么就否那么就要消耗其他的能量。要消耗其他的能量。高温高温低温低温 现实的宏观世界中现实的宏观世界中,物体间一旦存在温差物体间一旦存在温差,就就会有热量的传递会有热量的传递;摩擦无处不在摩擦无处不在,机械能会不断机械能会不断转化为内能。我们対能量的利用转化为内能。我们対能量的利用,无法避免涉及无法避免涉及热量的生成与转移。于是热量的生成与转移。于是,每一次能量的利用每一次能量的利用,都会减少这个世界上可利用、便于利用的能量的都会减少这个世界上可利用、便于利用的能量的总量。总量。u 能量转化中的效率能量转化中的效率 用燃气灶烧水用燃气灶烧水,目的是把水

5、烧热或者烧目的是把水烧热或者烧开开,我们希望燃烧每一升天然气产生的热量都我们希望燃烧每一升天然气产生的热量都完全传递给壶中的水完全传递给壶中的水,使之升温、沸腾。你觉使之升温、沸腾。你觉得这可能是实现吗得这可能是实现吗？骑自行车上学时骑自行车上学时,我们希望消耗的每我们希望消耗的每一分体能能全部转化为自行车和人的动能一分体能能全部转化为自行车和人的动能,这可能吗这可能吗？生活经验告诉我们。这些理想情况都生活经验告诉我们。这些理想情况都不可能发生。在所有的能量利用过程中不可能发生。在所有的能量利用过程中,能量损耗不可避免。以烧水过程为例能量损耗不可避免。以烧水过程为例,有有一定比例的热量会散发到

6、大气。一定比例的热量会散发到大气。如果把天然气完全燃烧释放的化学能如果把天然气完全燃烧释放的化学能称为输入能量称为输入能量,而把水吸收的那部分能量而把水吸收的那部分能量称为输出有效能量称为输出有效能量,把散发到大气中的那把散发到大气中的那部分能量称为输出无效能量部分能量称为输出无效能量,那么根据能那么根据能量守恒定律量守恒定律,有如下关系有如下关系:能量转化效率能量转化效率能量转化效率能量转化效率=输出有效能量输出有效能量输入能量输入能量在任何情况下在任何情况下,能量转换效率能量转换效率都小于都小于1,因此永动机不存在。因此永动机不存在。机械效率机械效率是有用功在总功中所占的比例。是有用功在总

7、功中所占的比例。热机效率热机效率是内能转化为有用机械能的效率。是内能转化为有用机械能的效率。能量转化效率是输出的有效能量在输入的能量能量转化效率是输出的有效能量在输入的能量中所占的比例中所占的比例,是把一种能量转化为另一种能是把一种能量转化为另一种能量。输入和输出能量可以是任意一种。量。输入和输出能量可以是任意一种。能量转化效率与机械效率、热机效率是一能量转化效率与机械效率、热机效率是一回事吗回事吗？1.水电站发电时水电站发电时,水从高处向下冲击水轮机水从高处向下冲击水轮机的叶轮的叶轮,转动的叶轮带动发电机发电。在这个过转动的叶轮带动发电机发电。在这个过程中程中,能量的转化顺序为能量的转化顺序

8、为 B 2.关于热机能量转化的效率关于热机能量转化的效率,以下说法中以下说法中准确的选项是哪一项：准确的选项是哪一项：A.热机做一定的有用功热机做一定的有用功,消耗的燃料越少消耗的燃料越少,效率一定越高效率一定越高 B.热机做的有用功越多热机做的有用功越多,效率一定越高效率一定越高 C.热机消耗的燃料越少热机消耗的燃料越少,效率一定越高效率一定越高 D.热机做功越快热机做功越快,效率一定越高效率一定越高A 3.如下图为内燃机的能量流向图如下图为内燃机的能量流向图,热机能热机能量转化的效率量转化的效率()等于等于 A.B.C.D.14EE41EE31EE341EEE燃气内能燃气内能E1内能废气内

9、能废气E2有用机械能有用机械能E3散热损失散热损失E4机械损失机械损失E5D谈谈你在这节课中谈谈你在这节课中,有什么收获有什么收获？同学们，你们要相信梦想是价值的源泉，相信成同学们，你们要相信梦想是价值的源泉，相信成功的信念比成功本身更重要，相信人生有挫折没功的信念比成功本身更重要，相信人生有挫折没有失败，相信生命的质量来自决不妥协的信念，有失败，相信生命的质量来自决不妥协的信念，考试加油考试加油!奥利给奥利给结束语结束语进户线进户线电能表电能表总开关总开关熔丝熔丝插座插座、开关开关、用电器用电器等组成。等组成。4:AABCD 总功率过大是电总功率过大是电 流过大的原因流过大的原因P=P1+P

10、2+Pn【例题家庭电路中使用三盏电灯,灯泡的额定功率分别 是P1100w,P2P360w求通过保险丝的电流解:I1=P1/U I2=P2/U I3=P3/U I I1+I2+I3 P1/U+P2/U+P3/U (P1+P2+P3)/U (100w+60w60w)/220v 1A【总结 1、总功率越大,干路中的电流也就越大。2、计算通过保险丝的电流可以利用IP总/U总来计算。的用电器使用。的用电器使用。,ACRBD 短路短路 !短路时的电路短路时的电路1、为什么说短路时,B、D导线的电阻很小,这时并联的总电阻也很小”呢？2、为什么说短路时,绝大部分电流经过B、D间的导线,可以认为电流没有经过用电

11、器”呢？课堂小结课堂小结1、家庭电路中电流过大的原因是:短路或用电器的总功率过大。2、计算通过保险丝的电流可以利用IP总/U总来计算。短路 用电器的总功率过大1、电路中电流过大的原因是（）或（）2、家庭电路中引起保险丝熔断的原因是 （）A、保险丝太粗不合格 B、所有用电器同时工作 C、一定是短路造成的 D、可能接入了大功率电热器 D3、家庭电路中保险丝断了,以下原因不可能的是:A、家庭中用电器的功率过大 B、拉线开关中的两根导线头相碰 C、保险丝的规格不合适,熔断电流太小 D、插头中的两根导线头相碰 B课堂练习课堂练习课堂练习4、某家庭电路,已有两盏电灯正常发光,如果再使用一个电熨斗,那么该电

12、路的 A、总电流变大 B、总电压变大C、总电阻变大 D、总功率变大A D 5、小华家有30w日光灯2盏,15w的电灯3盏,60w的彩电1台,100w的电冰箱1台,300w的洗衣机1台,600w的音响1台,1kw的电饭煲1个,问:他家的总保险丝应如何选择？6、某学校电能表允许通过的最大电流是25A,学校里已 经装了40w的电灯50盏,60w的日光灯20盏,想要再装些 电灯,至多可以再装多少盏40w的电灯？解:电能表允许电路中最大的总功率是:PU I=220v25A5500w 目前电路中的总功率是:PnP1nP250 40w20 60w3200w 能再装 电灯的总功率是:PPP 5500w 320

13、0w2300w 能再装电灯盏数:nP/P1=2300w/40w=57盏7.图中接线有几处错误图中接线有几处错误？请逐一指出并？请逐一指出并加以说明。加以说明。【分析【分析可从闸刀开关和插座的作用去考虑。可从闸刀开关和插座的作用去考虑。【答答 有两个错误。第一个错误是闸刀开关装倒了。有两个错误。第一个错误是闸刀开关装倒了。如果照此装法如果照此装法,拉开闸刀开关拉开闸刀开关,更换熔丝时就势必带更换熔丝时就势必带电操作电操作,而且被拉开的闸刀在重力的作用下而且被拉开的闸刀在重力的作用下,可能会可能会落下接通电路落下接通电路,所以很不安全。准确的装法应该是静所以很不安全。准确的装法应该是静触头在上触头

14、在上,动触头在下。第二个错误是将插座串联接动触头在下。第二个错误是将插座串联接在火线上了在火线上了,这会影响用电器的正常工作和安全使用。这会影响用电器的正常工作和安全使用。一什么是触电一什么是触电？日常所说的触电日常所说的触电,是指是指一定强度的电流流过人体所引起的伤害事故。一定强度的电流流过人体所引起的伤害事故。二触电的形式:火线零线想救我，给我穿上绝缘鞋或给我一张干燥的木凳吧火线零线我来帮你！啊！电死我啦！火线零线触电的形式:（2）双线 触电想救我，快去断开电源！闪电（3）高 压电弧触电雷雨天气不要呆在室外，快回家或闪电时马上蹲下。（4）跨步电压触电为保小命，赶快做“蛙跳”高压线火线零线触

15、电的形式:（2）双线 触电闪电（3）高 压电弧触电（4）跨步电压触电高压线电灯的开关接在零线和灯泡之间电灯的开关接在零线和灯泡之间电灯的开关接在火线和灯泡之间电灯的开关接在火线和灯泡之间,时时,要注意与地绝缘要注意与地绝缘,先用测电笔检测接触处是否先用测电笔检测接触处是否与火线连通与火线连通,并尽可能单手操作并尽可能单手操作5.5.不损坏电器设备中的绝缘体不损坏电器设备中的绝缘体.生生活活用用电电中中要要特特别别警警惕惕什什么么？1、关于家庭电路、关于家庭电路,以下说法中不准确的选项是哪以下说法中不准确的选项是哪一项：一项：A、电能表用来显示用户所用的电能、电能表用来显示用户所用的电能,应安装

16、在干路上应安装在干路上B、保险丝安装在总开关后、保险丝安装在总开关后,当电路中有大电流通过时会熔断当电路中有大电流通过时会熔断C、开关与用电器并联、开关与用电器并联D、总开关千万不能倒装、总开关千万不能倒装,其静触头应在上面其静触头应在上面C2、小强同学在学习安装照明电路时、小强同学在学习安装照明电路时,由于操作不规由于操作不规范范,导致开关中两个接线柱接到了一起导致开关中两个接线柱接到了一起,这样产生的这样产生的后果是后果是 A、灯不能正常发光、灯不能正常发光B、保险丝迅速熔断、保险丝迅速熔断C、开关依然起作用、开关依然起作用D、灯总是亮着、灯总是亮着D3、以下四种说法、以下四种说法,符合安

17、全用电的做法是符合安全用电的做法是 A、两手同时接触火线和零线、两手同时接触火线和零线B、插座安装过低、插座安装过低,小孩玩耍时将小手指塞进插座小孩玩耍时将小手指塞进插座C、家用电器外壳加接地保护、家用电器外壳加接地保护D、人摆弄电器触到接火线的金属插头、人摆弄电器触到接火线的金属插头E、用湿手去拔用电器的带电插头、用湿手去拔用电器的带电插头F、在电线上晾晒衣物、在电线上晾晒衣物G、将开关接在零线上、将开关接在零线上H、临时更换保险丝可以用铜丝代替、临时更换保险丝可以用铜丝代替 I、给电冰箱供电要使用三孔插座、给电冰箱供电要使用三孔插座J、用湿布擦正在工作的电视、用湿布擦正在工作的电视K、在高

18、压线下放风筝、在高压线下放风筝4、家庭电路里的用电器都是并联的、家庭电路里的用电器都是并联的,其原因是其原因是 A、为了获得相同的电压、为了获得相同的电压 B、为了获得相同的电流、为了获得相同的电流C、为了获得相同的功率、为了获得相同的功率 D、为了可以单独工作、为了可以单独工作5、自动空气开关的作用与以下哪个元件相同、自动空气开关的作用与以下哪个元件相同？A、电能表、电能表 B、插座、插座 C、保险装置、保险装置 D、普通开关、普通开关6、如下图的三孔插座、如下图的三孔插座,与孔相连的是与孔相连的是 A、零线、零线 B、火线、火线 C、地线、地线 D、以上三种都可以、以上三种都可以7、用试电

19、笔测试如下图插座的火线和零线、用试电笔测试如下图插座的火线和零线,但无论金属笔尖但无论金属笔尖插入插座的哪一个孔中插入插座的哪一个孔中,氖管都不发光氖管都不发光,可能是可能是 A D CCBC 8、李刚家的灯不亮了、李刚家的灯不亮了,它使用试电笔检查时发现试电笔的它使用试电笔检查时发现试电笔的氖管仍能发光氖管仍能发光,保险丝和灯泡都完好保险丝和灯泡都完好,分析此故障的发生原因分析此故障的发生原因可能是可能是 A、停电了、停电了 B、进户的火线断了、进户的火线断了 C、火线与零线相碰了、火线与零线相碰了 D、零线断了、零线断了9、某人声称自己具有特异功能、某人声称自己具有特异功能不怕电不怕电,他

20、把灯泡他把灯泡接在了两根电线上接在了两根电线上,灯泡正常发光灯泡正常发光,取下灯泡后取下灯泡后,他用他用双手同时抓住这两根电线芯双手同时抓住这两根电线芯,并让别人用试电笔测其并让别人用试电笔测其肌肤肌肤,众人见氖管发光而瞠目结舌众人见氖管发光而瞠目结舌,対此対此,以下说法不以下说法不准确的选项是哪一项：准确的选项是哪一项：A、这是伪科学的欺骗行为、这是伪科学的欺骗行为B、此人也许有不导电的特异功能、此人也许有不导电的特异功能C、此人与大地之间一定有良好的绝缘、此人与大地之间一定有良好的绝缘D、他抓那两根电线前、他抓那两根电线前,零线已被助手剪短了零线已被助手剪短了DB10、将图中带有开关的电灯

21、、带有保险盒的插座、将图中带有开关的电灯、带有保险盒的插座和洗衣机的三孔插座准确地接在电路中。和洗衣机的三孔插座准确地接在电路中。11、某学校电能表允许通过的最大电流是25A,学校里已 经装了40w的电灯50盏,60w的日光灯20盏,想要再装些 电灯,至多可以再装多少盏40w的电灯？解:电能表允许电路中最大的总功率是:PU I=220v25A5500w 目前电路中的总功率是:PnP1nP250 40w20 60w3200w 能再装 电灯的总功率是:PPP 5500w 3200w2300w 能再装电灯盏数:nP/P1=2300w/40w=57盏同学们，你们要相信梦想是价值的源泉，相信成同学们，你

22、们要相信梦想是价值的源泉，相信成功的信念比成功本身更重要，相信人生有挫折没功的信念比成功本身更重要，相信人生有挫折没有失败，相信生命的质量来自决不妥协的信念，有失败，相信生命的质量来自决不妥协的信念，考试加油考试加油!奥利给奥利给结束语结束语第第2 2课时磁场与磁感线课时磁场与磁感线知识点1认识磁场1.磁场的基本性质是磁场対放入其中的磁体有力的作用,磁极间的相互作用是通过磁场发生的。2.如下图是条形磁体周围铁屑的分布情况及小磁针的指向。图中各点小磁针有固定指向,说明磁体周围的磁场具有方向;铁屑在磁场中被磁化成磁体,从而在磁场中有序排列。3.爱因斯坦曾说过,磁场”在物理学家看来正如他坐的椅子一样

23、实在”,这句话形象地说明了(B )A.磁场是研究问题而假想的 B.磁场是真实存在的一种物质C.椅子一定是磁体 D.磁场是看得见、摸不着的知识点2磁感线4.用磁感线可以形象地表示磁场中各点的磁场方向,磁感线上任一点的切线方向都跟该点的磁场方向一致;磁体周围的磁感线都是从磁体的N极出发,经过磁体周围的空间,再回到S极。5.关于磁场和磁感线的说法,准确的选项是哪一项：(C )A.磁感线是磁场中确实存在的线B.没有磁感线的区域就没有磁场C.任何磁体的周围都存在着磁场D.磁感线只分布在磁体外,不能分布在磁体内知识点3地磁场7.指南针是我国古代的四大发明之一,它是利用磁体受地磁场作用指向南北的。8.假设假

24、想地磁场是由地球内部一块大磁铁产生的,如下图的四个示意图中,能合理描述这块大磁铁的是(A )9.如下图是用来描绘某磁体周围磁场的部分磁感线,由磁感线的分布特点可知,b点的磁场比a点的磁场强(选填强”或弱”);假设在b点放置一个可自由转动的小磁针,那么小磁针静止时,其S极指向P(选填P”或Q”)处。10.(江西中考 )如下图是利用被磁化的缝衣针制成的简易指南针,假设静止时针尖指向地理位置的北方,那么针尖是简易指南针的N极。此时,将指南针底座逆时针旋转90,针尖静止时将指向地理位置的北方。11.如下图是两个磁体相邻磁极间的磁感线分布,右边磁体的A端为N(选填N”或S”)极。将一个可以自由转动的小磁

25、针按如下图方式放在图中位置,小磁针的N极将沿逆时针(选填顺时针”或逆时针”)方向转动。12.如下图是条形磁体的磁场分布图。以下说法准确的选项是哪一项：(C )A.该条形磁体的左端为N极,右端为S极B.a处的磁场强弱与b处的磁场强弱相同C.磁感线是为了研究方便引入的假想曲线D.置于a点的小磁针静止时S极指向左侧13.在研究蹄形磁体周围磁场分布的实验中,将蹄形磁体上面放一块有机玻璃,玻璃上撒一层铁屑。轻轻敲打玻璃,可以看到小铁屑有规那么地排列起来,关于该实验的过程,以下说法错误的选项是哪一项：(A )A.利用这些小铁屑就完全可以确定蹄形磁体周围磁场的方向B.撒在磁体周围的每个小铁屑都被磁化,相当于

26、一个个小磁针C.实验中为了确定蹄形磁体周围产生的磁场的方向,要在蹄形磁体差别的位置放置一些已知磁极的小磁针D.轻敲有机玻璃,减小小铁屑与有机玻璃间的摩擦,便于小铁屑转动14.如下图是研究磁体周围磁场时的铁屑分布情况。实验时,a、b、c三个位置所対应的磁极可能是(B )A.N、N、NB.N、S、SB.N、N、SD.S、N、S15.小华学习磁场相关知识后,梳理了以下知识点:磁体対其周围小磁针有力的作用且不需要接触,说明磁体周围存在磁场;磁场中各点的磁场强弱和方向会有差别;磁场中某点的强弱和方向与该点是否放置小磁针无关,与该点所在的位置和磁体自身磁性强弱有关。小华还想到地球対它附近有质量的物体产生的

27、引力也不需要直接接触,因此他类比得出:地球周围存在引力场。依据该类比,以下说法合理的是(D )A.地球周围引力场的方向与地磁场的方向有关B.地球周围的物体所受地球引力的方向与该点引力场的方向无关C.地球周围某点的引力场强弱与放在该点的物体质量大小有关D.地球周围某点的引力场强弱与放在该点的物体质量大小无关16.一个能绕中心转动的小磁针在如下图位置保持静止。某时刻开始小磁针所在区域出现水平向右的磁场,磁感线如下图,那么小磁针在磁场出现后(D )A.两极所受的力是平衡力,所以不会发生转动B.两极所受的力方向相反,所以会持续转动C.只有N极受力,会发生转动,最终静止时N极所指方向水平向右D.两极所受

28、的力方向相反,会发生转动,最终静止时N极所指方向水平向右17.在图中,根据条形磁铁的N极,标出磁感线的方向和小磁针的N、S极。18.如下图,甲、乙两条形磁体,图中已画出了磁感线分布情况,请画出甲条形磁体所受摩擦力的示意图,画出乙磁体在竖直方向所受力的示意图。19.在研究两个靠近的异名磁极周围磁感线的分布时,几位同学提出了以下四种猜想:(1 )利用所学知识,断定猜想2和4肯定是错误的。你判断的依据:磁体外部的磁感线都是从N极出发,回到S极;(2 )请设计一个简单实验,验证剩下的两个猜想是否准确。简述你的实验方案。主要器材:小磁针;简要做法:将小磁针置于异名磁极周围差别处;判断方式:观察小磁针稳定后N极的指向。同学们，你们要相信梦想是价值的源泉，相信成同学们，你们要相信梦想是价值的源泉，相信成功的信念比成功本身更重要，相信人生有挫折没功的信念比成功本身更重要，相信人生有挫折没有失败，相信生命的质量来自决不妥协的信念，有失败，相信生命的质量来自决不妥协的信念，考试加油考试加油!奥利给奥利给结束语结束语