第十九章 电能从哪里来- 2025-2026学年物理沪科版（2024）九年级全一册

第19章 电能从哪里来 1 一、选择题(本题共7个小题，每小题3分，共21分。第1～6题为单项选择题。第7题为多项选择题，每小题至少有两项符合题目要求，全选对得3分，选对但不全得1分，选错或不选得0分) 1．我国家庭生活用电为( ) A．直流电，电压为220 V B．交流电，频率为50 Hz C．直流电，频率为50 Hz D．交流电，电压为36 V B 2 2．以下关于电池的说法中正确的是 ( ) A．电池既可提供直流电，也可提供交流电 B．常用的1号、2号、5号、7号干电池的电压随号数的增大而增大 C．化学电池和太阳能电池都是把化学能转化为电能的装置 D．多数化学电池中有汞、镉等重金属元素，随便丢弃会污染环境，所以废弃的化学电池应该集中分类处理 D 3．某路灯照明系统的太阳能电池白天将太阳能转化为电能，对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电，对如图方框中能量形式判断正确的是 ( ) A．甲是“电能” B．乙是“太阳能” C．丙是“电能” D．丁是“机械能” C 4．妈妈给小雪新买了一双旱冰鞋，鞋子本身不带电源，但当她穿上鞋子滑动时，轮子就会发光，下列装置的工作原理与该旱冰鞋相同的是 ( ) A．发电机 B．电视机 C．电动机 D．电磁起重机 A 5．某幼儿园游乐室里有一块能发电的地板，当小朋友们在上面跳跃时，小灯泡便会一闪一闪，地板下方铺设的发电地板的简化原理如图所示。此现象主要运用的物理原理是 ( ) A.电磁感应现象 B．通电线圈在磁场中受力转动 C．摩擦起电使电荷发生转移 D．电流的磁效应 A 6．如图所示为发电机的工作原理图，线圈从水平位置开始转动，则下列说法正确的是 ( ) A．线圈在转动过程中，始终都有感应电流产生 B．线圈中产生的感应电流的方向在不断变化 C．线圈转到图示位置，ab和ad边都不受磁场力的作用 D．线圈从图示位置转过180°后，ab边电流方向不变 B 7．(多项选择)小王打开了电吉他中的电拾音器，查询资料得知：“磁体附近的金属弦容易被磁化，因此弦振动时，在线圈中产生感应电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音。”关于电拾音器，下列说法正确的是 ( ) A．取走磁体，电吉他将不能正常工作 B．选用铜制弦，电吉他将不能正常工作 C．弦振动时，线圈中的感应电流的方向不变 D．弦振动时，机械能可以转化为电能 ABD 二、填空题(本题共5个小题，每空2分，共14分) 8．如图是一节普通干电池，一节新干电池的电压为____V。 1.5 9．短视频上，经常看到有些主播制作无电源照明电灯，主播经常用一些磁体、导线、螺钉、LED灯制造“不用能量”的发光装置，如图所示，这种制作是_______(选填“真实”或“虚假”)的；依据的物理原理是___________________。 真实 电磁感应现象 10．探究电磁感应现象应选用如图____(选填“甲”或“乙”)所示的装置进行实验。 甲 11．当高压输电为直流输电，输电电流稳定时，在输电导线周围会产生______。安全用电常识告诉我们不能靠近特高压输电设备，否则容易发生______(选填“电弧”或“跨步电压”)触电。 12．为了将发电站的电能输送到远处的用户家中，在两地间架设了两根等长的输电线，两根输电线的总电阻为r。已知位于发电站处的两根输电线间的电压为U，输送电能的功率为P，由于电流通过输电线发热会损失电能，则时间t内，该输电线路损失的 电能为____。 磁场 电弧 三、作图题(本题共2个小题，每小题2分，共4分) 13．如图所示，a是垂直纸面放置的闭合电路的部分导体，当它以速度v向左运动时，产生感应电流I；若要产生与I等大反向的电流，请作出导体的运动方向。 14．如图所示，一边长为l(l＜AB)的正方形铜框，在光滑水平面上以速度v向右运动，经过一足够大的均匀磁场区域(磁感线垂直于纸面)。请在坐标图中画出金属框从O点运动到B点过程中(金属框未出磁场区域)，机械能随位置变化的大致图像。(不计空气阻力) 四、简答题(本题共3个小题，每小题3分，共9分) 15．闭合电路中，有电源才有电流。在电磁感应现象中，你认为哪一部分电路相当于电源？ 答：在电磁感应现象中，做切割磁感线运动的部分导体中产生了感应电流，相当于电源。 15 16．请参考如图，分析在水力发电过程中，能量是怎样转化的？ 答：高处的水流下时，将重力势能转化为动能，水推动水轮机转动，将水的动能转化为水轮机的机械能，水轮机带动发电机发电，将机械能转化为电能。 17.如图所示，质量和形状完全相同的金属线框A和塑料线框B，从同一高度同时自由落下，途中经过某一磁场区域(“×”表示磁场方向垂直纸面向里)。不计空气阻力，两线框落地时的动能分别为EA和EB，请判断EA、EB的大小，并说明理由。 答：EA<EB；金属框由静止自由下落到地面的过程中，金属框通过磁场会产生感应电流，有一部分能量转化为电能，所以在此过程中金属框的重力势能转化为动能和电能，塑料框由静止自由下落到地面的过程中，塑料框通过磁场不会产生感应电流，所以重力势能全部转化为动能，又因为金属框和塑料框质量相等，在最高点同一高度时，重力势能相等，所以落地时的动能EA＜EB。 五、实验与科学探究题(本题共3个小题，第18题6分，第19、20题各10分，共26分) 18．在探究“水果电池”的活动中，同学们做了以下实验： (1)验证水果可以做成电池。如图甲，小明同学把两种不同的金属片插入柠檬制成的“水果电池”可以使二极管发光，“水果电池”实现的是将_______能转化为电能。 化学 (2)确定“水果电池”的正、负极。如图乙所示，把电压表标“3”“－”的接线柱分别与柠檬上的A、B金属片相连，电压表指针正向偏转，如图丙所示，则金属片B是“水果电池”的____极。用两节干电池给手电筒的小灯泡供电，小灯泡正常发光，而用图乙中的“水果电池”给该小灯泡供电，小灯泡发光较暗，原因是_____________________________。 负 “水果电池”的电压太低 19．如图所示是小明“探究感应电流产生的条件”实验时选择的装置。 (1)实验中，AB棒的材料可能是______(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_____________。 铝 电流方向 (3)闭合开关，实验探究过程记录如表所示： 实验次数 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 无 3 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______________运动。 切割磁感线 (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____________的关系。 磁场方向 【拓展设问】 (5)在电路闭合时将AB棒向右移动一段距离后松开手，让AB棒摆动，如果不计空气阻力及摩擦，摆动过程中AB棒的机械能将______(选填“变大”“变小”或“不变”)。 变小 20．如图甲所示是风力发电装置的简易原理图，风通过叶片，带动叶片转动，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。 (1)风力发电机的发电原理是____________。在此过程中，能量转化的顺序是：风能→______能→电能。 电磁感应 机械 (2)如图乙所示是某型号的风力发电机的发电功率与风速的关系图像，根据图像可得初步结论：当风速大于v1且小于v2时，风速越大，发电功率越____；当风速大于v3且小于v4时，发电功率_______________。 (3)当风正面垂直吹向静止叶片时，如图丙所示，从正面看，叶片A会_________(选填“顺时针”或“逆时针”)转动。 大 稳定不变 顺时针 六、综合应用题(本题共2个小题，第21题8分，第22题8分，共16分。解答时需写出必要的计算公式及过程或文字说明，若只写出计算结果将不得分) 21．近几年，我国许多城市出现了共享电动汽车，这种新型低碳的交通工具，深受市民的喜爱。某品牌电动汽车的部分参数如表所示。请回答： 电池容量(kW·h) 22 车载充电器输入电压(V) 220 车载充电器输入电流(A) 16 电能转化为机械能的效率 70% (1)如图1所示，租车时，租赁者只要将租车卡靠近电动汽车上的感应器，感应器即能读取卡中的信息，将车解锁。刷卡所用的原理是_____________________。 (2)某次汽车启动后，汽车显示屏上出现了如图2所示的输出电压与电流，此时电动汽车的输出功率为多少瓦？ (3)根据表中的数据，将已经耗完电能的电池充满，理论上需要多少小时？ 电池容量(kW·h) 22 车载充电器输入电压(V) 220 车载充电器输入电流(A) 16 电能转化为机械能的效率 70% 电磁感应现象 解：(2)由图2可知，电动汽车的输出电压U＝339 V，输出电流I＝1 A，则此时电动汽车的输出功率：P＝UI＝1 A×339 V＝339 W； 电池容量(kW·h) 22 车载充电器输入电压(V) 220 车载充电器输入电流(A) 16 电能转化为机械能的效率 70% 电池容量(kW·h) 22 车载充电器输入电压(V) 220 车载充电器输入电流(A) 16 电能转化为机械能的效率 70% 22．某山区有一小型水电站，每分钟有60 m3的水从高处落下冲击水轮机，水轮机与上游水位的落差是50 m。请问：(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg) (1)水从高处落下时，重力每分钟做了多少功？ (2)若水的机械能有70%转化为电能，水电站的发电功率是多少？ (3)在(2)的条件下，若输电电压为10 kV，则输电电流是多少？若输电线的总电阻为0.5 Ω，则输电线上每分钟产生的热量是多少？ (3)电池容量为W电＝22 kW·h＝7.92×107 J，根据表格数据可知，充电器输入电压为U′＝220 V，输入电流为I′＝16 A，由W＝UIt得，将已经耗完电能的电池充满，理论上需要的时间：t＝＝＝2.25×104 s＝6.25 h。 解：(1)由ρ＝得，重力每分钟做的功W＝Gh＝mgh＝ρ水Vgh＝1.0×103 kg/m3×60 m3×10 N/kg×50 m＝3×107 J； (2)水电站的发电功率P＝＝＝＝3.5×105 W； (3)由P＝UI可知，输电电流I＝＝＝35 A；输电线总电阻R＝0.5 Ω时，输电线上每分钟产生的热量Q＝I2Rt′＝(35 A)2×0.5 Ω×1×60 s＝3.675×104 J。 $$