(共15张PPT)
第十九章 电能从哪里来
第一节 探究产生感应电流的条件
01
新知梳理
02
基础过关
03
能力进阶
目
录
1. 闭合 电路的部分导体在磁场中做 切割磁感线 运动时产生电流的现象是一种电磁感应现象,电磁感应现象中产生的电流称为 感应 电流。电磁感应现象是英国物理学家 法拉第 于1831年发现的。
2. 感应电流产生的条件:(1) 导体是 闭合 电路的一部分。(2) 导体做 切割磁感线 运动。
3. 感应电流的方向与 磁场 的方向和 导体运动 的方向皆有关。
4. 电磁感应现象中的能量转化: 机械 能转化为 电 能。
5. 电磁感应的应用: 动圈式 话筒、手机无线充电器、电磁炉等。
闭合
切割磁感线
感应
法拉第
闭合
切割磁
感线
磁场
导体运动
机械
电
动圈式
1. (2024·蚌埠蚌山三模)“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验装置如图所示。闭合开关,保持导体棒AB不动,让蹄形磁体 左右水平 (选填“竖直上下”或“左右水平”)运动,电路中会产生感应电流。
左右水平
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2. 如图所示,卸下家用微型风扇的插头后,将两根导线分别与灵敏电流计的两个接线柱连接起来,用力转动风扇叶子,看到灵敏电流计的指针偏转,此过程中产生 感应 电流, 机械能 转化为电能。
感
应
机械能
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3. (跨学科实践·工程实践)小章同学想设计一款地板钢琴,当有人在上面蹦跳时,对应琴键会发出声音并伴有彩光,琴键内部结构如图所示。踩踏琴键,固定在琴键下方的磁体做往复运动,使弹簧线圈做 切割磁感线 运动,从而产生感应电流,用电器工作。
切割磁感线
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4. (易错题)探究产生感应电流的条件实验如图所示,断开开关,保持导体棒AB不动,使U形磁体从图示位置沿竖直方向上、下运动,灵敏电流计指针 不会 (选填“会”或“不会”)偏转。
不会
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5. 物理学研究成果的应用,深刻地影响着人们的生产生活。下列设备应用法拉第电磁感应现象工作的是( C )
A. 扬声器 B. 电热水壶
C. 动圈式话筒 D. 电磁起重机
C
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6. 如图,导体b与电流表连成闭合回路,现b位于某磁场中,使b沿虚线轨迹运动,“ ”表示b垂直于纸面,“ ”表示b平行于纸面,下列能产生感应电流的是( A )
A
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7. 如图,两同学甩动与灵敏电流计相连的长导线,发现电流计指针来回摆动。这种现象叫做 电磁感应 现象,这是由物理学家 法拉第 最早发现的;产生感应电流的磁场由 地磁场 提供。
第7题
电磁感应
法拉第
地磁场
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8. (新情境·现代科技)如图是一种环保型手电筒,来回摇晃它,使里面的磁体在铜线圈内来回运动,就能使灯泡发光。下列能说明这种手电筒工作原理的是( C )
C
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9. (2025·烟台)如图所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”实验的装置,下列关于该实验说法正确的是( B )
A. 该装置也可以探究通电导线在磁场中受到力的作用
B. 该装置也可以探究感应电流方向跟导体运动方向的关系
C. 扬声器就是通过本实验的原理进行工作的
D. 闭合电路的部分导体在磁场中运动一定会产生感应电流
B
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10. 如图所示,a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时,导线a中会产生感应电流且方向相反的两种情况是( D )
A. ①和② B. ①和③
C. ②和④ D. ③和④
D
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11. 某同学用如图所示的装置探究什么情况下磁可以生电。在蹄形磁体的磁场中放置一根导体AB,导体两端跟灵敏电流计连接组成闭合回路。让导体AB在磁场中静止,观察到灵敏电流计指针 不偏转 ;换用磁性更强的蹄形磁体,让导体AB在磁场中静止,观察到灵敏电流计指针 不偏转 ;保持蹄形磁体静止,让导体AB从图中所示位置水平向左运动,观察到灵敏电流计指针 偏转 。(选填“偏转”或“不偏转”)
第11题
不偏转
不偏转
偏转
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12. (拓展题)由金属杆组成如图所示的导轨,其中水平面上两平行导轨足够长且全部置于竖直向上的磁场中,与倾斜放置的导轨ABCD平滑且固定连接。将一金属棒ab从倾斜导轨上一定高度由静止释放,运动过程中始终与导轨垂直接触且不受摩擦,请你判断ab棒在水平导轨上的运动情况: 做减速直线运动,最后静止 ;从能量转化的角度简述理由: 金属棒的动能不断转化为电能再转化为内能,直至动能为0 。
做减速直线运动,最后静止
金属棒的动能不断转化为电能再转化为内能,直至动
能为0
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12(共23张PPT)
第十九章 电能从哪里来
第十八、十九章复习
第十八、十九章总结提升
01
知识网络
02
考点突破
03
素养提升
目
录
考点一 磁现象
1. 如图,A、B均为外形相同可能有磁性的钢棒,现将A挂在弹簧测力计下,在B的上方从左端向右端匀速移动,若弹簧测力计的示数始终不变,则 B 棒肯定无磁性;若弹簧测力计的示数先是由大变小,然后是由小变大,则 B 棒肯定有磁性。
第1题
B
B
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2. (2024·安徽二模)在学习物理的过程中,对物理知识的正确认识是非常重要的。以下说法中正确的是( A )
A. 磁体周围空间中不同点的磁场方向可能相同
B. 指南针是一个小磁针,它的N极指向地理的南极
C. 磁体周围的磁场和磁感线都是真实存在的物质
D. 地球本身是一个磁体,地磁场的N极在地理北极附近
A
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考点二 电生磁
3. 通电导线周围存在磁场,其方向与 电流方向 有关。实验时将导线架在静止小磁针的上方,并与小磁针平行,小磁针的作用是检测 磁场的存在并判断磁场的方向 。若移走小磁针,磁场 依然存在 (选填“依然存在”或“不存在”)。
4. 如图所示,玻璃板上均匀地撒满铁屑,轻敲玻璃板,铁屑按一定的规律排列,可知通电螺线管外部的磁场与 条形 磁体的磁场相似。改变电流方向,小明发现,铁屑的分布情况 没有改变 (选填“没有改变”或“发生改变”)。
电流方向
磁场的存在并判断磁场的
方向
依然存在
条形
没有改变
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5. 科学家的每次重大发现,都有力地推动了人类文明的进程。丹麦物理学家 奥斯特 首先发现了电流周围存在磁场,第一个揭示了电和磁之间的联系。小郭同学自制了一个用开关来控制电磁铁南北极的巧妙装置,如图所示。当开关接 a (选填“a”或“b”)点时,电磁铁的A端是N极。
奥
斯特
a
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6. (跨学科实践·工程实践)如图所示是小华设计的CO(一氧化碳)浓度检测电路,当CO浓度高于某一设定值时,工作电路中的电铃发声报警,R2为定值电阻,气敏电阻R1的阻值随CO浓度的增大而减小。电铃应该接在 BD (选填“AC”或“BD”)之间。
BD
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考点三 磁场对电流的作用 电动机
7. (2024·芜湖模拟)小明向同学们介绍自己观察白炽灯的新发现:将强磁体靠近通电白炽灯的灯丝,如图所示,可以观察到灯丝晃动。请你为同学们解释一下原因: 通电导体在磁场中会受到力的作用 。
通电导体在磁场中会受到力的作用
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8. (2025·合肥一模)如图所示是直流电动机的模型,闭合开关后线圈顺时针转动,下列分析正确的是( C )
A. 电动机在转动过程中,消耗的电能全部转化为机械能
B. 同时对调磁极和电源的正负极,线圈的转动方向会发生改变
C. 当线圈在图示位置时,ab边所受力的方向与cd边所受力的方向相反
D. 图中电刷与换向器之间是绝缘的
C
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考点四 电磁感应现象
9. (2024·内江)如图所示,开关闭合后,使导体ab左右运动,灵敏电流计的指针随之偏转,人们根据此现象制成了( C )
A. 电磁铁
B. 电动机
C. 发电机
D. 电磁继电器
第9题
C
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10. 如图甲所示为发电机原理的示意图,图乙中的“ ”表示导线ab,当它在磁场中分别转动到1~4位置时,运动方向已用箭头标出,下列说法正确的是( B )
A. 图甲的电路中没有电源
B. 在位置1时,电路中不会产生感应电流
C. 发电机产生的电流方向不变
D. 在位置4时,电路中不会产生感应电流
B
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考点五 电能的储存与输送
11. 手电筒的灯泡用 干电池 做电源,电流是 直流 电;家用日光灯用 发电机 做电源,电流是 交流 电;前者电源实现了 化学 能到 电 能的转化,后者电源则是 机械 能到 电 能的转化。
12. 远距离输电采用特高压,且输电线都架得很高,这样可以( A )
A. 减小输电电流且防止高压电弧触电
B. 节省输电线材料且防止导线被盗
C. 满足用电器对电压的要求且防止跨步电压触电
D. 增大输电线上的功率且防止阻碍交通
干电池
直流
发电
机
交流
化学
电
机械
电
A
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13. 如图所示,用细线悬挂的条形磁体,磁极未知,当闭合电路开关S后,磁体的B端与通电螺线管的左端相互排斥,则B端是磁体的 N 极;断开开关S,磁体静止时,B端会指向地理的 北方 (选填“北方”或“南方”)。
N
北方
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14. (2025·安徽模拟)如图是磁浮列车工作原理图,通电时强大的磁力使列车悬浮在轨道上,实现非接触的支撑、导向和运行。该列车悬浮的原理为 异名磁极相互吸引 。
异名磁极相互
吸引
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15. 如图所示,金属圆环固定,圆心在O点。条形磁体从圆环正上方自由下落至O点的过程中,圆环中产生如图逆时针方向的感应电流;若将条形磁体用细绳吊起固定不动,让圆环竖直向上运动,圆环中将产生 逆时针 (选填“顺时针”或“逆时针”)方向的感应电流。
逆时针
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16. 如图,根据小磁针静止时的N极方向,用箭头在图中标出A点磁感线的方向和导线中B点的电流方向。
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17. 小明设计了如图所示的实验,来验证“条形磁体的磁性两端强、中间弱”的特性。其中不能达到实验目的的是( B )
A. 甲实验:将条形磁体平移靠近三颗小铁球
B. 乙实验:将两根条形磁体相互平移靠近
C. 丙实验:将条形磁体在挂有铁块的弹簧测力计下方沿水平方向向右移动
D. 丁实验:将放在一堆大头针上的条形磁体提起
B
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18. (易错题)20世纪70年代,美国细菌学家发现趋磁细菌,将磁体置于趋磁细菌附近,趋磁细菌向磁体的N极运动,如图所示。由此可见,在海洋中,地磁场驱使这种细菌运动的方向为( B )
A. 由南向北 B. 由北向南
C. 由西向东 D. 由东向西
B
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19. 小华在综合实践中自制的简易电动机示意图如图所示。矩形线圈由漆包线绕制而成,漆包线的两端分别从线圈的一组对边的中间位置引出,并作为线圈的转轴。将线圈架在两个金属支架之间,线圈平面位于竖直面内,永久磁体置于线圈正下方。为了使电池与两金属支架连接后线圈能连续转动起来,小华应( C )
A. 连接成闭合回路即可
B. 将电池的正、负极对调一下
C. 将左侧转轴绝缘漆全部刮掉,右侧转轴绝缘漆只刮去上半部分
D. 将左、右转轴绝缘漆全部刮掉
C
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20. (跨学科实践·日常生活)(2025·宿州埇桥一模)创新小组的同学们为学校食堂设计了一个可自动注水的储水池。如图是它的简化装置图,电源电压一定。控制电路中,RN为压敏电阻,其阻值随压力的变化而变化,R0为定值电阻。闭合开关S1、S2,当池中水位上升到一定高度时,触点分离,工作电路断开,注水装置自动停止注水,当池中水位下降到一定位置时,触点连接,工作电路接通,注水装置自动开始注水。下列分析正确的是( D )
D
A. 水位上升时,电磁铁磁性变弱
B. 水位上升时,通过R0的电流变小
C. 水位下降时,R0的电功率变大
D. 水位下降时,RN的阻值会变大
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21. 通电线圈abcd分别在不同的磁场中转动,如图甲、乙所示,已知图甲中导线ab所受磁场力的方向竖直向上,则( C )
A. 图甲中cd边所受磁场力的方向竖直向上
B. 图甲中cd边所受磁场力的方向竖直向下,是因为图甲中cd边所处磁场的方向与ab边的相反
C. 图乙中cd边所受磁场力的方向竖直向下
D. 图乙中ab边所受磁场力的方向竖直向下
C
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第十九章 电能从哪里来
第十八、十九章复习
重点实验突破
类型一 探究通电螺线管的外部磁场特点
1. 某实验小组探究“通电螺线管外部磁场的特点”。
1
2
3
(1) 将螺线管安装在一块有机玻璃板上,连入电路中。在板面上均匀地撒满铁屑,闭合开关并轻敲玻璃板面,观察到铁屑分布情况如图甲所示。铁屑的分布情况与 条形 磁体周围铁屑的分布情况相似,铁屑的作用是显示 磁场的分布情况 。
条形
磁场的分布情
况
(2) 把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置,小磁针静止时N极所指方向如图乙所示,则通电螺线管的右端为 N 极。断开开关,对调电源正负极,闭合开关,小磁针静止时N极所指方向如图丙所示,说明通电螺线管的极性与
电流 的方向有关。
N
电流
1
2
3
(3) (控制变量法)为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关,同学们用漆包线(表面涂有绝缘漆的导线)在大铁钉上绕若干匝,制成简单的电磁铁。如图丁所示,用此装置去吸引大头针,(a)(b)(c)(d)为实验中观察到的四种情况。
1
2
3
① 实验中通过电磁铁 吸引大头针数目的多少 判断电磁铁磁性的强弱,这一方法体现了转换的思想。
② 比较 (b)(c) 两图可知:线圈匝数相同时,电流越大磁性 越强 。
③ 根据图(d)可以得出的结论是 电流一定时,匝数越多,磁性越强 。
④ 电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是 同名磁极相互排斥 。
吸引大头针数目的多少
(b)(c)
越强
电流一定时,匝数越多,磁性越强
同名磁极相互排斥
1
2
3
类型二 探究磁场对通电导体的作用
2. (2024·宿州期末改编)如图甲所示是探究通电导体在磁场中运动的实验装置,在两根水平且平行的金属轨道上放一根轻质导体ab。
1
2
3
(1) 接通电源时,会看到导体ab向右运动,这表明 通电导体在磁场中会受到力的作用 。
(2) 如果把磁体的两极对调,同时改变通过导体ab中的电流方向,会看到导体ab的运动方向跟原来 相同 (选填“相同”或“相反”)。
通电导体在磁场中会受到力的
作用
相同
1
2
3
(3) 根据以上探究的知识,同学们将表面有金属镀层的磁铁吸在干电池的负极,将一根铜导线折成线框abcd搭在干电池的正极和磁铁上,如图乙所示。导线框abcd就会以干电池为轴转动起来。
① 如果将磁铁的N、S极对调,导线框的转动方向将 改变 (选填“改变”或“不改变”)。
② 实验中,若通电时间稍长,干电池会明显发热,原因是干电池被 短路 。
③ 本装置相当于一个 电动机 (选填“电动机”或“发电机”)。
④ 导线框能够转动的原因是左右两段导线受到的力的方向是 相反 (选填“相同”或“相反”)的,这两个力 不是 (选填“是”或“不是”)一对平衡力。
改变
短路
电动机
相反
不是
1
2
3
类型三 探究产生感应电流的条件
3. 如图甲所示为“探究感应电流产生的条件”实验装置。
(1) 实验中,AB棒的材料可能是 铝 (选填“塑料”或“铝”)。
(2) 我们可以通过灵敏电流计指针是否偏转来判断电路中是否有感应电流产生;还可以通过指针偏转的方向判断 电流方向 。
铝
电流方向
1
2
3
(3) 闭合开关,实验探究过程记录如表1所示:
表1
实验次序 AB棒在磁场中的运动情况 是否有感应电流
1 静止 无
2 沿磁场方向运动(不切割磁感线) 无
3 做切割磁感线运动 有
根据实验现象,初步得出电路中产生感应电流的条件是闭合电路的一部分导体在磁场中做 切割磁感线 运动,在该运动过程中,主要将机械能转化为 电 能。
切割磁感线
电
1
2
3
(4) 保持AB棒运动方向不变,仅将磁体N、S极对调,重复上述实验,是为了探究感应电流方向与 磁场方向 的关系。
(5) 若将此装置中灵敏电流计换成 电源 ,可进一步探究电动机的工作原理。
(6) 在实验中,同学们发现灵敏电流计指针摆动的角度有时会不同。于是,他们想探究产生感应电流的大小与哪些因素有关。经过讨论后,他们提出了以下几种猜想:
猜想1:与导体切割磁感线运动的速度大小有关。
猜想2:与磁场的强弱有关。
在验证猜想1时,如图乙,在同一磁体E中使导体PQ以不同大小的速度水平匀速向右运动,读出灵敏电流计测出的数值,记录的部分数据如表2所示。
磁场方向
电源
1
2
3
表2
实验次序 1 2 3 4 5
速度v/(cm·s-1) 1.0 1.5 3.0 3.4 4.0
感应电流I/mA 2 3 6 8
1
2
3
① (图像法)请在图丙中描点作出感应电流I与速度v的关系图线。表格中第4次实验测得感应电流I= 6.8 mA。
6.8
1
2
3
② 进一步分析得出:在磁场强弱相同时,产生感应电流的大小与导体切割磁感线运动速度大小成 正比 。
③ 为探究猜想2,他们换一个比磁体E磁性更强的磁体F进行多次实验:使导体PQ保持以3.5cm/s的速度在磁体F中水平匀速向右运动,灵敏电流计的示数均为8.5mA。根据上述实验收集的数据,他们认为此时就判断猜想2是否正确不太合理,理由是 实验次数太少,无法得到普遍规律 。
正比
实验次数太少,无法得到普遍规律
1
2
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第十九章 电能从哪里来
第二节 发电机是怎样工作的
01
新知梳理
02
基础过关
03
能力进阶
目
录
1. 发电机是根据 电磁感应 原理制造的。发电机主要由转动部分(转子)、不动部分(定子)和其他部件组成。在大型发电机中,转子实际上是产生磁场的 电磁铁 ,而产生感应电流的 线圈 却是不动的(定子)。
2. 发电机是一种把其他形式的能转化成 电能 的装置。目前常用的发电方式有 火力 发电、 水力 发电和核能发电等。
电磁感应
电
磁铁
线圈
电能
火力
水力
1. (2024·德阳)2024年3月,“德阳造”最新一代大型海上半直驱永磁同步发电机成功研制,发电机是利用 电磁感应 现象制成的,发电机工作时把 机械 能转化为电能。
2. 关于发电机,下列说法正确的是( B )
A. 发电机的转子一定是线圈
B. 发电机的转子可能是线圈,也可能是磁铁
C. 发电机的转子一定是磁铁
D. 发电机的转子是换向器
电磁感应
机械
B
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3. 我国风力发电技术在全世界处于领先位置。以下实验中,能说明风力发电机原理的是( D )
D
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4. (易错题)(2024·淮北模拟)如图所示,发电机的线圈从水平位置开始转动,下列说法正确的是( D )
A. 线圈转到图示位置时不能产生感应电流
B. 线圈转到图示位置,cd边不受磁场力作用
C. 线圈从图示位置转过180°后ab边电流方向不变
D. 线圈从图示位置转过90°瞬间线圈中没有电流
D
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5. 下列几种发电方式中,能量传递和转化情况正确的是( C )
A. 水力发电:水的机械能→水蒸气的内能→水轮机转子的机械能→电能
B. 火力发电:燃料的内能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能
C. 核能发电:核能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能
D. 风力发电:风能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能
C
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6. (新情境·社会热点)如图是台州市三门核电站的发电流程示意图。在发电时,能量转化过程是( B )
A. 核能→机械能→内能→电能
B. 核能→内能→机械能→电能
C. 内能→核能→机械能→电能
D. 机械能→核能→内能→电能
B
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7. (2025·陕西)如图所示是我国首艘海洋级智能科考船“同济”号,它采用了先进的混合动力系统,该系统能在轮船制动时将动能回收转化为电能储存起来。下列四幅图能反映“同济”号动能回收原理的是( D )
第7题
D
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8. 1964年人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示,其工作原理是利用海水上下起伏的力量将空气吸入气室,压缩后再推入工作室,然后通过发电机发电。下列说法不正确的是( C )
A. 当海水下降时,阀门K1关闭,阀门K2开启
B. 当海水上升时,阀门K1开启,阀门K2关闭
C. 航标灯消耗的电能是空气的机械能转化来的
D. 航标灯消耗的电能是海水的机械能转化来的
C
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9. 在学校实验室开放时,同学们对手摇发电机非常感兴趣,他们想:发电机产生感应电流的大小跟哪些因素有关呢 于是他们展开了探究,如图所示为他们所用的发电机,实验记录在表中。
第9题
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实验次序 线圈转速 线圈转向 灯泡亮度
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(1) 根据表格可知,他们准备探究发电机产生感应电流的大小是否与 线圈转速 和 线圈转向 有关。
(2) 手摇发电机在发电时将 机械 能转化为电能。
线圈转
速
线圈转向
机械
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(3) 他们根据灯泡的亮度来判断电路中感应电流的大小,像这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法”。请你再写出一个应用“转换法”的例子: 根据电磁铁吸引大头针的多少来判断磁性的强弱(合理即可) 。
(4) 将灯泡换成灵敏电流计,慢慢摇动手柄,可以观察到灵敏电流计的指针 左右摆动 (选填“左右摆动”或“向一侧摆动”),这表明该手摇发电机发出的电是 交流电 (选填“交流电”或“直流电”)。
根据电磁铁吸引大头针的多少来判断磁性的强弱(合理即可)
左右
摆动
交流
电
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10. (拓展题)如图所示为发电机的工作原理图,下列说法中正确的是 ( C )
A. 线圈转动一周,电流方向改变一次,大小改变两次
B. 线圈转动一周,电流方向改变两次,大小改变两次
C. 线圈转动一周,电流方向改变两次,大小随时间改变
D. 线圈转动一周,电流方向改变四次,大小随时间改变
C
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第十九章 电能从哪里来
实践 调研电磁学对人类社会的影响
1. 手机无线充电方便了人们的生活。无线充电是不用电线连接,通过磁场实现电能传输的技术。这项技术目前主要应用在手机充电上,如图甲是某款车载无线充电器,驾驶时无需连线,轻轻一放,手机即可快速充电。
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(1) 如图乙所示,电流通过送电线圈产生变化的磁场,应用到了电磁学中的 电流的磁效应 (选填“电流的磁效应”或“电磁感应”)原理,当受电线圈靠近该变化磁场时就会产生 感应电流 来供电。
电流
的磁效应
感应电流
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(2) 如图丙是磁浮列车及其原理简图,悬浮电磁铁与轨道电磁铁间的相互作用属于 A 。
A. 异名磁极相互吸引
B. 同名磁极相互排斥
A
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2. (跨学科实践·社会发展)我国风能资源丰富,风力发电产业正逐步发展成为新兴产业。风力发电机包含风力系统和发电系统两部分。某科学小组设计制作简易风力发电机使小灯泡发光,正常照明下灯泡亮度介于100Lux到350Lux之间。(Lux是照度的单位)
第2题甲
(1) 【发电系统】 图甲为发电系统核心部分,风力发电机产生的电流为 交流电 (选填“直流电”或“交流电”)。
交流
电
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(2) 【风力系统】 风力系统的
主体部分为风叶。小组成员设计了横截面如图乙所示三种形状的风叶。为了测定哪一种形状的风叶发电效果最好,同学们利用电风扇(图丙)、小灯泡、电流表、发电机、导线等进行了如下的实验,请完成实验步骤:
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① 在发电机上装上A形状的风叶,将发电机、小灯泡与电流表组成串联电路。
② 把电风扇放在发电机前面0.5m处,并调好高度及方向,使电风扇正对发电机正面,闭合电风扇的开关并把调挡旋钮转到第三挡(转速最大)。
③ 闭合实验电路开关并读出电流表示数。
④ 将A形状风叶依次换成B形状、C形状的风叶,重复以上步骤 。
⑤ 比较所测得的数据,确定哪种形状的风叶效果最好。改进:为了使实验更具有科学性,在本实验中三种风叶的 横截面积(合理即可) (写出一种即可)应相同。
将A形状风叶依次换成B形状、C形状的风叶,重复以上步骤
横截面积(合理即可)
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(3) 【安装调试与评价】 为了评价小组制作的风力发电机,同学们设计了下表。请在表格中填写相应的发电效果。
评价 指标 优秀 合格 待改进
材 料 材料环保 且成本低 材料环保 但成本高 材料不环保
且成本高
发电 效果 ① 正常发光 ② 发光但较暗 ③ 不发光
发电最 低风速 小于或等于 4m/s 大于4m/s且 小于8m/s 大于或等于
8m/s
正常发光
发光但较暗
不发光
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2(共15张PPT)
第十九章 电能从哪里来
第三节 电能的储存与输送
01
新知梳理
02
基础过关
03
能力进阶
目
录
1. 电池是一种把其他形式的能转化成 电能 的装置。电池提供的是 直流 电,其大小和方向不随时间变化。
电能
直流
2. 化学电池是把 化学 能转化为电能的装置。化学电池主要由 正 极、 负 极和糊状的电解质组成。大多数电池的使用是一次性的,我们称之为 原电池 ;而铅酸蓄电池、锂电池等可以反复充电使用,我们称之为 蓄电池 或二次电池。蓄电池在充电时,把 电 能转化为 化学 能并进行储存,使用时再把 化学 能转化为 电 能。
化学
正
负
原电池
蓄电
池
电
化学
化学
电
3. 太阳能电池(又称 光伏 电池)是将 太阳 能转化成电能的装置。
4. 采用高压输电,可以减少 电能在输送线路上 的损失。
5. 电能输送的途径:
发电站 升压变压器 高压线路 降压变压器 工厂或居民用电
光伏
太阳
电能在输送线路上
升压变压器
高压线路
6. 当高压带电体与人、动物和建筑物等物体距离较近时会产生 放电 现象,使人和动物触电,称为 电弧 触电。若高压输电线不慎发生断裂,一端落到地上,在地面上以落地点为中心的区域内会形成很高的电压。人若走到此区域,其两脚之间承受了较高电压,这个电压通常称为 跨步 电压,此时会发生触电事故。为了防止高压触电造成人身伤害,必须 远离高压带电体 。
放电
电弧
跨步
远离高压带电体
1. 下列电池中不属于二次电池的是( A )
A. 锌锰干电池 B. 铅酸蓄电池
C. 镍镉电池 D. 锂电池
2. 干电池是一种常用的电池,下列说法中正确的是( D )
A. 有的干电池提供直流电,有的干电池提供交流电
B. 常用的干电池有1号、2号、5号、7号,它们的电压都是2V
C. 干电池是把电能转化为化学能的装置
D. 多数干电池中有汞、镉等重金属元素,随便丢弃会污染环境,所以废弃的干电池应集中分类处理
A
D
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3. 蓄电池是能够重复多次使用的电源,在对蓄电池充电的过程中( B )
A. 电能转化为内能
B. 电能转化为化学能
C. 化学能转化为电能
D. 电能转化为光能
4. (教材P170材料改编)关于高压触电,下列说法中正确的是( B )
A. 只要不接触带电体,就不会造成高压触电
B. 高压触电有高压电弧触电和跨步电压触电两种方式
C. 跨步电压触电不属于高压触电
D. 靠近三相电动机(工作电压为380V),容易发生高压触电
B
B
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5. 在输送电能的过程中,为了减小电能在线路中的损耗,通常采取 高压 (选填“高压”或“低压”)输电的方式,把强大的电能送到远方。到达生活区时,再将电压降低为 220 V供日常使用。
6. 由于远距离输送电能,导线较长,因此导线电阻较 大 ,所以导线上损失的电能较大。若要保证输送的电功率不变,将输电电压升高到原来的100倍,则输电线上的电流就变为原来的 ,由Q=I2Rt可知,在相同的时间内产生的热量减少为原来的 。
高压
220
大
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7. 如图所示为常用的锌锰干电池。下列关于这种电池的说法中,正确的是( B )
A. 锌筒是电池的正极
B. 碳棒是电池的正极
C. 碳棒是电池的负极
D. 锌筒只起到容器的作用
第7题
B
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8. (教材P168材料改编)如图甲所示,物理兴趣小组的同学将铜片和锌片插入水果中,就制成了一个水果电池。在用柠檬做电池时,闭合开关S,观察到发光二极管发光,电压表指针发生了正向偏转,如图乙所示。下列说法正确的是( D )
A. 锌片为“柠檬电池”的正极
B. “柠檬电池”工作时把电能转化为化学能
C. 发光二极管是由超导材料制成的
D. 断开开关,锌片和铜片之间仍然存在电压
D
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9. 下列关于电能来源的说法中,正确的是( B )
A. 只有化学能才可以最终转化为电能
B. 电能的来源非常广泛,太阳能、水能、化学能等多种形式的能量都可以转化为电能
C. 无论通过何种形式得到的电能,都对环境有一定的污染
D. 太阳能电池、火力发电都是对环境有污染的
B
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10. (教材P170材料改编)关于高压触电及其防护,下列说法正确的是( A )
A. 高压输电线都架设得很高是为了防止高压电弧触电
B. 若发现附近有断落到地面的高压线,可以跑过去用干燥的木棍挑开
C. 站在高压输电线上的小鸟安然无恙说明高压电并不可怕
D. 高压输电线掉落在地上,容易造成高压电弧触电
A
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11. 如图所示为远距离高压输电示意图,关于远距离输电,下列表述错误的是( C )
A. 增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失
B. 高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗的
C. 在输送电压一定时,输送的电功率越大,输电过程中的电能损失越小
D. 高压输电必须综合考虑各种因素,不一定是电压越高越好
C
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12. 一台发电机输出电压为220V,输出功率为110kW,用电阻为0.3Ω的导线把电能输送到远处时:
(1) 如果用220V的电压直接输送,那么在导线上的功率损失是多少
解:(1) 电路电流I1===500A,导线上损失的功率P1=R=(500A)2×0.3Ω=75000W
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(2) 若先用变压器将电压升高到6000V,然后输送,则导线上的功率损失是多少 (结果保留一位小数)
解:(2) 电压升高到6000V,电路电流I2===A,导线上损失的功率P2=R=×0.3Ω≈100.8W
(3) 比较(1)(2)的结果,可得出什么结论
解:(3) 采用高压输电,可以减少导线上的功率损失
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