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检测内容:第十八章 电能从哪里来
得分________ 卷后分________ 评价________
一、填空题(本题共6小题,每空1分,共14分)
1. 干电池的作用是把__化学__能转化为电能。干电池外部的锌筒是__负__极。
2. 白鹤滩水电站水轮发电机组全部投产发电,标志着我国长江上全面建成世界最大清洁能源长廊。发电机的工作原理是__电磁感应__现象,发电机工作过程将__机械__能转化为__电__能。
3. 如图所示是采用无线充电技术为智能手机充电,当带有金属线圈的智能手机靠近磁场时,能够产生__感应电流__进行充电。则与其工作原理相同的是__动圈式话筒__(填“动圈式话筒”或“扬声器”)。
4. 发电厂把自然界蕴藏的某种形式的能转化为__电能__输送到各地区,必须架设很长的输电线路,采用高压进行远距离输电的好处是__减少输电线路对电能的损耗__。高压输电线都架得很高,原因是防止__高压电弧__触电。
5. 如图所示的实验装置中,磁体和导体棒均水平放置,断开S2、闭合S1,使导体棒水平向右运动,灵敏电流计G的指针向右偏,为使G的指针向左偏,可使导体棒水平向__左__(填“左”或“右”)运动。断开S1、闭合S2,导体棒能运动起来,依此原理可制成__电动机__(填“电动机”或“发电机”)。
6. 如图所示,若金属圆环固定,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;若将条形磁题用细绳吊起固定不动,让圆环竖直向上运动过程中,圆环中将产生__逆时针__(填“顺时针”或“逆时针”)方向的感应电流,你的判断理由是__磁场方向不变,圆环切割磁感线的运动方向不变__。
二、选择题(本题共8小题,每小题2分,共16分。第7~12题每小题只有一个选项符合题目要求,第13~14题每小题有两个选项符合题目要求,全部选对得2分,选对但不全的得1分,有错选的得0分)
7. 给电动乘用汽车充电时,下列说法正确的是( C )
A. 化学能转化为电能 B. 电能转化为内能
C. 存储的化学能增加 D. 充电电压是36 V
8.关于电源,下列说法正确的是( D )
A. 电源是向电路提供电压的装置,电源都有“+”“-”极之分
B. 宇宙飞船内所需的电能主要来自于安装在其内的蓄电池
C. 发电机与电动机一样都是提供电能的装置,是我们生活中常见的电源
D. 废旧电池应分类回收
9. 刷卡机(POS机)已经在生活中普遍应用,当银行卡有磁条的一侧经过刷卡机的卡槽时(如图所示),刷卡机的感应器(相当于线圈)中会产生感应电流,下列与此原理相同的是( D )
10. 关于高压触电及其防护,下列说法正确的是( D )
A. 只要不接触高压带电体就不可能触电
B. 若发现附近有断落到地面的高压线,应立即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并不可怕
D. 在高压线下架设天线是极其危险的
11.如图所示,“”是闭合电路部分导体的横截面,箭头表示导体的运动方向,下列说法正确的是( C )
A. 两图中都不能获得感应电流 B. 两图中获得的感应电流方向相反
C. 两图中获得的感应电流方向相同 D. 无法判断
12. 抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库,通过这种方式将其他电源(包括火电站、核电站和水电站)的多余电能,抽水至上水库储存起来,在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站。下列说法正确的是( D )
A. 电力负荷低谷时,是发电机放水发电 B. 电力负荷低谷时,运用电磁感应原理
C. 电力负荷高峰时,是电动机抽水蓄能 D. 电力负荷高峰时,将机械能转化电能
13. (双选)如图所示,ab、cd两铜棒分别悬挂在两个蹄形磁体的磁场中,两铜棒通过导线连接构成一个闭合回路,用手推动铜棒ab水平摆动时,铜棒cd也会随之摆动。对于这个过程,下列说法正确的是( AD )
A. 铜棒ab相当于电源,铜棒cd相当于用电器
B. 竖直上下移动铜棒ab,铜棒cd也会随之摆动
C. 铜棒cd运动时是发电机的工作原理
D. 仅调换右侧蹄形磁体的上下磁极,铜棒cd摆动方向与原来相反
14. (双选)如图所示是交流发电机的原理图,此时线圈平面与磁感线垂直,下列说法正确的是( AD )
A. 线圈转动到图示位置的瞬间,不会产生感应电流
B. 交流发电机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用
C. 交流发电机是将电能转化成机械能的装置
D. 线圈匀速转动时,线圈中产生的电流方向改变
三、作图题(本题共2小题,每小题2分,共4分)
15. 如图所示,图甲中的a表示垂直于纸面的一根导体,它是闭合电路的一部分,当导体以图甲所示方向运动时,电路中可产生感应电流。如果要改变电路中感应电流的方向,请在图乙中画出导体的运动方向,并标出磁极的N、S极的位置。
答图: 或
16. 如图甲所示,已知裸导线AB在金属轨道上向左做切割磁感线运动时,产生的感应电流方向为由A到B。那么图乙中当裸导线ab在CD、GH两金属轨道上做切割磁感线运动时,请标出螺线管中的电流方向及上方小磁针的转动方向。(“”代表垂直纸面向内,“”代表垂直纸面向外)
答图:
四、实验探究题(本题共3小题,第17题4分,第18题7分,第19题8分,共19分)
17. 在探究水果电池的活动中,同学们的积极性很高。
(1)水果电池被称为最天然也最没有污染的电池。如图甲所示是小明同学把两种不同的金属片插入柠檬制成的水果电池,该水果电池可以低压驱动二极管发光。水果电池充当了__电源__的角色,水果电池实现的是化学能转化为__电__能。
(2)如何确定“水果电池”的正、负极呢?小明在老师的指导下用电压表测量“水果电池”的电压,如图乙所示,把电压表“+”“-”接线柱分别与柠檬上的A、B接线柱相连,电压表指针正向偏转,则金属片B是“水果电池”的__负__极。
(3)小明将乙图中柠檬挤软,出汁更多,再次测量该水果电池的电压,发现电压表指针偏转更大,请你由此猜想该“水果电池”电压的大小可能与水果的__软硬程度__有关。
18. 如图所示是“探究电磁感应现象”的实验装置。
(1)保持导线ab不动,闭合开关,灵敏电流计的指针不动,这时导线中__无__电流。
(2)导线ab在磁场中做切割磁感线运动时,可以观察到灵敏电流计指针向左偏转,若将ab棒看成是一个电源,其中__b__端为正极。(已知电流从哪边进入,灵敏电流计的指针就偏向哪边)
(3)保持电路闭合,当导线ab向左运动和向右运动时,灵敏电流计的指针会向右和向左偏转,表明导线中的感应电流方向与__导体切割磁感线的方向__有关。
(4)将U形磁体对调磁极,闭合开关,当导线向左运动和向右运动时,灵敏电流计的指针会向左和向右偏转,表明导线中的感应电流方向与__磁场方向__有关。
(5)实验中为了使灵敏电流计指针明显偏转,你可以采取哪些措施?__增强磁场强度__(写出一条即可)。
19. 如图1所示甲、乙是电磁学中很重要的两个实验。
(1)图1中__甲__(填“甲”或“乙”)图是研究通电导体在磁场中受力规律的装置。
(2)图2是法拉第发明的能够产生持续电流的机器——发电机,金属圆盘可以看成是由无数根长度等于圆盘半径的导线组成的。金属圆盘在磁极间不断转动,每根导线都在做切割磁感线运动,从而产生持续的电流。某校探究小组仿制了这个发电机装置,对影响电流大小的因素进行如下探究:
①当圆盘转速增大时,电流表指针偏转增大,说明电流大小跟__圆盘转速__有关;
②保持圆盘转速不变,换用一个半径更大的金属圆盘,发现电流表指针偏转更大,说明电流大小还跟__导体长度__有关;
③保持圆盘转速不变,换用__磁性更强的磁体__,发现电流表指针偏转更大,说明电流大小跟磁场强弱有关。
五、综合应用题(本题共2小题,第20题8分,第21题9分,共17分)
20. 某电站与用户的距离为10 km,输送的电功率为6×104 kW,输电电压为3×105 V, 输电线的电阻每米为1.8×10-3 Ω,求:
(1)输电线路损耗的电功率是多少?
(2)安全用电的常识之一就是不靠近高压带电体,而双脚站在高压线上的小鸟(两脚间距离为5 cm,电阻为104 Ω)居然安然无恙,通过计算说明小鸟为什么不会触电。
解:(1)输电线上的电流:I===200 A,输电线总电阻R线=10×103×2×1.8×10-3 Ω=36 Ω,输电线路损耗的电功率:P线=I2R线=(200 A)2×36 Ω=1.44×106 W。
(2)长5 cm输电线的电阻R1=5×10-2×1.8×10-3 Ω=9×10-5 Ω,因为小鸟与两脚间输电线并联,所以小鸟两脚间的电压:U鸟=U线=IR1=200 A×9×10-5 Ω=1.8×10-2 V,所以通过小鸟的电流:I鸟===1.8×10-6 A=1.8 μA,由此可知,通过小鸟的电流很小,所以小鸟不会触电。
21. 如图所示是某科学兴趣小组设计制作的“重力电灯”。在使用过程中,首先将质量为1 kg的物体举高,然后物体通过减速器匀速下落带动发电机发电,点亮灯泡。(g取10 N/kg)
(1)发电机是“重力电灯”的核心部件之一,其发电的原理是__电磁感应现象__。
(2)某次下落过程中,当物体离地150 cm时开始计时,经15 s落地,求物体下落的速度为多少?
(3)物体从离地150 cm处下落至地面的过程中,重力做功为多少?
(4)物体匀速下落过程中,重力势能减小量的75%转化为灯泡的电能,恰好可以使额定电压为2.5 V的小灯泡正常发光,小灯泡正常工作时电流为多少?
解:(2)物体下落的距离:s=150 cm=1.5 m,物体下落的速度:v===0.1 m/s。
(3)重力做功:W重力=Gh=mgh=1 kg×10 N/kg×1.5 m=15 J。
(4)重力势能转化成灯泡电能:W电=75%W重力=75%×15 J=11.25 J,根据W=UIt得出小灯泡正常工作时电流:I===0.3 A。
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