义务教育教科书·物理九年级下册.pdf

北 京义务教育教科书致同学们 这是物理神奇之旅的第四站，依然是一个令人流连忘返的乐园，在这里，大家将用智慧和双手像科学家那样去探究、去发现。本书的一些栏目将引领大家亲历科学探究的过程，从而更加深入地理解物理世界。观察 通过观察自然现象、生活现象、实验演示、多媒体展示等，培养大家的观察能力。实验探究 动手实验，经历探究，是大家自主获取物理知识的主要学习方式。动手做 通过动手动脑的过程，促进大家科学素养的全面发展。活动 这是以应用物理知识解决实际问题为主的实践活动，快来参与吧！讨论交流 以讨论交流的方式，探讨各种各样的问题，要充分体现大家的合作精神。我的设计 有好的创意吗?可以通过自己的小发明、小设计来展示。家庭实验室 可以在课外开展小实验、小制作，与自己的家人、朋友一起来分享实验探究的快乐。走向社会 关注物理、关注技术、关注社会，关注它们之间的相互关系，因为大家是未来社会的主人。物理在线 这是一个引导大家进入图书馆、互联网的栏目，可开阔自己的视野。自我评价 记录自己学习的点滴进步，对自己的学习情况进行分析和总结。1.神奇的电磁波 202.电磁波的应用 253.改变世界的信息技术 301.家用电器 32.家庭电路 73.安全用电与保护 124.家庭生活自动化、智能化 161.能量守恒定律 382.能量转化的方向性和效率 433.能 源 464.核能 495.能源开发与可持续发展 55第九章 家庭用电第十章 电磁波与信息技术第十一章 物理学与能源技术119371常用物理量及其单位我们爱上了物理学632初中物理知识结构图7076中英文索引77插座家庭电路预留的电源接口 4插头家用电器连接电源的接头 5量电装置和配电装置 8收音机的刻度盘22能量之间的转化39你家都有哪些家用电器 3学会使用验电笔 6练习使用家庭配电箱 9安装模拟家庭电路10观察声光控开关17探测电磁波20做一个太阳能集热器57预防电火灾 14计算波长 23电磁波还有哪些应用 27物体具有的能量 38能量从哪里来 40分析一种永动机 42这些情形可能吗 43各种“效率”45能源的分类 47核泄漏 52观察动手做活动讨论交流用家用电器“检验”电能表11用火柴烧断熔丝15制作一只会叫的电子鸟17电磁波的屏蔽24测量烧水过程中的能量转化效率45学会阅读家用电器的说明书 6认识配电箱上的线路图11家庭使用能源变化情况调查58我国的能源状况及发展战略583雷电15家庭发电18电磁波是怎样产生的24电磁波在医院中的应用29从模拟信号到数字信号35贝尔的光电话36能量转化的方向性45粒子散射实验54人类利用能源的历程59中国建成世界上首个全超导托卡马克核聚变实验装置60 4第 九 章 家庭用电1 家用电器 家庭电路 安全用电与保护 家庭生活自动化、智能化家庭影音设备 家用电器 家庭电路第九章家庭用电2没有电电已经成为我们日常生活中必不可少的一部分。难以想象如果没有了电，世界会怎样2第 九 章 家庭用电3活动你家都有哪些家用电器你能想象没有电的生活吗？电对我们来说已经越来越重要，你只要留意一下现在的家庭中都有哪些家用电器就会明白。从 20 世纪初的电灯，到现在的电子计算机，电的应用促进了人类文明的快速发展。现代家庭生活的自动化、智能化更离不开电。表9-1-1中列出的是小明家的家用电器及其额定功率。请你仿照表9-1-1，将你家的家用电器和额定功率填入自制的表中。表 9-1-1小明家的家用电器认识家用电器家用电器1.名 称数 量额定功率/W照明灯具12400电 视 机177电 冰 箱1145洗 衣 机1350浴 霸12000换 气 扇270电 饭 锅1700电 熨 斗1500暖 风 机11250计 算 机1200空 调 机1930饮 水 机1700微 波 炉11180抽油烟机1120电 风 扇2125电 饼 铛11200电 磁 炉11600其 他2100合 计3211647图 9-1-1 电视机是常见的家用电器 4家用电器是将电能转变成其他形式的能或进行某种信息处理、服务于家庭生活的用电设备。根据它们的特性和用途大体可以分为几类：电热类、电动类、照明类、信息类等。你能将表 9-1-1 中的家用电器进行分类吗？不少家用电器属于电热类，其中很大一部分是靠电流通过电阻产生热量来工作的，其基本原理就是我们所熟悉的焦耳定律，如电热水器、电饭锅、电熨斗等。你一定注意到了，家庭用电除有固定的照明灯外，墙壁上还设有一些插座（socket），如图9-1-3所示。插座与电源相连，是用来接插各种家用电器的。插座有两孔插座和三孔插座之分，一般有金属外壳的电器用三孔插座，如电水壶等；没有金属外壳的用两孔插座，如台灯等。图 9-1-2 插座、电源线和电水壶家用电器与电源的连接观察插座家庭电路预留的电源接口如图 9-1-4 所示，在使用电水壶时，连接它的导线有三根。一根是相线（live），符号为 L，俗称火线。相线是带电的。另一根是中性线（neutral），符号为 N，俗称零线。中性线通常是不带电的。还有一根是保护接地线（protective earthing），符号为 PE，俗称接地线。保护接地线通常也不带电。图 9-1-3 插座第 九 章 家庭用电5图 9-1-4 电水壶接电线路示意图插头（plug）安装在家用电器电源线的一端，将其插入插座即可使家用电器与电源连通。常见的插头有两脚插头和三脚插头。如图9-1-5 所示，打开三脚插头，仔细观察，并结合前面关于插座和相线、中性线、保护接地线的知识，分析插头的内部结构。图 9-1-5 三脚插头的内部结构每个家庭都应该有一个家用电工工具包（图9-1-6）。验 电 笔（图 9-1-7）是这个包中必备的工具，用于检查低压导体或电气设备外壳是否带电（即是否与相线相连）。观察插头家用电器连接电源的接头相线和中性线跟用电器的工作部分（如电热器件、电动机等）连接，组成工作电路。保护接地线则与用电器的金属外壳相连，当相线与金属外壳接触而导致漏电事故时起保护作用。墙壁上两孔插座的左孔一般是中性线，右孔是相线；三孔插座的左孔一般是中性线，右孔是相线，上孔是保护接地线。图 9-1-6 家用电工工具包图 9-1-7 常见的验电笔前端为金属探头，后端为金属挂钩或金属片，中间绝缘管内装有发光氖管、电阻及压紧弹簧家用电工工具熔断器PELN不同形式的验电笔?6发展空间查看你家里的家用电器，看看哪些使用两脚插头，哪些使用三脚插头。你能分辨出三脚插头的各脚哪个接相线、哪个接中性线、哪个接保护接地线吗？看看它们各有什么标记。学会阅读家用电器的说明书请通过阅读家用电器说明书，学会正确使用家中的各种电器，并根据说明书提供的信息写出一些家用电器使用的安全要求。验电笔有多种形式（图 9-1-7），但其工作原理基本相同。当测试物体是否带电时，测试者用手触及验电笔后端的金属挂钩或金属片，此时验电笔端、氖管、电阻、人体和大地形成回路。当被测物体带电时，电流便通过回路，使氖管起辉；如果氖管不亮，则表明物体不带电。若通过验电笔的是交流电，氖管两极发光；若是直流电，则只有一极发光。图 9-1-8 用验电笔检验插座的相线拆开验电笔，观察里边的元器件，并分析这些元器件都起什么作用。使用时，手要接触验电笔后端的金属部分（图 9-1-8），切不可接触前端的金属部分。试着使用验电笔检验插座接线是否正确。动手做学会使用验电笔第 九 章 家庭用电7你知道家里用的电是怎样输送进来，又是怎样分配的吗？当前，家里用的电绝大多数来自各发电站组成的电网，通过变电站、输电线以及各种输配电器送入我们的家庭住宅。认识家庭电路家庭电路2.图 9-2-2 家庭电路现代住宅中，家庭电路由进户线、量电装置、配电装置、用电器和导线组成。连接户外的供电电路的电线通常有两根，一根是中性线 N（零线），一根是相线 L（火线）。中性线与大地间没有电压，相线与中性线间的电压是 220V。量电装置和配电装置的作用是对家庭用电进行计量、控制和保护。图 9-2-1 家用电器连接在家庭电路中10 A220V 10(20)A 50HzkWh0 3 2 1 810 A?8家庭配电箱主要由电能表、电源总开关、漏电保护器等组成。配电箱一般嵌装在墙体内，外面仅见其面板（图 9-2-3）。电能表是量度电能消耗状况的仪器，我们在“电功率”一章已了解它的功能。电源总开关安装在电能表后，用以控制整个家庭电路。图 9-2-4 是传统家庭电路中常用的家用闸刀开关，内部装有熔丝（也叫做保险丝），以保证用电安全。每个家庭都有一只配电箱，用于控制住宅内部的供电与配电，图 9-2-3 所示的配电箱中的各种电器都有什么功能呢？观察量电装置和配电装置图 9-2-3 家庭电路的量电装置和配电装置家庭配电箱中都有哪些电器？这些电器是按什么次序安装的？它们有哪些功能？量电装置和配电装置第 九 章 家庭用电9图 9-2-8 漏电保护器在许多家庭电路的配电箱中都有空气开关和漏电保护器，如图9-2-9所示。按要求，用户每月应对漏电保护器进行一次例行试验，方法是：用手按动标有“T”字的试验按钮，此时漏电指示按钮应弹起，同时断路器跳闸切断电路，说明漏电保护器工作正常。合闸时先要将漏电指示按钮按平复位，然后向上扳动断路器的扳手，即可恢复供电。请在家长或技术人员的指导与帮助下，打开家庭配电箱，分辨空气开关和漏电保护器，并对漏电保护器进行例行试验。图 9-2-6 管式熔断器动手做练习使用家庭配电箱图 9-2-5 瓷插式熔断器中，熔丝接在瓷盖的两个动触头上，把瓷盖插入瓷座，电路即被接通现代建筑中，已用低压断路器（也称空气开关，图 9-2-7）取代了闸刀开关和熔丝。电路发生过载或短路时，低压断路器会自动切断电路；检查电路，只要排除故障就可以再合闸，不需要更换零部件。家庭配电箱中还装有如图 9-2-8 所示的漏电保护器。漏电保护器可以对人身触电、导线漏电、插座接错线、用电器短路等故障起保护作用。图 9-2-7 家用小型塑壳断路器图 9-2-9 家庭配电箱中的空气开关和漏电保护器图 9-2-4 家用闸刀开关10图 9-2-11 城市由无数个家庭组成，城市的璀璨夜景则是由无数个家庭电路中的照明电器营造而成的现代家庭中由于常用电器较多，负载功率较大，一般采用多回路配电线路，如图 9-2-13 所示。图 9-2-13 中有两个分支回路，一个分支回路供照明用电，由一个断路器单独控制；另一个分支回路供插座用电，且装有漏电保护器。如果接插座的用电设备发生故障，漏电保护器触发动作切断电路，不会影响照明用电。有的家庭电路中，还将空调插座和洗手间插座分别组成回路，形成多回路配电线路。如图 9-2-2 和图 9-2-12 所示的家庭配电线路是单回路配电线路，其中各灯具以及插座相互并联，工作时互不影响。控制各灯具的开关都装在相线上，确保断开开关时灯具上不带电。如我们常用的白炽灯，螺丝口灯座中心的金属片接相线，螺丝套接中性线，如图 9-2-10 所示，以防止人身触电。图 9-2-10 白炽灯螺丝口灯座现代家庭电路模拟家庭电路实验箱中配有电能表、闸刀开关、熔断器、三孔插座、电灯、按钮开关、导线等。请按图 9-2-2 安装模拟家庭电路。安装时注意：（1）按照进户线电能表总开关熔断器用电器顺序安装；（2）控制各灯具的开关都应装在相线上；（3）所有家用电器和插座都是并联的，而用电器要与它的开关串联；（4）三孔插座需要接地。动手做安装模拟家庭电路材料 家庭电路实验箱 电工实验包 第 九 章 家庭用电11图 9-2-13 多回路配电线路图 9-2-12 单回路配电线路接户线进户线2.5（5）A电能表闸刀开关熔断器照明灯具和插座kW h漏电保护器5（20）A断路器20A6A10A灯具插座kW h1.查看你家的电能表装在了什么地方。2.打开你家的配电箱（或配电盘），看看里边都装有哪些电器。你能说明这些电器都有什么作用吗？用家用电器“检验”电能表电能表在表盘上都标有一个常数，传统的电能表标的是每千瓦时的转盘转数；电子式电能表标的是每千瓦时的脉冲数。根据电能表常数，可以利用