第18章 电能从哪里来 专项训练（含答案）

第18章
电能从哪里来
专项训练
专项训练一：三种重要的电磁现象的联系与区别
初中阶段主要学习三种电磁现象，即电流的磁场、磁场对电流的作用和电磁感应现象，这三种现象很多同学容易混淆，也是中考考查的重点。在学习这部分知识时，可把这三种现象及其应用通过列表来区分。
正确区分三种电磁现象
1．(黑河)关于下列四幅图的说法正确的是(　　)
(第1题)
A．甲图的实验说明磁场能产生电流
B．乙图的实验所揭示的原理可制成发电机
C．丙图是演示电磁感应现象的实验装置
D．丁图中麦克风应用了磁场对电流的作用
2．电和磁的联系可以由以下三个实验来证实：
(第2题)
(1)①图a中显示的是________实验，②它证明了通电导体周围有________。
(2)如图b所示，①实验证实了____________________；②实验过程中是________能转化成________能；③它的应用实例是________________。
(3)如图c所示，①实验证实了____________________；②实验过程中是________能转化为________能；③它的应用实例有________________。
辨别各种电气设备的工作原理
3．(山西)与下图中的动圈式话筒工作原理相同的是(　　)
(第3题)
4．(济宁)小满同学做了一个如图所示的装置，闭合开关，用外力使导体ab水平向右运动，发现导体棒cd也随之运动起来，则实验装置中甲部分应用的物理原理是________，乙部分产生的现象与的________工作原理相似。
(第4题)
电磁感应与电流的磁场、磁场对电流的作用的综合
(第5题)
5．如图所示，在弹簧测力计下悬挂一小磁体，小磁体下方有一螺线管，螺线管的两端与金属导轨ab、cd相连，在垂直导轨平面的方向上，有垂直纸面向外的磁场，且导体AB静止时，弹簧测力计的示数为4
N。当导体AB在导轨上向左滑动时，弹簧测力计的示数突然大于4
N。则当导体AB在导轨上向右滑动时，弹簧测力计的示数可能会(　　)
A．等于4
N　　　　　　　B．大于4
N
C．小于4
N
D．不确定
专项训练二：应用专题
电磁感应原理在电气设备的制造、高压输电及安全用电的常识等领域有着广泛的应用。中考中常常结合实际问题考查电磁感应原理的应用。解答此类题目需要明确电磁感应现象的内容和实质，并具备一定的分析问题的能力。
电磁感应原理的应用
1．(无锡)如图所示的充电鞋垫，利用脚跟起落驱动磁性转子旋转，线圈中就会产生电流，从而就能给鞋面上的充电电池充电，这种充电鞋垫的工作原理是(　　)
(第1题)
A．电磁感应现象　　　B．电流的磁效应
C．磁极间的相互作用　D．通电线圈在磁场中受力转动
2．(台州)如图为我国新型反潜巡逻机。机尾的“棍子”叫做磁异探测器，它能将潜艇经过海域引起的磁场强弱变化转化为强弱变化的电流，从而发现潜艇的存在。下列图中能解释磁异探测器工作原理的是(　　)
(第2题)
　
3．(贵阳)如图所示，金属框abcd从一磁场区域上方自由下落(图中“×”为垂直纸面的磁感线)，下落过程中金属框始终保持竖直状态。分析在金属框cd边进入磁场后，到ab边进入磁场前的某一过程中，它是否可能做匀速直线运动？请阐述理由。不计空气阻力。
(第3题)
高压输电在远距离输电中的应用
4．在远距离输电时，一般采用高压输电，这样可以减少输电线路的能量损失。若某发电厂发电机组的输出功率为P0，如果采用电压U输送，线路损耗的功率为P；如果将输送电压提高为原来的n倍，则线路损耗的功率为(　　)
A.　　　
B.　　　
C.　　　
D.
节约用电
(第5题)
5．我国已成为世界上高铁发展最快，技术最先进的国家之一。在节能技术上，高铁动车组采用了再生制动方式：动车到站前先停止供电，由于列车具有________，动车会继续向前运行，电机线圈随车轮转动并在磁场中切割________产生感应电流，即车轮带动发电机(电机逆转)发电，将________能转化为电能，并给蓄电池充电。
6．科学用电，共建节能型社会。提倡居民夏季期间空调温度设定在26～28
℃。为响应倡导，小明将家中的一台额定电压为220
V、制冷额定功率为1
000
W的空调，温度设定从原来24
℃改为28
℃，仅此一项措施，家中的电能表平均每天少走2.5
kW·h。求：
(1)这台空调正常制冷时，工作电流是多少？(计算结果保留一位小数)
(2)这台空调一个月(按30天计算)可节约电能多少kW·h
(3)若某边远山区的“希望小学”，每间教室仅有两盏“220
V　40
W”电灯，那么小明家中的这台空调一个月所节约的电能，可供这两盏电灯正常发光多少小时？
专项训练三：实验专题
本章的重要实验有探究产生感应电流的条件、探究影响感应电流方向的因素、探究影响感应电流大小的因素等，这几个实验常常综合在一起进行考查。学习时要亲自动手做一做，重点掌握实验装置、实验的方法、步骤、分析论证、注意的问题等。
电磁实验的现象(控制变量法)
(第1题)
1．如图所示，把两个线圈绕在一个铁环上，线圈A接直流电源，线圈B接电流表。当线圈A的电路接通或断开的瞬间，线圈B中产生瞬时电流；当闭合或断开开关一段时间后，电流表指针不发生偏转。由以上探究可知，关于感应电流产生的条件，下列说法正确的是(　　)
A．只要闭合电路中有磁场就会产生感应电流
B．只有闭合电路中的磁场由无到有时才能产生感应电流
C．只有闭合电路中的磁场由有到无时才能产生感应电流
D．只要闭合电路中的磁场发生变化就能产生感应电流
2．(厦门)如图所示，某小组探究导体在磁场中产生感应电流的条件，实验时保持磁体位置不变。
(第2题)
(1)如图甲所示，电流计指针不偏转，这是因为导体ab___________________。
(2)如图乙所示，电流计指针也不偏转，这是因为_______________________。
(3)如图丙所示，电流计指针仍不偏转，这是因为导体ab虽有运动，但没有
________________________________________________________________。
(4)分析比较图四个实验现象，可以初步得出产生感应电流的条件：
____________的部分导体，在磁场中做________________________运动。
三个重要的电磁实验
3．(1)在如图甲所示的实验中，当导线中通有电流时，导线周围的小磁针就发生了偏转，这个实验表明：____________________________________________。
(2)在如图乙所示的装置中，把单刀双掷开关S掷向“1”时，是演示__________________的现象，利用这一现象可制造________；开关S掷向“2”时，是演示____________现象，利用这一现象可制造________。
(第3题)
4．学习了本章之后，老师准备了以下器材，让同学们写出利用这些器材做出三个电磁学实验的名称及相应的器材的字母代号。请完成填空。
A．小磁针　B．磁铁　C．电源　D．变阻器　E．开关
F．灵敏电流计　G．金属棒　H．导线若干　I．绝缘丝
J．支架
(1)实验名称：___________________________________________________；
实验器材：_______________________________________________________。
(2)实验名称：__________________________________________________；
实验器材：_______________________________________________________。
(3)实验名称：____________________________________________________；
实验器材：_____________________________________________________。
电与磁同一实验中的不同现象
5．如图所示，当图中导体金属杆AB的一部分在磁场中水平向左运动时，电路中会相应地发生哪些物理现象(至少写出三个)
(第5题)
(1)_____________________________________________________________；
(2)_____________________________________________________________；
(3)_____________________________________________________________。
专项训练四：方法技巧专题
本章涉及的物理方法主要有转换法、控制变量法、比较法和逆向思维法。在探究电磁感应现象时，感应电流无法直接观察，但可以通过灵敏电流计指针的偏转去了解，即采用了转换法。
探究影响感应电流的方向实验中采用了控制变量法。对于电动机和发电机的相同点和不同点，我们可采用比较法和逆向思维法从不同的方面去更好、更深入地了解两者的关系。
比较法
1．运用“比较法”，我们还可以将实验室交流发电机和直流电动机列表比较，请完成表中填空(将答案直接写在横线上)。
　　机种比较项目　　
交流发电机
直流电动机
工作原理
______________
______________
不同构造
两个________
两个________
相同构造
________(定子)、________(转子)、电刷等
能量转换
______________
______________
控制变量法
2．在“探究感应电流的产生”的实验中，小颖同学的四次实验情况分别如图所示。
(第2题)
(1)有同学说：“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动，就会产生感应电流。”你认为他的说法对吗？________，图________可支持你的结论。
(2)为了探究感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向之间的关系。
A．根据图甲和图乙的实验现象可以得出结论：
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
B．根据图乙和图丁的实验现象可以得出结论：
_________________________________________________________________
_________________________________________________________________
________________________________________________________________。
(3)从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是________能转化为电能。
逆向思维法
3．(哈尔滨)小明以塑料管为连接轴将两个玩具电机的转轴连接起来，并连接如图所示的电路，开关S闭合后，灯泡发光，下列说法不正确的是(　　)
(第3题)
A．甲、乙电机转动
B．甲电机相当于发电机
C．乙电机相当于电动机
D．将电源正负极对调，灯泡亮度发生改变
转换法
4．根据小磁针是否受力来确定是否存在磁场，这种研究方法是研究物理问题常用的方法。下列事例中也用到这种方法的是(　　)
A．用光线来表示光传播的方向
B．利用红墨水在热水和冷水中的扩散快慢，来感受水分子在高温和低温时的平均运动快慢程度
C．用水波来理解声波
D．在喇叭上放碎纸屑，来观察喇叭是否振动
专训答案
专项训练一
1．B　点拨：通过题图可知：甲实验说明了通电导体周围存在磁场，A错误；乙实验现象是电磁感应现象，是发电机的工作原理，B正确；丙是演示磁场对电流的作用的装置，C错误；丁图中麦克风应用了电磁感应原理，D错误。故应选B。
2．(1)①奥斯特；②磁场　(2)①通电导体在磁场里受到磁力的作用；②电；机械；③电动机　(3)①由磁场也可以产生电流；②机械；电；③发电机
点拨：通过三幅图三个实验，对比法复习了三个重要易混的知识点及其应用，便于学生的理解与记忆。
3．C　点拨：动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象。扬声器和电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用；手摇发电机的工作原理是电磁感应现象；电磁起重机是利用电流的磁效应工作的。
4．电磁感应；电动机　点拨：(1)闭合开关，导体ab和cd组成一个闭合电路，闭合电路的一部分导体ab在磁场中进行切割磁感线运动，闭合电路中有了感应电流，这种现象是电磁感应现象。(2)电路中有了感应电流之后，感应电流经过导体cd，导体cd成为通电导体在磁场中受力而运动，这是电动机的工作原理。
5．C　点拨：当导体AB静止不动时，螺线管中没有电流，此时螺线管与小磁体间没有磁力的作用，此时弹簧测力计的示数为4
N，说明小磁体的重力为4
N。当导体AB向左滑动时，导体切割磁感线，与螺线管组成的闭合电路中产生了感应电流，弹簧测力计的示数大于4
N，说明小磁体受到了通电螺线管的引力作用，且螺线管上端为N极。当导体AB向右滑动时，也切割磁感线产生感应电流，但感应电流方向与导体AB向左运动时相反，则此时通电螺线管的上端应为S极，与小磁体相互排斥，从而使弹簧测力计的示数小于4
N。
专项训练二
1．A　点拨：本题考查电磁感应现象的应用。充电鞋垫利用脚跟起落驱动磁性转子旋转，线圈中产生电流，是电磁感应现象，故A正确。
2．A　点拨：解答本题的关键是要能从题意中分析出该装置为发电机，电子设备最终将信号转换为变化的电流；因此是一个发电机，分析下面四幅图，找出发电机的原理即可。
3．解：有可能。当cd边进入磁场，因切割磁感线，产生感应电流，而通电导体在磁场中又会受力的作用，若此力与重力平衡，则金属框做匀速直线运动。
4．A　点拨：由P＝I2R知输电线电阻：R＝＝＝；
当输电电压提高为原来的n倍时，输电电流为：I′＝；
线路损失的电功率：P′＝I′2R＝×＝。
5．惯性；磁感线；机械　点拨：列车在减速过程中，列车由于惯性还要保持原来的运动状态，带动闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动，电路中有感应电流产生。在继续行驶带动发电机发电过程中，机械能转化为电能。
6．解：(1)由P＝UI得：I＝＝＝4.5
A。
(2)空调一月内节约电能为W＝2.5
kW·h×30＝75
kW·h。
(3)两盏灯总功率为80
W，则能发光的时间为：
t＝＝＝937.5
h。
专项训练三
1．D　点拨：由实验可知：电流表指针发生偏转，即产生感应电流现象的有：磁场由无到有，磁场由有到无。概括可得：只要闭合电路中的磁场发生变化就能产生感应电流。
2．(1)没有切割磁感线运动　(2)没有闭合开关　(3)切割磁感线运动　(4)闭合电路；切割磁感线
点拨：产生感应电流的条件，一为闭合回路、二为部分导体切割磁感线，两个缺一不可。(1)导体没有做切割磁感线运动，如图甲所示，电流计指针不发生偏转，因为导体没有运动。(2)导体水平向右运动，如图乙所示，电流计指针不偏转，因为开关没有闭合。(3)导体竖直上下运动，如图丙所示，电流计指针不发生偏转，尽管导体运动，但导体没有做切割磁感线运动。(4)分析比较图四个实验现象，由此可得出，感应电流产生的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中有感应电流。
3．(1)通电导体周围存在磁场　(2)磁场对电流的作用；电动机；电磁感应；发电机　点拨：乙图中把单刀双掷开关S掷向“1”时，通电导线在磁场中受力运动，演示的是磁场对电流的作用，利用这一现象可制造电动机；开关S掷向“2”时，演示的是电磁感应现象，利用这一现象可制造发电机。三种电磁现象的区别详见下表：
电与磁的联系
电流周围存在磁场
磁场对电流的作用
电磁感应
实验装置图
发现者
奥斯特
法拉第
能量转化
电能→机械能
机械能→电能
应用
电磁铁
电动机
发电机
方向的影响因素
磁场方向与电流方向有关
通电导体受力的方向与电流方向和磁场方向有关
感应电流的方向与导体运动的方向和磁场方向有关
4.(1)奥斯特实验；ACEH
(2)磁场对电流的作用；BCDEGHIJ
(3)电磁感应现象；BEFGHIJ
点拨：本题需要对电磁感应、通电导线周围的磁场、磁场对电流的作用的实验有较深的了解。
5．(1)螺线管L产生磁性吸引铁块，使弹簧伸长　(2)线圈abcd中有感应电流，因而在磁场力作用下会发生转动　(3)在导线EF中有感应电流，根据奥斯特实验可知，小磁针会发生转动　点拨：由图可知，线框abcd和导体AB组成了闭合电路，当导体AB向左运动时，即为闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，因此电路中应有感应电流形成。电流通过螺线管L时，它周围就会存在磁场，从而对铁块产生吸引力使弹簧伸长；当电流通过线圈abcd时，通电线圈就会在磁场中受力而发生转动；当电流通过导线EF时，导线EF周围也存在磁场，根据奥斯特实验可知小磁针将发生转动。
专项训练四
1.
　　　机种比较项目　　
交流发电机
直流电动机
工作原理
电磁感应
磁场对通电线圈有力的作用
不同构造
两个铜环
两个半环
相同构造
磁体(定子)、线圈(转子)、电刷等
能量转换
机械能转化为电能
电能转化为机械能
2.(1)错；丙　(2)A.在磁场方向不变的情况下，感应电流的方向和导体切割磁感线的方向有关；B.在导体运动方向相同的情况下，感应电流的方向和磁场方向有关　(3)机械
3．D　点拨：闭合开关，乙电机转动，带动甲电机转动，灯泡发光，所以甲电机相当于发电机，乙电机相当于电动机；将电源正负极对调，甲、乙电机的转速不变，甲电机产生的感应电流大小不变，灯泡的实际功率不变，亮度不变。
4．B、D　点拨：根据小磁针是否受力来确定是否存在磁场，这是运用了转换法。A中应用了理想模型法；B中事例和D中事例都运用了转换法；C中事例运用了类比法。