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11

第一节我们身边的家用电器
第二节常见家用电器的原理
[先填空]
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．
[再判断]
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．(√)
[后思考]
购进新家电后，一般的使用步骤是什么？
【提示】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．
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．
1．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
2．试分析客车及大卡车空调的特点．
【解析】客车和大卡车一般采用大排量的空调系统，应选择曲轴连杆式压缩机．曲轴连杆式压缩机是第一代压缩机，它应用比较广泛，制造技术成熟，结构简单，而且对加工材料和加工工艺要求较低，造价比较低．适应性强，能适应广阔的压力范围和制冷量要求，可维修性强．但是曲轴连杆式压缩机也有一些明显的缺点，例如无法实现较高转速，机器大而重，不容易实现轻量化．排气不连续，气流容易出现波动，而且工作时有较大的振动．所以
鉴于曲轴连轩式压缩机的这些特点用在客车及大卡车中较合适．
【答案】见解析
[先填空]
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．
(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．
[再判断]
1．电磁灶是利用电磁感应原理制成的．(√)
2．微波炉是利用电流的热效应制成的．(×)
[后思考]
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？
【提示】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．
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．
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．
3．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
【解析】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．
【答案】 A
4．(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( )
【导学号：75392116】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
【解析】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．
【答案】ACD
5．关于微波炉使用的注意事项说法正确的是( )
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
【解析】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．
【答案】 A
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．。