《第一节 电能的产生》培优练习
一、多选题
如图所示，把一个接在家庭电路中正在发光的灯泡放到蹄形磁体中间，发现灯丝晃动，关于这种现象，下列说法中正确的是( )
A. 灯丝晃动是因为灯丝是钨制成的，能够被磁体吸引
B. 该现象中，内能转化为机械能
C. 灯丝晃动是因为磁场对通电导体的作用
D. 利用该现象原理可以制成电动机
二、填空题
如图为科研人员研制的“发电鞋”，鞋的内部安装了磁铁和线圈，人在行走时发的电存储于蓄电池中，可用于手机充电。
（1）发电鞋发电时是利用______原理工作的；
（2）穿该发电鞋以某速度行走，其平均发电功率约为0.4瓦，若以这样的速度行走10分钟，可产生电能______焦。
三、计算题
2017年底，随着168h连续稳定运行试验完成，中核集团福清核电项目4号机组正式具备商业运行条件，标志着福清核电一期工程全面建成投产。
福清核电总装机容量约400万千瓦，年发电时间约为5000h，则该发电站一年内发电约多少千瓦时？
若这些电能由热电转化效率为36％的热电厂完成，需要燃烧多少吨煤？（煤的热值为3×107J／kg，结果保留两位小数）
（3）核电站中发电机是其重要的设备，发电机线圈上设计有温度自动控制报警电路，当温度过高时，自动报警。其等效电路图如图所示，电源电压为12V且保持不变；R1是一个100Ω的定值电阻；R2是一个热敏电阻，温度达到100℃时启动报警，热敏电阻随温度变化的关系如表所示；电流表的量程是0～30mA。
温度t／℃ 20 40 60 80 100 120 140
电阻R2／Ω 1300 1000 750 550 400 300 250
①发电机的工作原理是________。
②当温度达到100℃报警时，电流表示数是多少安？
③求此电路能测量的最高温度。
四、综合题
日本东北海域发生了里氏9级地震并引发大规模海啸，日本多个核电站受到影响，福岛第一核电站四个机组先后发生爆炸井出现放射性物质泄漏的严重事态，这一系列灾难引发了人们对核电站的持续关注。
核电站的核心部分是核反应堆，它被密封在一个压力容器中。核燃料在裂变过程中发生链式反应，释放大量的能量，人类通过控制链式反应的速度，实现核能的利用。
在压力容器中，由裂变放出的能量加热了周边的水，使水的温度升高，但因水处于高压下，它并不沸腾，水被泵到热交换器里，引起了其它水的沸腾，产生高温高压的水蒸气推动汽轮机，从而带动发电机发电。水蒸气在冷凝器中被液化为水，然后循环使用。
通过上述材料回答以下问题：
（1）核电站是通过核______变获得能量。核能是______能源（选填“可再生”、“不可再生”）。
（2）压力容器中的水在压强增大时沸点______。在冷凝器中使用______较大的物质作为冷凝剂。
（3）核电站中的发电机是利用______现象实现发电的。
阅读短文，回答问题
混合动力汽车
我国自行生产的混合动力汽车已经服务于生活，混合动力汽车由一台内燃机和一台电机组成，这台电机既可以充当电动机驱动汽车，又可以充当发电机给蓄电池充电．
混合动力汽车启动时，内燃机并不工作，蓄电池通过电机向车轮输送能量；当需要高速行驶或蓄电池储存电能过低时，内燃机启动，向车轮输送能量，并通过电机给蓄电池充电．某种型号的混合动力汽车，所用的镍氢蓄电池组的部分参数如表所示，当储存的电能降到最大值的20%时，必须停止对外供电．
汽车行驶过程中受到阻力来自于两部分，一是路面对汽车的摩擦阻力，这个阻力约为车重的0.06倍；二是空气对行驶汽车的阻力，这个阻力与速度的平方成正比．将这种汽车放在风洞测试时，风速45km/h时，汽车所受的总阻力为850N．
输出电压/V 300
额定功率/kW 100
最大容量/kW·h 300
总质量/kg 1000
（1）镍氢蓄电池组额定电流为________A，用额定功率供电时，可供电________h．
（2）电机充当发电机时，它是利用什么原理发电的（? ?）
?A．磁场对电流的作用
?B．电流周围存在磁场
C．电磁感应现象
（3）这辆汽车速度为90km/h时，所受的阻力约为________N，汽车发动机克服阻力做功的功率为_______kW.
（4）若轮胎与地面的接触面积为103cm2，这辆汽车对地面的最大压强为______Pa，汽车对地面的压强随速度增加而_________（选填：“变大”、“不变”或“变小”）
（5）测试人员驾驶该车在平直公路上匀速直线行驶1h，观察仪表盘，发现这段时间内汽车消耗燃油10kg，车速为90km/h，蓄电池组储存的电能由最大值的80%增加到最大值．燃油的热值为4.5×107J/kg．完全燃烧燃油20kg能放出? ? ? ??J的热量，试计算这种汽车燃油的能量转化效率约为__________．
答案和解析
1.【答案】CD
【解析】
【分析】
发光的灯丝告诉了灯丝中有电流通过；灯丝颤动说明受到了力的作用。根据通电导体在磁场中受力的相关知识即可解决此题。
本题考查通过灯丝的晃动，联系到受力，进而与通电导体在磁场中受力而运动联系起来是解决此题的思路。
【解答】
A.磁体不能吸引钨丝，故A错；
B.该现象中，电能转化为机械能，故B错；
C.有电流通过的灯丝置于磁场中晃动，体现了通电导体在磁场中受到力的作用，故C正确；
D.利用该现象原理可以制成电动机，故D正确。
故选CD。
2.【答案】电磁感应；240
【解析】
解：
（1）由题意可知，人在行走时，人体带动磁铁运动，磁铁产生的磁场通过线圈，从而产生感应电流，所以“发电鞋”是利用电磁感应原理制成的；
（2）以正常速度行走时，其发电的功率约为0.4W，
所以10min产生的电能为：W=Pt=0.4W×600s=240J。
故答案为：电磁感应；240。
（1）电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动时，导体中会有感应电流产生；
（2）根据W=Pt计算发电鞋产生的电能。
本题主要考查了电磁感应原理的应用和电能的计算，明确“发电鞋”的工作原理是解答此题的关键。
3.【答案】解：（1）该发电站一年发电W＝Pt＝4×106kW×5000h＝2×1010kW·h
（2）电能W＝2×1010kW·h＝7.2×1016J需要煤完全燃烧产生的热量；
需要消耗煤的质量；
（3）①发电机的工作原理是电磁感应原理②由表格可知，当温度为100℃时，R2＝400Ω此时电流表示数③由表中数据可得出，温度越高，热敏电阻阻值越小，所以当电流表示数为0.03A时，热敏电阻阻值最小，所测温度最高。；R′2＝R总－R1＝400Ω－100Ω＝300Ω由表可知，此时的温度为120℃，所以此电路能测的最高温度为120℃。
答：（1）该发电站一年内发电约2×1010千瓦时；
（2）若这些电能由热电转化效率为36％的热电厂完成，需要燃烧6.67×106吨煤；
（3）①发电机的工作原理是电磁感应原理。②当温度达到100℃报警时，电流表示数是0.024安；③求此电路能测量的最高温度是120℃。
【解析】
（1）已知总装机容量，年发电时间由公式W＝Pt求出答案；
（2）利用公式求出需要燃烧多少吨煤；
(3)发电机的工作原理是电磁感应原理，根据欧姆定律求得电流、电阻大小，利用表格查出数据。
本题考查发电机的工作原理、电功的公式、热机效率公式、及欧姆定律，是一综合题，只要对公式有正确的认识，可得答案。
4.【答案】裂；不可再生；升高；比热容；电磁感应
【解析】
解：（1）核能主要包括核裂变与核聚变，由于核聚变的反应目前还不可控，故核电站主要是利用了核裂变获得能量；由于产生核反应的原材料不能重复使用，用完必须处理，故核能属于不可再生能源；
（2）压强增大时，物体的沸点升高，故在压力容器里水并不沸腾；
为了给冷却效果更好，冷凝剂应选用比热容较大的物体；
（3）发电机都是利用了电磁感应现象，即导体切割磁感线产生的；
故答案为：（1）裂；不可再生；（2）升高；比热容；（3）电磁感应。
解答本题应掌握：
（1）核电站是利用重核的裂变获得能源的，由于能产生裂变的原料不能重复使用，故核能是不可再生能源；
（2）当压强增大时，物体的沸点是升高的；为了能带走更多的热量，故冷凝器中应使用比热容较大的物体作为冷凝剂；
（3）发电机都采用了电磁感应现象实现发电。
本题通过核电站考查了核能应用的相关知识，为近几年考查的热点应熟练掌握。
5.【答案】（1）330 ?2.4
（2）C
（3）1600 ?40
（4）105??变小
（5）9×108 ?40%
【解析】
【分析】
（1）根据表格中的额定功率与输出电压，利用求出额定电流；根据表中最大容量求出可利用部分的能量，再利用求出可供电时间；
（2）发电机是根据电磁感应现象制成的；
（3）根据阻力的来源，先计算出路面对汽车的摩擦阻力，然后求出风速45km/h时，汽车所受的空气的阻力；根据阻力与速度的关系，求出车速是90km/h时，空气对车的阻力，再求出此时的总阻力；最后利用P=Fv求出做功的功率；
（4）知道受力面积，利用G=mg求出水平路面上汽车的重力即对地面的压力，根据求出对地面的最大压强；流体压强跟流速的关系是：流速快的地方压强小，据此分析；
（5）①已知燃油的质量20kg，燃油的热值为4.5×107J/kg，根据Q放=mq可求出燃油放出的热量；
②车速是90km/h时，牵引力与阻力是一对平衡力，根据（3）的计算结果，利用s=vt求出汽车行驶的路程，根据W=Fs求出做的功；已知蓄电池组储存的电能由最大值的80%增加到最大值，可求出转化成的电能，这样被有效利用的能量为做的功和转化成的电能之和，最后根据汽车燃油的能量转化效率。
本题综合考查了额定电流的计算、发电机的原理、功率的计算、压强的计算、流体压强与流速的关系、热量的计算以及热机的效率，考查点多，也是一道生活中的物理题，有其实用价值；对公式的把握和运用是基础，读好题是关键，本题难度较大，在计算内燃机的效率时，要注意不要忘记转化成的电能的能量。
【解答】
（1）有表中数据可知：额定功率为100kW，输出电压为300V，所以额定电流为：；因当储存的电能降到最大值的20%时，必须停止对外供电，所以可向外供电为：W供=80%W总=80%×300kW·h=240kW·h，供电时间为：；
（2）当电机充当发电机时，它利用的工作原理是电磁感应现象，故选C；
（3）汽车的重力为：G=mg=1000kg×10N/kg=10000N，路面对汽车的摩擦阻力为：f路=0.06G=0.06×10000N=600N，风速45km/h时，汽车所受的总阻力为850N，所以风速45km/h时，空气对行驶汽车的阻力为：f空=f-f路=850N-600N=250N，空气阻力与速度的平方成正比，所以当车速度为90km/h时，速度增大了2倍，阻力增大4倍，为：f空'=4f空=4×250N=1000N，此时的总阻力为：
f总=f路+f空'=600N+1000N=1600N；汽车发动机克服阻力做功的功率为：；
（4）轮胎与地面的接触面积为：103cm2=0.1m2，水平面上静止汽车对水平路面的压力最大F=G=10000N，压强最大为：，当流线型的车子快速行驶时，产生升力，车子对地面压力减小，故对地面的压强随速度的增加而变小；
（5）燃油放出的热量：Q放=mq=20kg×4.5×107J/kg=9×108J；
汽车通过的路程：s=vt=90km/h×1h=90km=90000m，因为匀速直线运动，阻力是1600N，牵引力也是1600N，牵引力做的功：W1=FS=1600N×90000m=1.44×108J，
蓄电池储存的电能：W=300kW?h=1.08×109J；转化成的电能：W2=1.08×109J×（1-80%）=2.16×108J，
所以：W有用=W1+W2=1.44×108J+2.16×108J=3.6×108J，不计热损失，W总=Q放=9×108J，
汽车燃油的能量转化效率约为：。
故答案为：（1）330；2.4；（2）C；（3）1600；40；（4）105?； 变小；（5）9×108?； 40%。
《第一节 电能的产生》基础练习
一、单选题
以下是核电站工作情况的方框图，下列说法正确的是
A. 核反应堆是利用核聚变产生的能量来工作的
B. 核能是清洁能源
C. 发电机将机械能转化为电能
D. 各种用电器只能将电能转化为内能
如图与电有关的设备中，下列说法正确的是（ ）
A. 甲图中的电能表是用于测量用电器电功率的仪表
B. 乙图中三角插头的其中一个脚与用电器金属外壳连接
C. 丙图中无人机的电动机在工作时将机械能转化为电能
D. 丁图中POS机检测头利用的电磁感应原理是安培首先发现的
某机器的能量流向图如图所示，据此推测该机器可能是
A. 电热水器 B. 洗衣机 C. 汽油机 D. 发电机
福州江滨大道缤纷园入口处，安装了两盏“风光互补”景观节能灯，如图所示，它“头顶”小风扇，“肩扛”太阳能电池板。关于节能灯的设计解释合理的是（ ）
A. 太阳能电池板是将太阳能转化为电能
B. 小风扇是用来给太阳能电池板散热的
C. 小风扇是风力发电机，将电能转化为机械能
D. 蓄电池在夜晚放电时，将电能转化为化学能
小明看了电动玩具车的介绍得知：玩具车内部电路是由电源、开关、电动机、指示灯各一个组成．他将玩具车的电池取下，保持开关闭合，转动车轮时发现车上的指示灯还能发光，则下列推断中正确的是（ ）
A. 指示灯发光时，将电能全部转化成光能
B. 电动机与发电机的工作原理可能是相同的
C. 该玩具车电路中的电动机与指示灯一定是并联
D. 该玩具车电路中的电动机与指示灯可能是并联；也可能是串联
二、多选题
下列说法正确的是（ ）
A. 电动机工作时，是将电能转化为机械能
B. 发电机工作时，是将机械能转化为电能
C. 我们利用核能进行发电，说明核能就是电能
D. 只要发电机做得好，可以不消耗其他形式的能而直接产生电能
下列说法正确的是（ ）
A. 发电机是根据电磁感应现象制成的
B. 只要有电流通过导体周围一定产生磁场
C. 自由电荷定向移动的方向就是电流的方向
D. 导体在磁场中做切割线运动时，导体中就会产生感应电流
三、填空题
在电风扇、电熨斗、电磁起重机、动圈式扬声器、动圈式话筒和发电机这些装置中，利用电磁感应原理工作的有______、______．
如图所示，用漆包线绕成一个矩形线图，刮掉两端导线的外漆，放在支架上，下面放一块磁体，用纸做一个小风车固定在转轴上，风吹风车时，小量程电流表指针会发生偏转，这是一个______模型，是利用______原理工作的，工作时将风能转化为______能。
三峡水电站利用水能发电，水能属于______能源；水从高处落下进入发电机前，其重力势能转化为______能：发电机是利用______原理发电的。
如图所示是由大量反射镜组成的太阳能发电装置，图中各个反射镜由计算机控制，使反射的太阳光聚集在塔顶的集热器（锅炉）上，集热器中的水变成水蒸气后推动汽轮机，从而带动发电机发电。
（1）大阳能属于______（选填“可”或“不可”）再生能源；
（2）这个装置中反射镜的作用是改变______；
（3）水蒸气推动汽轮机的过程中。将______能转化为______能；
（4）发电机是利用______原理发电的。
中科院最近研制成功旋转式直流摩擦纳米发电机，用于对旋转机械能的有效收集，首次实现了恒定电流的输出，该发电机发电的原理是摩擦起电，从能源转化的角度看，是把_____能转化为_____能，这种发电机具有大规模收集和转化自然界中机械能的潜力，有望成为绿色能源供给的全新途径，从能源的环保性来看，应该属于_________能源（清洁/非清洁）．
电热水器是利用电流的______工作的，电磁继电器是利用电流的______工作的，发电机是利用______??原理工作的．
发电机是根据______原理制成的。电动机是根据通电线圈在磁场中受力制成的。电风扇的主要部件是电动机，电风扇正常工作时，电动机把______能转化为______能和______能。
利用两种或两种以上能源的汽车称为混合动力型汽车，如图所示为“并联混合动力型汽车”的原理图，这种汽车在制动减速时，电动机的飞轮与汽车轮子摩擦，电动机作为发电机使用，把动能转化成了______能，实现了对电池的充电，混合动力型汽车节约了汽油，减少了尾气排放，是节约能源的一种可行的办法。
答案和解析
1.【答案】C
【解析】
【分析】
（1）核电站发电过程：原子核发生裂变释放核能；核能先转化为水的内能，水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能；
（2）应用核能对环境的影响主要有：核污染（核辐射、核泄漏），废物等。
（3）用电器是消耗电能的元件，将电能转化为其他形式的能量。
此题考查核能发电的过程及能量转化过程，属于基础知识的考查，相对比较简单。
【解答】
A.核电站中所发生的核反应是裂变反应，故A错误；
B.核能清洁无污染，但是核辐射、核泄漏等危害很大，不属于清洁能源，故B错误；
C.蒸汽轮机带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能，故C正确；
D.用电器将电能转化为内能、机械能等我们需要的各种能量，故D错误。
故选C。
2.【答案】B
【解析】
解：A、甲图中电能表是测量电路消耗电能的仪表，故A错误；
B、乙图中三脚插头的接地脚应与用电器的金属外壳相连通，这样若金属外壳的用电器外壳万一带电，电流会通过地线导入大地，防止触电事故，故B正确；
C、丙图中无人机的电动机工作时将电能转化成机械能，故C错误；
D、丁图中将带有磁条的银行卡在pos机中的线圈中刷一下，pos机便通过产生的电流读出银行卡的信息，利用了电磁感应原理，法拉第最先发现了电磁感应现象，故D错误。
故选：B。
（1）电能表是测量电路消耗电能的仪表；
（2）三孔插座中多出的一个孔是用来接地线的；三脚插头中有一根导线要与用电器金属外壳相连。目的就是为了防止触电。
（3）电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，工作时将电能转化成机械能；
（4）法拉第发现了电磁感应现象。
本题考查了电能表的作用、三线插头、电动机、发电机的相关知识，具有一定的综合性，难度不大，属于基础知识的考查。
3.【答案】C
【解析】
【分析】
由能量流向图判断该机器主要将什么能转化成了什么能即可解决此题；
热机：将内能转化为机械能；电动机：将电能转化为机械能；发电机：将机械能转化为电能；电热水器：将电能转化为内能。
解此题的关键是能确定图中能量转化的方向，并知道各种机械的能量转化情况。
【解答】
如图该机器将一部分内能转化成了机械能，还有一大部分内能散失掉了，所以该机器是热机。
A.电热水器是将电能转化为内能的机器，故A不符合题意；?
B. 洗衣机是将电能转化为机械能的机器，故B不符合题意；
C.? 汽油机属于热机，故C符合题意；
D.发电机是将机械能转化为电能的机器，故D不符合题意。
故选C。
4.【答案】A
【解析】
解：这种新能源的路灯，“肩扛”太阳能电池板也可以把太阳能转化为电能；“头顶”的小风扇可以把风能转化为电能，这样只要有风，这种路灯也可以发电，填补了一点阴天和晚上不能发电的空白，有利于路灯晚上照明使用；蓄电池在夜晚放电时，将化学能转化为电能；
所以明确“风光互补”景观节能灯的各部分功能后，即可得知A选项正确。
故选：A。
自然界中的风能和太阳能是能量巨大的资源，现在科学家都在设计装置利用它们的能量；
风扇式发电机可以通过风吹动扇片转动，把风能转化为电能；
太阳能电池可以把太阳能转化为电能。
风能和太阳能都是清洁能源，且能量取之不尽用之不竭，能够巧妙的设计利用是关键。
5.【答案】C
【解析】
解：A、指示灯发光时，将电能转化成光能和内能，故A错误；
B、发电机的工作原理是电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流．电动机是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理制成的．故B错误；
CD、转动车轮，车轮带动电动机转动，电动机变成了发电机，转动车轮，车上的指示灯还能发光，说明此时电动机、指示灯构成闭合回路，故电动机与指示灯是并联的，故C正确，D错误．
故选C．
（1）用电器是消耗电能的，将电能转化为其它形式的能．
（2）发电机的工作原理是电磁感应，电动机是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理制成的．
（3）串联的各电路元件相互影响，不能独立工作，并联的各电路元件互不影响，能独立工作；根据题意与实验现象判断灯泡与电动机的连接方式．
本题考查发电机和电动机的原理、电路的组成以及各元件的作用，关键是明确转动车轮，车上的指示灯还能发光，说明此时电动机、指示灯构成闭合回路．
6.【答案】AB
【解析】
解：
A、电动机工作时将电能转化为机械能，故A正确；
B、发电机是根据电磁感应现象制成的，工作时把机械能转化成电能，故B正确；
C、我们利用核能进行发电是将核能转化为电能，核能和电能不是同一种形式能，故C错误；
D、能量在转化和转移的过程中，都遵守能量守恒定律，发电机做得再好，也不可以不消耗其他形式的能而直接产生电能，故D错误．
故选AB．
（1）电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，工作时把电能转化成机械能．
（2）发电机是根据电磁感应现象制成的，工作时把机械能转化成电能；
（3）我们利用核能进行发电是将核能转化为电能，核能和电能不是同一种能；
（4）能量在转化还是能量的转移的过程中，都遵守能量守恒定律．
本题考查了发电机、电动机能量转化和转移的相关知识，属于基础知识的考查，要对比记忆．
7.【答案】AB
【解析】
解：A、发电机是根据电磁感应现象制成的，将机械能转化为电能，A正确；
B、通电导体周围存在磁场，只要有电流通过导体周围一定产生磁场，B正确；
C、规定正电荷定向移动的方向为电流的方向，形成电流的不一定是正电荷，所以C错误；
D、若电路不闭合，导体在磁场中做切割线运动，导体中不会产生感应电流，D错误．
故选AB．
A、发电机的制作原理：电磁感应；
B、电流的磁效应：通电导体周围存在磁场；
C、物理学规定正电荷定向移动的方向为电流的方向；
D、产生感应电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动．
此题考查了电流的磁效应、电磁感应、电流方向的规定等知识，要熟练掌握课本基础知识，学会区分．
8.【答案】动圈式话筒；发电机
【解析】
解：在电风扇、电熨斗、电磁起重机、动圈式扬声器、动圈式话筒和发电机这些装置中，利用电磁感应原理工作的有：发电机和动圈式话筒．
故本题答案为：动圈式话筒、发电机．
要解答本题需掌握：发电机和动圈式话筒都是利用电磁感应原理制成的．
本题主要考查学生对：电磁感应现象在生活中有哪些应用，从物理走向生活，是中招的热点．
9.【答案】发电机；电磁感应；电
【解析】
解：图中线圈、导线和电流表组成闭合电路，线圈处在磁场中，风吹风车带动线圈转动切割磁感线从而产生感应电流，因此电流表指针会发生偏转；与发电机相同，是利用电磁感应现象原理工作的，工作时将风能转化为了电能。
故答案为：发电机；电磁感应；电。
闭合电路部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流的现象叫做电磁感应；发电机就是根据此原理制成的，发电机工作时将风能转化为电能。
此题考查了电磁感应现象的原理、应用、能量的转化，是一基础题。
10.【答案】可再生；动；电磁感应
【解析】
解：（1）风能、太阳能和水能在使用完后，短期可以再生，故是可再生能源；
（2）水从高处向低处运动时，其质量不变，速度增加，故水的动能增加，同时高度减小，故水的重力势能减小，其重力势能转化为动能；
（3）发电机的原理是电磁感应现象，即闭合电路中的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，产生感应电流。
故答案为：可再生；动；电磁感应。
（1）能够源源不断的从自然界得到的能源叫可再生能源；短期内不能从自然界得到补充的能源叫不可再生能源；
（2）重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量越大、高度越高，重力势能就越大；
（3）发电机是通过法拉第的电磁感应原理来工作的。
本题考查了能源的分类、动能势能的转化，电磁感应原理，属于基础题目，不难作答。
11.【答案】可；光的传播方向。；内；机械；电磁感应
【解析】
解：现阶段，人们已经开始逐渐地使用可再生能源，包括风力发电、水力发电、太阳能发电等多种形式。
图中的反光镜可以将太阳光反射后，聚集在塔顶的集热器（锅炉）上，对水进行加热至沸腾，使水蒸气推动汽轮机，将内能转化为机械能，带动发动机发电。
发电机的原理是电磁感应现象，即闭合电路中的一部分导体，在磁场中做切割磁感线运动时，产生感应电流。
故答案为：
（1）可。
（2）光的传播方向。
（3）内，机械。
（4）电磁感应。
可再生能源是指可以重复使用的能源，包括风能、水能、太阳能等。
光线遇到反射镜后，会发生反射。
水蒸气推动汽轮机的过程中，将水蒸气的内能转化为机械能。
发电机是通过法拉第的电磁感应原理来工作的。
本题考点很全，考查可再生能源、光的反射现象、发电机原理、能量转化等方面的知识，需要学生理解图中装置的工作流程，然后再做具体的分析。
12.【答案】机械? 电? 清洁
【解析】
【分析】
能量的转化方向：消耗了什么形式的能，获得了什么形式的能；能源在使用过程中，没有发生环境的污染就是清洁能源。
本题考查了能量的转化，知道风能、水能、太阳能等新型能源是清洁能源。
【解答】
旋转式直流摩擦纳米发电机，原理是摩擦起电，消耗了机械能获得了电能，从能源的角度看是把机械能转化为电能；这种发电机具有大规模收集和转化自然界中内能、水能等机械能的潜力，从能源的环保性来看，应该属于清洁能源。
?故答案为：机械；电；清洁。
13.【答案】热效应；磁效应；电磁感应
【解析】
解：
电热水器在通电后消耗的电能主要用于产生热量，故能将水加热，即其是利用电流的热效应的原理制成的；
电磁继电器是利用电流的磁效应进行工作的；
发电机是利用电磁感应的原理工作的，将机械能转化为电能．
故答案为：热效应；磁效应；电磁感应．
电流流过导体时导体发热，这种现象是电流的热效应；电磁继电器和磁带都是利用电流的磁效应工作的；发电机的工作原理：电磁感应现象．
题目中考查了一些器械的工作原理，都是课本上出现过得，只要平时注意多看课本，做起来不难．
14.【答案】电磁感应；电；内；机械
【解析】
解：发电机是利用线圈在磁场中做切割磁感线运动时产生的电流的原理---电磁感应原理来工作的；电动机是在工作时要消耗电能，得到机械能。
故答案为：电磁感应；电；内；机械。
解答此题要知道：
“通电导体在磁场中受力原理”说明电能转化成机械能；电磁感应现象原理是“导体在磁场中运动产生电流”，说明机械能转化成电能。而电动机就是电能转化成机械能，发电机就是机械能转化成电能。
本题考查了发电机的原理以及电动机的能量转换，属于基础知识的考查，要牢记。
15.【答案】电
【解析】
解：混合动力型汽车制动时，由于要克服摩擦做功，所以汽车的一部分动能转化为内能，而另一部分动能通过发电机转化为电能。
故答案为：电。
混合动力型汽车在制动时，汽车的动能一部分转化为内能；电动机作为发电机使用，把汽车的一部分动能转化为电能；
此题主要考查学生对能量转化的理解和掌握，属于基础性题目。
《第一节 电能的产生》提高练习
一、单选题
热机的发明，使人类迈进了工业化社会，对人类社会的发展起到了重要作用，热机的种类有很多，那么请区分出下面机械中不是热机的是（ ）
A. 蒸汽机 B. 汽油机 C. 柴油机 D. 发电机
下列设备中将机械能转化为电能的是（ ）
A. 电饭锅 B. 电铃 C. 电动机 D. 发电机
以下是核电站工作情况的方框图，下列说法正确的是
A. 核反应堆是利用核聚变产生的能量来工作的
B. 核能是清洁能源
C. 发电机将机械能转化为电能
D. 各种用电器只能将电能转化为内能
下列设备应用的原理对应不正确的是
A. 电磁铁电流的磁效应 B. 电动机同名磁极相互排斥
C. 发电机电磁感应现象 D. 胶头滴管吸取液体大气压强
如图所示为科研人员研制的“发电鞋”，鞋的内部安装了磁铁和线圈，当人体带动磁铁相对线圈运动时，线圈中产生电流。当人以正常速度行走时，其发电的功率约为0.4W．下列说法中正确的是（ ）
A. 发电鞋工作时将电能转化为机械能
B. 发电鞋是利用电流磁效应原理工作的
C. 发电鞋与直流电动机的工作原理相同
D. 人正常行走1h可以产生约1440J的电能
二、多选题
2014年12月28日，青荣城际铁路正式通车，这不仅方便了人们的出行，而且拉近了城市之间的距离，实现了“半岛一小时生活圈”。如图所示，动车组列车用大功率的电动机提供动力，列车到站前停止供电，电动机线圈随车轮转动，带动发电机发电，这个过程车速从200km/h减到90km/h，在90km/h以下才进行机械刹车，下列说法正确的是（ ）
A. 减速发电过程中应用了电磁感应原理
B. 机械刹车过程中是内能转化为机械能
C. 进站前停止供电列车仍能继续前行是受到惯性力的作用
D. 人站在安全线以外是为防止列车运行时车体附近空气流速大压强小把人推向列车
据报道，消费者通过带有NFC功能的手机可直接查询新品五粮液酒的真伪。如图所示，消费者用手机扫描包装盒盖上的二维码，首先需要下载并打开官方APP，再将手机靠近盒盖，前后移动感应防伪标签，就能轻松辨别真伪．下列相关叙述正确的是
A. 扫描二维码时，二维码应位于手机镜头的二倍焦距以外
B. 扫描时，当手机屏上出现的二维码超出设定的方框时，应将手机远离盒盖
C. 二维码扫描成功时，手机会发出“滴”的一声，这是利用声音来传递信息
D. 手机靠近盒盖前后移动，标签线圈内可感应出电流，电动机就是根据此原理工作的
三、填空题
国内共享单车成为许多市民出行选择的交通工具，如图，这种自行车有小型发电机给电子锁充电，发电机就是应用______原理制成的；自行车下坡自由滑行时主要是______能转化为动能。
如图所示，光滑且足够长的平行金属导轨MN、PQ固定在竖直平面内，导轨间连接个定值电阻R，导轨上放一质量为m，电阻为r=0.5R的金属杆ab，金属杆始终与导轨接触良好，其余电阻不计，整个装置处于磁场方向垂直导轨平面向里的均匀磁场中。金属杆匀速下落时，金属杆动b相当于______（选填“电动机”或“发电机”），若金属杆匀速下落的距离为h，则电阻R上产生的热量为______（用题中所给字母表示）。
如图所示是某品牌“共享单车”，使用前用户需用手机扫描“二维码”，将信息发送给管理平台，平台将信息发回给单车自动开锁，这些过程中都是利用______ 来传递信息的．用户骑行时还会带动车上的小型发电机发电，给车上的车锁组件、联网模块等提供电能，这种发电机利用了______ 的原理，工作时将______ 能转化为电能．
答案和解析
1.【答案】D
【解析】
【分析】
能够利用内能做功的机器叫做热机，掌握生活中的一些热机的例子。
此题考查了热机的概念，发电机的原理等，属于基础知识，难度不大。
【解答】
能够利用内能做功的机器叫做热机，例如，蒸汽机，汽油机和柴油机都是热机。发电机将机械能转化为电能的机器，不符合题意。
故选D。
2.【答案】D
【解析】
解：电饭锅、电铃、电动机都是消耗电能的，发电机是将机械能转化为电能．
故选D．
①做功总是伴随着能量的转化，电功也不例外．用电器消耗了电能，获得了其它形式的能量，就是一个电流做功的过程．
②熟悉常见的用电器能量的转化．
本题考查学生对电功的实质，以及能量之间的相互转化的了解和掌握．是一道基础题．
3.【答案】C
【解析】
【分析】
（1）核电站发电过程：原子核发生裂变释放核能；核能先转化为水的内能，水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能；
（2）应用核能对环境的影响主要有：核污染（核辐射、核泄漏），废物等。
（3）用电器是消耗电能的元件，将电能转化为其他形式的能量。
此题考查核能发电的过程及能量转化过程，属于基础知识的考查，相对比较简单。
【解答】
A.核电站中所发生的核反应是裂变反应，故A错误；
B.核能清洁无污染，但是核辐射、核泄漏等危害很大，不属于清洁能源，故B错误；
C.蒸汽轮机带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能，故C正确；
D.用电器将电能转化为内能、机械能等我们需要的各种能量，故D错误。
故选C。
4.【答案】B
【解析】
【分析】
各种生活器具的工作原理不相同：电磁铁--电流的磁效应；电动机--通电导体在磁场中受力转动；发电机--电磁感应现象；当体积一定时，气体越少，压强越小。
本题考查关于生活现象的综合题，在解题时应认真分析每一个选项。
【解答】
A.电磁铁--电流的磁效应，故A正确；
B.电动机--通电导体在磁场中受力转动的原理，故B错误；
C.发电机--电磁感应现象，故C正确；
D.胶头滴管吸取液体时，将滴管内气体排出，使大气压将液体压入滴管内，故D正确。
故选B。
5.【答案】D
【解析】
解：
AB、由题意可知，人在行走时，人体带动磁铁运动，磁铁产生的磁场通过线圈，从而产生感应电流，所以“发电鞋”是利用电磁感应现象制成的。电磁感应现象中，消耗机械能，得到电能，因此发电鞋工作时将机械能转化为电能。故AB错误；
C、直流电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，与发电鞋的原理不同，故C错误；
D、以正常速度行走时，其发电的功率约为0.4W，所以1h产生的电能为：W=Pt=0.4W×3600s=1440J，故D正确。
故选：D。
电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动时，导体中会有感应电流产生，把机械能转化为电能；据此分析其工作原理和能量转化形式；
根据W=Pt计算发电鞋的产生的电能。
本题主要考查了电磁感应原理的应用和电能的计算，明确“发电鞋”的工作原理是解答此题的关键。
6.【答案】AD
【解析】
解：A、减速发电，即相当于一个发电机，所以是电磁感应现象，故正确；
B、减速时机械能减小，以电能的形式存储起来，电能增加，能量的转化是机械能转化为电能，故错误；
C、惯性是物体本身的一种性质，不是力，故错误；
D、乘客离列车太近，列车开动时，使人和列车之间的空气流动速度快，压强变小，离站台远的地方气体相对流速较慢，压强较大，人在内外压强差的作用下，被强大的气流压向列车，从而造成危险，故正确；
故选：AD。
（1）（2）先判断电力列车在正常行驶时和减速存储能量时的能量转化情况，再判断这种转化应用了什么原理。电力列车在减速存储能量时，由机械能转化为电能，靠电磁感应现象原理来工作。
（3）惯性是物体本身的一种性质，不是力；
（4）对于流体来说，流速大，压强小，流速小，压强大；
该题考查了能量的转化、电磁感应的应用、惯性的理解和流体压强和流速关系的理解，是一道综合题。
7.【答案】ABC
【解析】
【分析】
（1）用手机扫描二维码时，手机相当于照相机，据此分析AB；
（2）声音可以传递信息，据此分析；
（3）根据电磁感应现象和发电机原理分析。
此题考查物理知识在日常生活中的运用，是常考题型，需要熟练掌握并能灵活运用知识点。
【解答】
A.用手机扫描二维码时，手机相当于照相机，二维码应位于手机镜头的二倍焦距以外，A正确；?
B.用手机扫描二维码时，当手机屏上出现的二维码超出设定的方框时，应将手机远离盒盖，物远像近像变小，?手机屏上出现的二维码就会进入设定的方框，B正确；
C.二维码扫描成功时，手机会发出“滴”的一声，这是利用声音来传递信息，C正确；
D.手机靠近盒盖前后移动，标签线圈内可感应出电流，这是电磁感应现象，发电机就是根据此原理工作的，D错误。
?故选ABC。
8.【答案】电磁感应现象；重力势
【解析】
解：这种自行车有小型发电机给电子锁充电，发电机对的工作原理是电磁感应原理现象；
自行车在下坡过程中，质量不变，速度变大，所以其动能变大。同时，质量不变，高度减小，所以其重力势能减小。即整个过程中重力势能转化为动能。
故答案为：电磁感应现象；重力势。
发电机的原理：电磁感应现象；
动能的决定因素：质量和速度。质量越大，速度越大，物体的动能越大。
重力势能的决定因素：质量和举高的高度。质量越大，高度越高，物体的重力势能越大。
本题考查了发电机原理、能量的转化等，有一定综合性，但难度不大。
9.【答案】发电机；mgh
【解析】
解：（1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流，根据根据这种现象制成了发电机；
（2）金属杆匀速下落的过程中，受到平衡力的作用，即：G=F，mg=BIL；
电源的电动势：E=BLv；
金属杆匀速下落的距离为h时，重力对金属杆做的功：WG=Gh=mgh=BILh；
电路获得的电能：W电=qE=EI△t=BILvt=BILh，
故重力对金属杆所做的功WG等于电路获得的电能W电，
回路产生的热量：Q=I2Rt=IRIt=qE=BILh=W电=WG=mgh。
因为电阻为r=0.5R，故R电阻为总电阻的，
电路中电流I相同，电阻R上产生的热量为总电路产生热量的，即mgh。
故答案为：发电机；mgh。
（1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流，根据根据这种现象制成了发电机；
（2）金属杆匀速下落的过程中电阻R上产生的热量与金属杆重力做功以及获得的电能相同来分析解答。
本题考查了电磁感应现象及其应用以及焦耳热量的计算，涉及到能量的转化及高中知识的应用，难度较大。
10.【答案】电磁波；电磁感应；机械
【解析】
解：手机依靠电磁波来传递信息的；
发电机是依据电磁感应原理工作的，在发电的过程中车轮转动，将车轮的机械能转化为电能．
故答案为：电磁波；电磁感应；机械．
根据电磁波的应用、发电机的原理和它的能量转化关系回答．
本题考查了电磁波的应用、发电机的原理和它的能量转化关系．
