【教师原创】2014秋人教版九年级物理：14.1 热机（同步教学设计+课件+探究实验+教学视频+重难点突破+检测试题，9份）

自制蒸汽动力发电机 实验目的： 1．通过实验知道内能可以做功，把内能转化为机械能，了解热机的工作原理。 2．利用电动机可以改装成发电机。 实验原理： 高温高压的水蒸气能对外做功，把内能转化为机械能，带动发电机发电。 实验器材： 铁架台、酒精灯、试管、水、小电动机（作为发电机用）、发光二极管、细铜管、试管塞、铁丝、长木条、导线、发光二极管。 实验步骤： 1．用钳子把2根细铜管弯成羚羊角形，如图1，长边大约3厘米长。 2．把细铜管和铁钉如图2插进橡胶塞预先钻出来的小孔里，在铁钉的另一端固定铁丝。 3．把两个铁架台水平放置，中间固定一个长木条，把电动机固定在水平木条的中央，如图3。 4．用铁丝做一个圆环，固定在电动机的正下方。 5．把试管塞的铁丝绕紧在电动机的转轴上，装上小试管，点燃酒精灯，调节铁丝悬挂的高度，使试管底部位于酒精灯的外焰上。 6．在试管内装入约1/3的水，用试管塞子塞紧试管口。 7．利用酒精灯加热试管，当试管内水沸腾时，从铜管内喷出高温、高压的水蒸气，使试管带动电动机转起来，如图4。 8．在电动机的两个接线柱上拉入一个发光二极管，可以观察到二极管发光，此时的电动机相当于一个微型发电机。 操作提示： 1．本实验中使用的细铜管可以在卖管材的地方购买，直径细一些更好，还可以在铜管的管口用老虎钳夹扁一些，效果更好。 2．试管塞子中间固定铁钉用的洞要与铁钉粗细差不多，不能太大，使铁钉与塞子能紧密接触，不打滑，如果洞打大了，可以用强力胶固定。 3．安装细铜管时，要让铜管的喷口沿水平方向喷气，可以提供更强的动力。 4．在电动机正下方的圆环主要是使试管在转动时不要发生较大的水平方向运动，圆环可以使用试管夹固定。 5．实验中塞子与试管一定要塞紧，防止在实验中试管脱落造成危险，可以使用铁丝把塞子和试管固定在一起。 6．实验中要注意不要被水蒸气烫伤，实验结束时应先熄灭酒精灯。 7．本实验中电动机相当于一个小发电机，对于发电机的工作原理，可以先预习课本后面的内容。 8．本实验装置还可以作为后面发电机工作原理的模型，铜管中喷出的水蒸气把内能转化为试管的机械能，带动发电机的工作。 $$《热机》同步试题 一、选择题 1．内燃机工作的四个冲程中，内能转化为机械能的冲程是（ ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 答案：C 解析：内燃机在工作时，一般包含四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。这四个冲程中涉及内能和机械能间转化只有压缩冲程和做功冲程，压缩冲程是把机械能转化为内能，做功冲程是把内能转化为机械能。 2．下列现象中，利用内能做功的是（ ） A．冬天在户外时两手相搓一会儿就暖和 B．车刀在砂轮的高速摩擦之下溅出火花 C．在烈日之下柏油路面被晒熔化了 D．火箭在“熊熊烈火”的喷射中冲天而起 答案：D 解析：内能的利用可以用于加热物体，也可以用来做功，利用内能做功是把内能转化为机械能，热机就是利用内能来做功的。搓手使手暖和，利用手之间克服摩擦做功，使手的内能增大，是把机械能转化为内能；B选项中的车刀在砂轮的调整摩擦之下溅火花也是通过做功的方法增加物体的内能；C选项是利用热传递的方法改变物体的内能。火箭发动机属于热机的一种，它是利用燃料燃烧后释放的内能转化为火箭的机械能。 3．（2013年包头市中考题）用酒精灯给试管中的水加热，如图1所示，在软木塞被冲出试管口的过程中，下列说法正确的是（ ） cA．水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能增大 B．水蒸气的内能转化为软木塞的机械能 C．能量的转化形式与热机压缩冲程能量转化相同 D．软木塞的机械能守恒 答案：B 解析：本题的实验是用来说明可以利用内能对外做功。利用酒精灯加热，把酒精的化学能转化为内能，传递给水，使水的内能增大，水不断汽化，试管内的水蒸气越来越多，压强增大。水蒸气推动活塞做功，把水蒸气的内能转化为塞子的机械能，能量的转化与热机中的做功冲程能量转化相同。软木塞被冲出时机械能增大，机械能不守恒。 4．关于热机，下列说法正确的是（ ） A．汽油机在吸气冲程中吸入的是空气 B．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 C．汽油机和柴油机只有做功冲程对外做功，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的 D．柴油机可广泛用于汽车、飞机和火箭的发动机 答案：C 解析：汽油机与柴油机都属于热机，利用内能来做功，它们一般都有四个冲程，但也有不同之处。从结构来看，汽油机顶部是火花塞，柴油机的顶部是喷油嘴。从工作过程来看，吸气冲程中，汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入的是空气；压缩冲程中，柴油机汽缸中的空气体积被压缩得更小，压强更大，温度更高；做功冲程中，汽油机的火花塞产生电火花，使燃料燃烧，属于点燃式，柴油机喷油嘴喷出