第四单元能量各种形式的能量世间万物都是运动的能量是对物体运动的一种描述能量的形式各不相同声光电热磁都是能量的表现形式不同形式的能量之间是可以相互转换的像我们组装过的电路一样电池提供的电能经过小灯泡转换成了光能和热能在这个过程中电能的总量与光能和热能的总量是相等的车的行驶需要能量汽油为大多数汽车提供了能量电动车会消耗电能太阳能车会消耗太阳能寻找身边的能量形式观察到的现象能量的表现形式能量的来源物体发生的变化转动的电风扇电叶片的转动超声波清洗眼镜声镜片上的细小污物脱落运动的太阳能车光车轮的转动水烧开了热壶盖被顶起来磁铁吸引铁钉磁铁钉的运动太阳能热水器光水变热炒菜热菜烧熟了在我们观察到的各种现象中能量的表现形式虽然各不相同但都可以转化为一种新的能量形式机械能机械能可以使物体运动起来调查家中使用的能量每一种能量形式都需要付出一定的经济成本和环境代价交通工具的能量现在大多数的小汽车卡车船舶飞机的燃料都来源于石油这种不可再生的能源一辆汽车大约只有的燃料用于驱动车辆剩下的燃料主要转换成了热能和声能散发到环境中去了燃油汽车发动机排出的气体对植物动物建筑物危害很大对地球的环境造成污染家里日常生活所使用的能量使用的物品能源可否再生可否替代或节能办法电灯火电厂不可再生使用节能灯平板电脑电池不可再生不使用时关机太阳能热水器太阳能可再生燃气灶天然气不可再生使用节能燃气灶用电器的功率和耗电量功率是指用电器工作时单位时间内耗电量的大小功率的单位是瓦特简称瓦符号是耗电量的常用单位是度功率为瓦的电器小时的耗电量就是度计算公式功率瓦时间小时耗电量度下图为电热水壶的铭牌观察铭牌可以知道它的功率容量等信息表示电热水壶工作小时的耗电量就是度节能建议房间无人时要及时关闭电灯和电视不使用电脑时可以设置成待机状态或者关机夏季室内使用空调时温度设置不低于电和磁年丹麦科学家奥斯特在一次实验中偶然让通电的导线靠近指南针发现指南针的指针竟然发生了偏转奥斯特实验证明通电导线会产生磁性电可以转换成磁组装一个电路点亮小灯泡以确保电路是通路在桌上放一个指南针观察发现指针静止时指南北方向将电路中的导线拉直放置在指南针的上方并让导线的方向与磁针所指的方向一致接通电路指南针会发生偏转再断开电路指南针会恢复原位用短路电路做奥斯特实验将简单电路中的小灯泡取下利用短路电路做奥斯特实验因为电路短路电流很强所以指针偏转的更加明显提示实验中电路短路电流很强电池会很快发热所以只能短暂接通一下马上断开用通电线圈做奥斯特实验用通电线圈靠近指南针重演奥斯特实验实验效果会比用通电导线更加明显用通电线圈和指南针可以做成电流检测器检查废电池中是否有电电能和磁能磁铁也具有能量从磁悬浮列车电磁起重机到耳机电磁炉到处都有磁能的影子通过适当的装置生活中的大部分磁能都可以由电能转换而来由线圈和铁芯组成的装置叫电磁铁我们制作铁钉电磁铁所用的导线较短连接在电池上有点像短路连接耗电大电池容易发热所以不能把它长时间连接在电池上利用电磁铁可以搬运大头针等能够被磁铁吸引的物体将电磁铁连接到电池上给线圈通上电流将电磁铁与大头针接触观察到电磁铁能够吸起大头针断开电流后大头针会落下这说明电磁铁接通电流后产生磁性断开电流则磁性消失用电磁铁搬运物体时电能先转换成磁能然后电磁铁吸引物体运动电磁铁的磁能转换成物体的机械能电磁铁能指南北且其磁极与电流的方向有关电池方向不变改变线圈绕线方向电磁铁的磁极改变线圈绕线方向不变改变电池方向电磁铁的磁极改变电池方向与线圈绕线方向同时改变电磁铁的磁极不变电磁铁电磁起重机通电时电能转换为磁能可吸起钢铁断电时磁能消失钢铁就会落下电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系改变的条件线圈的匝数不变的条件电池的节数铁钉的大小等电磁铁不能长时间连接电池以免电池耗电太多影响实验的公平结论电磁铁的磁性强弱与线圈的匝数有关其他条件相同时线圈的匝数越少电磁铁的磁性越弱线圈的匝数越多电磁铁的磁性越强电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系改变的条件电池的节数电流大小不变的条件线圈的匝数铁钉的大小等结论电磁铁的磁性强弱与电流大小有关其他条件相同时电流越小电磁铁的磁性越弱电流越大电磁铁的磁性越强实验中我们根据吸引大头针的个数来判断电磁铁的磁性强弱神奇的小电动机电动机是利用电能产生动力的机器它的基本原理是用电产生磁利用磁的相互作用推动转子转动小电动机的构造小电动机主要包括外壳转子后盖三部分外壳内有一对永久磁铁转子上有铁芯线圈换向器后盖上有电刷换向器的作用是接通电流并改变电流的方向转子上有线圈绕在铁芯上相当于电磁铁探究小电动机是如何转动的把转子的电流换向器放在导线架上另一端的轴放在铁丝架上要使转子能够灵活转动而不被卡住通过导线架给转子线圈通上电流用一个磁铁靠近转子转子会转动改变转子转动速度的方法包括改变磁铁距线圈的远近改变磁铁数量改变电池数量改变转子转动方向的方法包括改变磁铁的磁极改变电池正负极能量从哪里来太阳是自然界最大的能量来源能量的形式是多种多样的这些能量之间可以相互转换可以储存在一些物质中电能可以由其他形式的能量转换而来太阳能通过绿色植物的光合作用进入生态系统转化了的能量通过复杂的食物关系在食物链和食物网中逐级传递由此说明太阳能是所有生命活动的能量来源电能的来源和转换电能的来源普通电池光电池发电机地热发电站核电站转换的能量化学能光能机械能热能核能输出的能量形式电能用电动机来发电将小电动机连接到电路里转动小电动机小灯泡没有发光可能是电动机产生的电流太小我们可以借助由线圈和指南针组成的电流检测器进一步观察用线绕在小电动机的轴上拉动线可以使小电动机转得更快些进而产生更多的电流当小电动机被用来发电时它就是发电机了发明了发电机后人们就能把其他不同形式的能量大规模的转换成电能了太阳能无人驾驶飞机的太阳能电池板把太阳能转换成电能电动螺旋桨电动机把电能转换成机械能