第十九章 电能从哪里来(举一反三复习讲义)物理沪科版2024九年级全一册
2025-09-24
|
2份
|
57页
|
162人阅读
|
7人下载
精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪科版九年级全一册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 本章总结 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 10.52 MB |
| 发布时间 | 2025-09-24 |
| 更新时间 | 2025-09-24 |
| 作者 | 开心就好 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2025-09-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54058988.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第十九章 电能从哪里来
目录
【单元目标聚焦·明核心】.........................................................1
【知识图谱梳理·固基础】.........................................................1
【教材要点精析·夯重点】.........................................................2
【考点题型突破·拓思维】........................................................4
考点1. 探究产生感应电流的条件..................................................4
考点2. 电磁感应及其应用........................................................5
考点3. 发电机工作过程原理与发电方式............................................7
考点4. 电池及其分类............................................................9
考点5. 高压输电和触电及安全用电原则............................................10
【分层阶梯训练·提能力】.......................................................11
基础巩固通关测.................................................................11
能力提升进阶练.................................................................17
初中物理课程标准对本单元目标要求如下(表格形式呈现):
课标要求
1.探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。 了解电磁感应在生产生活中的应用。
2.了解发电机的工作原理。
3.了解电能的储存和输送。知道安全用电原则。
本单元思维导图(框架图形式呈现):
本单元重要考点、考点解读 易错点总结归纳(表格形式呈现):
重要考点
考点解读
易错点
易错点解读
探究产生感应电流的条件
导体中产生感应电流的条件
(1)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就会产生感应电流。
(2)感应电流的方向与导体运动的方向和磁场方向有关。
导体中产生感应电流是有条件的。
(1)电路闭合;
(2)导体必须切割磁感线
电磁感应及其应用
利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应现象,电磁感应产生的电流叫作感应电流。
应用:动圈式话筒(麦克风)、手摇发电机发电.
除发电机是电磁感应的应用外,其他还有哪些实例?
家用电器:电磁炉、电动牙刷、电饭煲和电磁风扇。
汽车:车载充电器、倒车雷达和磁悬浮列车。
通信领域:双螺旋天线、RFID技术和电子支付。
工业自动化:电磁阀、传感器和电磁铁。
医疗设备:MRI扫描仪、心脏起搏器和高频电疗。
航天航空领域:风速仪、磁流体陀螺仪和电磁推进器。
发电机工作过程原理与发电方式
其它发电方式有:如海浪发电、地热发电、风力发电等,除了在地面建立太阳能电站外,还拟建立太空发电站。
1. 发电机也是一种把其他形式的能转化成电能的装置。
2. 目前常用的发电方式有火力发电、水力发电和核能发电等。
电池及其分类
对电池分类要掌握
1.电池是一种把其他形式的能转化成电能的装置,提供直流电。
2. 化学电池、锌锰干电池、蓄电池、太阳能电池、
高压输电和触电及安全用电原则
1.电能远距离输送的过程
2. 高压触电形式
(1)高压电弧触电(2)跨步电压触电
3. 高压触电防护
为了防止高压触电造成人身伤害,必须远离高压带电体。如发现有高压输电线断落地面时,不可走近,应立即设立警示标志,并通知有关电力部门进行抢修。
4. 安全用电原则
不接触低压带电体;不靠近高压带电体。
(1)导线本身有电阻,电流在通过导线时会产生热效应,从而带来电能的损耗,输电线上损耗的电功率为P损=I2R,因为导线电阻R不变,要减小输电线上损耗的电功率P损,所以需要减小输电线中的电流I。
(2)设输送的电功率为P总,当P总一定时,根据P总=UI,电流I减小,只能提高电压U。由此可知高压输电的原因,即减少电能在输送线路上的损失。
考点1. 探究产生感应电流的条件
【例题1】(2025山东烟台)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( )
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有关
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
【答案】B
【解析】A.图中装置没有电源,不能探究通电导线在磁场中受到力的作用,故A错误;
B.改变导体运动的方向,可以发现电流计的指针会反向偏转,说明感应电流方向跟导体运动方向有关,故B正确;
C.扬声器是把电信号转化为声信号,其工作原理是通电导体在磁场中受力的作用,故C错误;
D.只有闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时才会产生感应电流,故D错误。
故选B。
【变式1-1】 如图,在探究感应电流产生的条件实验中,下列做法能使电流表指针发生偏转的是( )
A. 断开开关,导体AB竖直上下运动
B. 断开开关,导体AB水平左右运动
C. 闭合开关,导体AB竖直上下运动
D. 闭合开关,导体AB水平左右运动
【变式1-2】某同学用如图甲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线,导线两端跟电流表连接组成闭合回路。
(1)让导线AB在磁场中静止,观察到电流表指针不偏转;然后换用磁性更强的蹄形磁体,观察到电流表指针也不偏转;保持蹄形磁体静止让导线AB从图中所示位置水平向右运动,观察到电流表指针偏转,说明有________产生;
(2)如图乙中的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,会产生感应电流的是______(填标号)。
【变式1-3】小红在学习了电磁感应的知识后,用如图所示的装置重新做了“怎样产生感应电流”的实验。
(1)她发现,如果开关处于___________状态,无论磁体怎样放置、导体棒怎样运动,灵敏电流计指针均不偏转,这说明闭合电路是产生感应电流的必要条件;
(2)如图所示,电路闭合后,下列实验操作能使灵敏电流计指针发生偏转是___________;
A. 磁体不动,导体棒水平向右运动
B. 磁体不动,导体棒向斜上方运动
C. 导体棒不动,磁体竖直向下运动
D. 导体棒不动,磁体水平向左运动
(3)小红在实验中有了新的思考:如果把灵敏电流计换成___________,就能继续探究磁场对通电导体的作用了。
考点2. 电磁感应及其应用
【例题2】(2025山东威海)我国某品牌电动汽车的减震系统具有能量回收功能:当车辆经过颠簸路面时,减震系统的上下运动带动电机内导体切割磁感线发电。下列选项中与其工作原理相同的是( )
A B C D
【答案】A
【解析】当车辆经过颠簸路面时,减震系统的上下运动带动电机内导体切割磁感线发电,利用电磁感应原理。
A.图中导体ab切割磁感线,电流表的指针发生偏转,说明电路中产生感应电流,是电磁感应现象,故A符合题意;
B.图中导线中有电流通过,小磁针的方向发生偏转,说明通电导体周围存在磁场,故B不符合题意;
C.图中导体中有电流通过,导体在磁场中会发生运动,说明通电导体在磁场中受到力的作用,故C不符合题意;
D.图中线圈中有电流通过,线圈在磁场中会发生运动,说明通电导体在磁场中受到力的作用,故D不符合题意。故选A。
【变式2-1】如图所示是安检使用一种金属探测仪。当探测仪靠近金属物体时,会产生感应电流,发出报警信号,其工作原理与下列实验原理相同的是( )
A. B. C. D.
【变式2-2】(2024江苏无锡市)将导体AB、开关、灵敏电流计、蹄形磁体按如图方式组装起来,______开关后,让导体AB水平向右运动,会观察到电流计指针偏转,说明回路中有______产生。
【变式2-3】英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象,人们根据这一现象制成了发电机。下列四个设备中应用了电磁感应现象的是( )
A.麦克风 B.防水报警器
C.电铃 D.扬声器
考点3. 发电机工作过程原理与发电方式
【例题3】(2025河南)为构建新型能源体系,河南省已建成多个抽水蓄能电站。如图,在用电低谷时,用电将水从下水库抽至上水库蓄能;在用电高峰期,上水库放水至下水库发电。下列说法正确的是( )
A. 抽水蓄能时,水重力势能转化为电能
B. 上水库放水时,流下的水的重力势能减小
C. 放水发电时,发电机是利用电磁感应工作的
D. 放水发电时,水的机械能全部转化为了电能
【答案】BC
【解析】A.蓄能时,水被抽到上水库中,电能转化为水的重力势能,故A错误;
B.上水库放水时,流下的水的高度降低,重力势能减小,故B正确;
C.发电时,发电机将水的动能转化为电能,是利用电磁感应的原理工作的,故C正确;
D.在能量转化过程中,总存在一定能量损耗,所以放水发电时不可能将水的机械能全部转化为电能,故D错误。故选BC。
【变式3-1】如图所示,开关闭合后,使导体ab左右运动,灵敏电流表的指针随之偏转,人们根据此现象制成了( )
A. 电磁铁 B. 电动机 C. 发电机 D. 电磁继电器
【变式3-2】 如图所示,放在磁场中的矩形线圈ABCD自图示位置(即线圈平面垂直于磁感应线的位置)开始绕轴沿逆时针匀速转动,下列说法中正确的是( )
A.线圈在磁场中转动过程中不受磁场力的作用
B.线圈在转动的前半周中,线圈中的电流方向不变
C.线圈在转动的过程中,每时每刻都有感应电流产生
D.线圈在转动的过程中,AB、BC、CD及AD边都不停地切割磁感线
【变式3-3】我国大力发展水力发电。水电站通过提高水位增加水的重力势能,水流下时重力势能转化为______能,使水轮机带动发电机发电,发电机是利用______原理发电的。
考点4. 电池及其分类
【例题4】(2025长沙)在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片放在盐水中,就是一个自制电池。它可以将化学能转化为______能。如图所示,用电压表测量它两端的电压为______V。
【答案】 电 0.5
【解析】将铜片和锌片放在盐水中,电池内部发生化学反应,可以实现将化学能转化为电能。
由图可知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,电池的电压为0.5V。
【变式4-1】关于电池,下列说法中正确的是( )
A. 各种化学电池的使用都是一次性的,不能多次充电使用
B. 各种化学电池的内部结构不一定都相同
C. 蓄电池可以反复多次使用
D. 有的电池电压与家庭电路的电压相同
【变式4-2】如图是一种新型的风光互补照明灯,它头顶小风扇,肩扛太阳能电池板,腰胯照明灯,脚踏蓄电池,下列解释正确的是( )
A.利用风力发电将电能转化为机械能
B.太阳能电池板将太阳能转化为电能
C.风力发电带动照明灯工作时,LED灯是将机械能直接转化为光能
D.蓄电池夜晚放电时将电能转化为化学能
【变式4-3】把铜片、铁片插入菠萝中,制成一个水果电池,用电压表测量它的电压,其示数如图所示,现将一个额定电压为5V的微型风扇接入水果电池组成的电路中,电压表V1并联在微型风扇两端,说法正确的( )
A.水果电池电压为0.1A
B.铜片是水果电池的负极
C.微型风扇正常工作时,电压表V1选用的量程是0~15V
D.微型风扇正常工作时,需要将50个菠萝并联在一起组成水果电池
考点5. 高压输电和触电及安全用电原则
【例题5】(2025陕西A)为了市民电动车的充电安全,很多地方都配备了安全充电站,如图所示。关于充电站和电动车的安全充电,下列做法符合安全用电原则的是( )
A. 充电站插座的外壳用导体制成 B. 充电过程中起火时立即用水浇灭
C. 将电动车的电池拆下后带回家充电 D. 充电结束后自动切断电源
【答案】D
【解析】A.充电站插座的外壳用导体制成,用电人不小心接触到插座外壳也会造成触电事故,这不符合安全用电原则,故A不符合题意;
B.一般情况下,水是导电的,充电过程中起火时立即用水浇灭是不可行的,应先断开电源,故B不符合题意;
C.严格禁止将电动车的电池拆下后带回家充电,因为给电动车电池充电时一旦发生意外,会产生高温有毒的烟气及温度极高的火焰,给家庭带来的伤害极大,故C不符合题意;
D.充电结束后自动切断电源,这完全符合安全用电原则,故D符合题意。故选D。
【变式5-1】为了减少远距离输电在线路上的损失,通常采用的办法是( )
A.增大输出线电线的电阻 B.减少通电时间
C.增大输出电流 D.提高电压
【变式5-2】如图所示,闭合开关S,会触电的小鸟是 ,不会触电的小鸟是 (选填“甲”或“乙”)。
【变式5-3】干电池的电压只有 1.5 V ,不会对人造成伤害;家庭照明电路的电压是 220 V ,就已经很危险了;高压输电线路的电压高达几万伏甚至几十万伏,即使不直接接触,也能致命。
(1)高压触电的形式有哪两种?
(2)既然高压输电有危险,为什么还要采用高压输电?
基础巩固通关测
一、选择题(本大题有10小题,每小题4分,共40分)
1.历史上许多重大科学发现源于科学家不懈的实验探究。早在1831年,有位科学家通过大量实验探究发现了电磁感应现象,这位科学家是( )
A.焦耳 B.欧姆 C.牛顿 D.法拉第
2. (2025湖北省)如图为一种防灾应急手摇电筒。中部固定有线圈,沿着筒身方向摇动手电筒,使其内部的小物块来回穿过线圈,灯泡发光。小物块可能是( )
A. 木块 B. 石块 C. 铜块 D. 磁铁块
3. (2024湖南) 下列生活中的设施设备工作原理主要应用了电磁感应的是( )
A. 工人师傅的电钻B. 书桌上的台灯 C. 家用电饭煲 D. 风力发电机
4. 如图所示L为带动线圈转动的摇把,图中指针表示可来回摆动的电流表,关于此装置,下列说法正确的是( )
A.这是电动机的工作原理图 B.这是发电机的工作原理图
C.该装置将电能转化为机械能 D.通过电流表的电流是直流电
5. (2024安徽省)如图所示为动圈式话筒的简化示意图,磁铁固定在适当位置,线圈与膜片相通,声波可使膜片左右振动从而带动线圈振动,线圈中就产生电流,实现声信号到电信号的转变。其工作原理是( )
A. 磁场对通电导线的作用 B. 电流的热效应
C. 电流的磁效应 D. 电磁感应
6. 下列各图中能反映发电机工作原理的是( )
A. B. C. D.
7. 将扬声器、开关和电流表连成如图电路,闭合开关,反复轻敲扬声器的纸盆,会看到电流表的指针左右摆动,下列选项与其原理相同的是( )
A. 电动机 B. 发电机 C. 电磁铁 D. 电铃
8.为架设一条输电线路,有粗细相同的铁线和铝线可供选择,下面叙述最合理的是( )
A. 因铁线坚硬,应选铁线 B. 因铝线易于架设,应选铝线
C. 因铁较便宜,应选铁线 D. 因铝线电阻小,应选铝线
【答案】D
9. 生活中需掌握一些安全用电常识,下列做法中正确的是( )
A.触摸破损电线 B.爬到树上取电线上的风筝
C.用干木棒拨开触电者身上的电线 D.同时在一个插板上用很多电器
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( )
A. ①和② B. ①和③ C. ②和④ D. ③和④
二、填空题(本大题有5小题,13个空,每空2分,共26分)
11.闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时,导体中就会产生电流。这种利用磁场产生电流的现象叫做______现象。利用这一现象,人们发明了______(选填“电动机”或“发电机”)。
12.如图所示为常用的干电池。铜帽是电池的 极,锌筒是电池的 极。若将电池接入电路中使用,在外部电路中,电流总是从 极流向 极。
13. 小张利用图所示装置探究“导体在磁场中产生电流的条件”,闭合开关后,经过多次尝试,他发现导线ab在磁场中沿着竖直方向运动时,导体中产生感应电流。生产生活中的________(选填“电热毯”、“发电机”或“电动机”)是利用该实验原理工作的。小张在实验中将导线ab换成一个线圈,其目的是________。
14. (2024重庆A)如图所示,重庆蟠龙抽水蓄能电站于2024年全部投产,每年可减少二氧化碳排放39.87万吨。抽水蓄能电站的工作原理是:在用电低谷时,将水从下水库抽到上水库储存,这是将电能转化为水的________能;在用电高峰时,将水从上水库放到下水库带动发电机发电,发电机是利用________原理工作的。
15. 如图甲所示,根据漫画中的对话,可以判断电表 (选填“1”或“2”)是电流表,这种直接将电流表接在电源上的现象称为 。如图乙是四根高压输电线上的一个装置,利用这个装置将四根导线并联起来,相当于增大了导线的 ,从而减小了导线的电阻,以达到减少输电线上电能损失的目的。
三、简答题(本大题有2小题,每小题各4分,共8分)
16. 如图所示,铜质金属框ABCD正下方有一均匀磁场区域(磁感线方向与纸面垂直)。某时刻金属框开始自由下落,下落过程中金属框始终保持竖直状态。请判断金属框BC边进入磁场后,AD边进入磁场前,金属框是否有可能做加速运动?请从能量转化的角度阐述理由。(不计空气阻力)
17. 如图是科技史上有名的人物,在远距离输电时,导线的总电阻R会较大,导线上电能损耗很多,在19世纪的美国,特斯拉提出用交流电系统给远距离用户输电,而爱迪生提出用直流系统给远距离用户输电,后来交流电取得了胜利,交流电的优势在于能按需要改变电压,用相关的物理知识回答下列问题:
(1)当输出的电功率P一定时为什么输电时提高电压能降低导线上的电流大小?
(2)电流减小后为什么导线上电能损耗减小?
四、实验题(本大题有2小题,共16分)
18.(6分)为了探究感应电流产生的条件,小明按图示将AB棒放在蹄形磁体的磁场中,用导线将AB棒的两端跟灵敏电流计连接。
(1)实验室备有铜棒、橡胶棒和玻璃棒,小明应选用______作为本实验中的AB棒;
(2)实验中记录了AB棒运动情况与灵敏电流计指针偏转情况如下表所示;
序号
AB棒运动情况
灵敏电流计指针偏转情况
1
不动
不偏转
2
向上运动
不偏转
3
向下运动
不偏转
4
向左运动
向右偏转
5
向右运动
向左偏转
①分析可得:闭合电路的一部分导体在磁场中做______运动时,导体中就产生感应电流;
②灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向。根据序号为______的两次实验现象可以提出问题:感应电流的方向是否与导体运动的方向有关?
19.(10分)(2025安徽一模)小明在探究“怎样产生感应电流”的实验中,用导线将金属棒、开关、灵敏电流计连接成如图所示的电路。请你参与探究并回答下列问题;
(1)悬挂金属棒静置于∪形磁铁的磁场中,此时两极正对区域磁感线的箭头方向是
竖直向 (选填:“上”或“下“)。
(2)灵敏电流计的作用是用来检测 的。若闭合开关后并未发现电流计指针偏转,经检查器材均完好,各器材间连接无误,那么接下来你认为最应该关注的器材是 。
(3)小明认为是原来磁铁的磁性太弱所致,他提岀更换磁性更强的磁铁,就在他移动原磁铁时,你发现电流计的指针出现了晃动,你认为接下来最应该做什么来找到让电流计指针偏转的原因 。(仅写出最应该进行的一步操作)
(4)就根据上述探究过程,小明就说:“我们找到产生感应电流的秘密了!”此时你对小明的“成果发布”作何评价? 。
五、综合能力题(本大题有1小题,每空2分,共10分)
20. 如图1所示,使线圈位于两磁极间。
(1)通电后,图1中ab段导线的电流方向是________(选择“由a到b”、“由b到a”)。图1中ab段导线受磁场力的方向向上,用箭头标示出图3中的ab段和cd段导线所受磁场力的方向;___________
(2)线圈转过图2所示位置,用________的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈;
(3)若把图1中电源换为电阻,快速转动线圈,电阻发热,此过程机械能转化为______能再转化为_____能,利用该工作原理制造了________(选填“电动机”或“发电机”)。
能力提升进阶练
11. (2025山东省)在青岛港的全自动智能化码头,自动导引车经过布置在地上的磁钉时,会产生感应电流,进而实现精准定位。以下实验能揭示此原理的是( )
A. B. C. D.
2. (2025山西)小亮把旧电风扇中的电动机拆下来,将它与小灯泡连接成如图所示的闭合电路,在电机转轴一端插入细铁棒,快速转动铁棒,灯泡开始发光。下列说法正确的是( )
A. 灯泡发光,说明该装置中一定有干电池
B. 转动铁棒,电机线圈做切割磁感线运动
C. 转动铁棒,电机就将电能转化为机械能
D. 若铁棒反向转动,电路中不能产生电流
3. (2025福建)抽水蓄能电站被称为“超级充电宝”,用电低谷时段利用电网多余电能抽水至上水库,用电高峰时段再放水至下水库发电,如图:关于抽水蓄能电站,下列说法正确的是( )
A. 用电低谷时,以电能的形式储能 B. 用电高峰时,机械能转化为电能
C. 选址时,上下水库的高度差要小 D. 存储的能量可以全部转化为电能
4. (2024齐齐哈尔市)如图所示,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流。这种现象叫做电磁感应。则下列装置中,利用此原理工作的是( )
A. 电磁起重机 B. 动圈式话筒
C. 电磁继电器 D. 扬声器
5. (2025湖北武汉)某同学利用如图所示的装置探究什么情况下磁可以生电。下列说法正确的是( )
A. 换用磁性更强的磁体,保持导线ab和磁体静止,闭合开关,电流表指针偏转
B. 将导线ab换成匝数很多的线圈,保持磁体和线圈静止,闭合开关,电流表指针偏转
C. 保持磁体静止,闭合开关,使导线ab从图中位置竖直向上运动,电流表指针偏转
D. 保持导线ab静止,闭合开关,使磁体从图中位置水平向右运动,电流表指针偏转
6. 同学们用手摇发电机让小灯泡发光,发现摇得快电灯就亮。反之,电灯就暗。根据这一现象,下列科学问题中最有探究价值且易于探究的是( )
A.与发电机相连的灯泡亮度为什么有时亮有时暗
B.与发电机相连的灯泡的亮度与哪些因素有关系
C.发电机产生感应电流的大小与哪些因素有关系
D.发电机产生感应电流大小与转子转速有何关系
7. 在我国许多地区采用火力发电,在火电站进的是“煤”,出的是“电”,如图所示,在这个过程中能量的转化是( )
A.化学能→重力势能→动能→电能
B.化学能→内能→机械能→电能
C.内能→化学能→机械能→电能
D.机械能→内能→机械能→电能
8. (2025广西)如图所示,悬挂在蹄形磁体两极间的导体与灵敏电流计构成闭合回路。当导体静止不动时,电流计指针___________;当导体向右运动时,电流计指针___________(选填“偏转”或“不偏转”)。
9. 如图所示,水果电池可以把 能转化为电能。用导线将电压表的两个接线柱分别接在铜片和锌片上,电压表指针发生了偏转,由此可知锌片是水果电池的 极,此时电压为 V。
10. (2025江苏扬州) 在研究电磁感应现象活动中。
(1)摇动发电机模型的手柄,灯泡发光,是因为线圈在______中转动,产生感应电流,把______能转化为电能。
(2)如图,导体AB静止,闭合开关,灵敏电流计指针______;再让导体AB水平向右运动,灵敏电流计指针______。(选填“偏转”或“不偏转”)
11.(2025江苏苏州) 以下是《电磁转换》的相关知识结构图,请你补充完整.
①_________ ②_________
12. (2024山东青岛二模)某同学用如图甲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线,导线两端跟电流表连接组成闭合回路。
(1)让导线AB在磁场中静止,观察到电流表指针______;让导线AB在磁场中静止,换用磁性更强的蹄形磁体,观察到电流表指针______;保持蹄形磁体静止让导线AB从图中所示位置水平向右运动,观察到电流表指针______。(填“偏转”或“不偏转”)
(2)图乙中的a表示垂直于纸面的-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,会产生感应电流的是______(填标号)。
13.阅读短文,回答问题:
远距离输电
输电要用导线,如果导线很短,电阻很小可忽略,而远距离输电时,导线很长,电阻大不能忽略。
导线有电阻,电流通过时就要发热,如何减少输电线上电功率的损耗呢?发电厂输出的电功率是一定的,它决定于发电机组的发电能力。根据P=UI,若提高输电电压U,那么线路中的电流一定会减小。输电线上损失的电功率为ΔP=I2R,所以减小输电线的电阻和减小输电电流就可以大大降低电能的损失。
从减少输电线路上的电功率损耗和节省输电导线所用材料两个方面来说,远距离输送电能要采用高电压或超高电压。但也不能随意提高输电电压,因为输电电压越高,输电架空线的建设,对所用各种材料的要求就越严格,线路的造价就越高。
绝缘子(如图)是应用在输电线路上的一种特殊的绝缘控件,它主要起到支持和固定导线的作用,通常由玻璃或陶瓷制成。
从发电站输出的电能,一般都要通过升压变压器提升电压,根据输送距离的远近,常采用10千伏、35千伏、110千伏、220千伏的高压输电,甚至1000千伏以上的特高压输电。到达用户处再用降压变压器逐级降低电压。
(1)减小输电线上电能损失的方法有______;
A.增大输电线的横截面积 B.减小输电线的长度
C.提高输电电压 D.缩短供电的时间
(2)绝缘子无需具备的特性是______;
A.机械强度高 B.耐低温 C.耐腐蚀 D.透光性好
(3)若输电电压提高2倍,则线路上的功率损耗将降为原来的______;
(4)“高压”输电通过降压变压器逐级降低电压,到达我们家庭后的电压就对人体安全了,这句话是______(正确/错误)得,因为______。
1
学科网(北京)股份有限公司
$
第十九章 电能从哪里来
目录
【单元目标聚焦·明核心】.........................................................1
【知识图谱梳理·固基础】.........................................................1
【教材要点精析·夯重点】.........................................................2
【考点题型突破·拓思维】........................................................4
考点1. 探究产生感应电流的条件..................................................4
考点2. 电磁感应及其应用........................................................7
考点3. 发电机工作过程原理与发电方式............................................9
考点4. 电池及其分类............................................................11
考点5. 高压输电和触电及安全用电原则............................................13
【分层阶梯训练·提能力】.......................................................14
基础巩固通关测.................................................................14
能力提升进阶练.................................................................24
初中物理课程标准对本单元目标要求如下(表格形式呈现):
课标要求
1.探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。 了解电磁感应在生产生活中的应用。
2.了解发电机的工作原理。
3.了解电能的储存和输送。知道安全用电原则。
本单元思维导图(框架图形式呈现):
本单元重要考点、考点解读 易错点总结归纳(表格形式呈现):
重要考点
考点解读
易错点
易错点解读
探究产生感应电流的条件
导体中产生感应电流的条件
(1)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中就会产生感应电流。
(2)感应电流的方向与导体运动的方向和磁场方向有关。
导体中产生感应电流是有条件的。
(1)电路闭合;
(2)导体必须切割磁感线
电磁感应及其应用
利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应现象,电磁感应产生的电流叫作感应电流。
应用:动圈式话筒(麦克风)、手摇发电机发电.
除发电机是电磁感应的应用外,其他还有哪些实例?
家用电器:电磁炉、电动牙刷、电饭煲和电磁风扇。
汽车:车载充电器、倒车雷达和磁悬浮列车。
通信领域:双螺旋天线、RFID技术和电子支付。
工业自动化:电磁阀、传感器和电磁铁。
医疗设备:MRI扫描仪、心脏起搏器和高频电疗。
航天航空领域:风速仪、磁流体陀螺仪和电磁推进器。
发电机工作过程原理与发电方式
其它发电方式有:如海浪发电、地热发电、风力发电等,除了在地面建立太阳能电站外,还拟建立太空发电站。
1. 发电机也是一种把其他形式的能转化成电能的装置。
2. 目前常用的发电方式有火力发电、水力发电和核能发电等。
电池及其分类
对电池分类要掌握
1.电池是一种把其他形式的能转化成电能的装置,提供直流电。
2. 化学电池、锌锰干电池、蓄电池、太阳能电池、
高压输电和触电及安全用电原则
1.电能远距离输送的过程
2. 高压触电形式
(1)高压电弧触电(2)跨步电压触电
3. 高压触电防护
为了防止高压触电造成人身伤害,必须远离高压带电体。如发现有高压输电线断落地面时,不可走近,应立即设立警示标志,并通知有关电力部门进行抢修。
4. 安全用电原则
不接触低压带电体;不靠近高压带电体。
(1)导线本身有电阻,电流在通过导线时会产生热效应,从而带来电能的损耗,输电线上损耗的电功率为P损=I2R,因为导线电阻R不变,要减小输电线上损耗的电功率P损,所以需要减小输电线中的电流I。
(2)设输送的电功率为P总,当P总一定时,根据P总=UI,电流I减小,只能提高电压U。由此可知高压输电的原因,即减少电能在输送线路上的损失。
考点1. 探究产生感应电流的条件
【例题1】(2025山东烟台)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( )
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有关
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
【答案】B
【解析】A.图中装置没有电源,不能探究通电导线在磁场中受到力的作用,故A错误;
B.改变导体运动的方向,可以发现电流计的指针会反向偏转,说明感应电流方向跟导体运动方向有关,故B正确;
C.扬声器是把电信号转化为声信号,其工作原理是通电导体在磁场中受力的作用,故C错误;
D.只有闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时才会产生感应电流,故D错误。
故选B。
【变式1-1】 如图,在探究感应电流产生的条件实验中,下列做法能使电流表指针发生偏转的是( )
A. 断开开关,导体AB竖直上下运动
B. 断开开关,导体AB水平左右运动
C. 闭合开关,导体AB竖直上下运动
D. 闭合开关,导体AB水平左右运动
【答案】D
【解析】电磁感应实验中,闭合电路的部分导体做切割磁感线运动,电路中有感应电流,能使电流表指针发生偏转;
AB.断开开关,不能构成闭合电路,导体AB无论怎样运动都不能产生感应电流,故AB不符合题意;
C.闭合开关,导体AB竖直上下运动,不切割磁感线,不能产生感应电流,故C不符合题意;
D.闭合开关,导体AB水平左右运动,切割磁感线,能产生感应电流,故D符合题意。故选D。
【变式1-2】某同学用如图甲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线,导线两端跟电流表连接组成闭合回路。
(1)让导线AB在磁场中静止,观察到电流表指针不偏转;然后换用磁性更强的蹄形磁体,观察到电流表指针也不偏转;保持蹄形磁体静止让导线AB从图中所示位置水平向右运动,观察到电流表指针偏转,说明有________产生;
(2)如图乙中的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,会产生感应电流的是______(填标号)。
【答案】(1)感应电流(2)CD
【解析】(1)保持蹄形磁体静止让导线AB从图中所示位置水平向右运动,导线AB做切割磁感线运动,观察到电流表指针偏转,说明电路中产生了感应电流,这就是电磁感应现象。
(2)磁场的方向都是从N极出发回到S极,图乙中的a表示垂直于纸面的一根导线,它在磁场中按箭头方向运动时,只有在CD两图中做切割磁感线运动,会产生感应电流,故AB不符合题意,CD符合题意。
故选CD。
【变式1-3】小红在学习了电磁感应的知识后,用如图所示的装置重新做了“怎样产生感应电流”的实验。
(1)她发现,如果开关处于___________状态,无论磁体怎样放置、导体棒怎样运动,灵敏电流计指针均不偏转,这说明闭合电路是产生感应电流的必要条件;
(2)如图所示,电路闭合后,下列实验操作能使灵敏电流计指针发生偏转是___________;
A. 磁体不动,导体棒水平向右运动
B. 磁体不动,导体棒向斜上方运动
C. 导体棒不动,磁体竖直向下运动
D. 导体棒不动,磁体水平向左运动
(3)小红在实验中有了新的思考:如果把灵敏电流计换成___________,就能继续探究磁场对通电导体的作用了。
【答案】(1)断开 (2)ABD (3)电源
【解析】(1)如果实验时,开关处于断开状态,电路是断路状态,无论磁体怎样放置、导体棒怎样运动,灵敏电流计指针均不偏转,说明电路中没有感应电流产生,说明断路状态不能产生感应电流,闭合电路是产生感应电流的必要条件。
(2)由电磁感应现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中才能产生感应电流;
A.磁体不动,导体棒水平向右运动,则导体棒在磁场中做切割磁感线运动,所以电路会产生感应电流,故能使灵敏电流计指针发生偏转,故A符合题意;
B.磁体不动,导体棒向斜上方运动,则导体棒在磁场中做切割磁感线运动,所以电路会产生感应电流,故能使灵敏电流计指针发生偏转,故B符合题意;
C.导体棒不动,磁体竖直向下运动,则导体棒不能做切割磁感线运动,所以电路不会产生感应电流,故灵敏电流计指针不会发生偏转,故C不符合题意;
D.导体棒不动,磁体水平向左运动,则导体棒在磁场中做切割磁感线运动,所以电路会产生感应电流,故能使灵敏电流计指针发生偏转,故D符合题意。
故选ABD。
(3)要继续探究磁场对通电导体的作用,则导体棒中有电流通过,所以电路中需要有电源,故把灵敏电流计换成电源,就能继续探究磁场对通电导体的作用了。
考点2. 电磁感应及其应用
【例题2】(2025山东威海)我国某品牌电动汽车的减震系统具有能量回收功能:当车辆经过颠簸路面时,减震系统的上下运动带动电机内导体切割磁感线发电。下列选项中与其工作原理相同的是( )
A B C D
【答案】A
【解析】当车辆经过颠簸路面时,减震系统的上下运动带动电机内导体切割磁感线发电,利用电磁感应原理。
A.图中导体ab切割磁感线,电流表的指针发生偏转,说明电路中产生感应电流,是电磁感应现象,故A符合题意;
B.图中导线中有电流通过,小磁针的方向发生偏转,说明通电导体周围存在磁场,故B不符合题意;
C.图中导体中有电流通过,导体在磁场中会发生运动,说明通电导体在磁场中受到力的作用,故C不符合题意;
D.图中线圈中有电流通过,线圈在磁场中会发生运动,说明通电导体在磁场中受到力的作用,故D不符合题意。故选A。
【变式2-1】如图所示是安检使用一种金属探测仪。当探测仪靠近金属物体时,会产生感应电流,发出报警信号,其工作原理与下列实验原理相同的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】金属探测仪靠近金属物体时,会产生感应电流,发出报警信号,其工作原理是电磁感应。
A.给导线通电,小磁针发生偏转,说明通电导线周围存在着磁场,与探测仪的原理不同,故A不符合题意;
B.导体棒在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,是电磁感应现象,故B符合题意;
C.如图,给导体通电,通电导体在磁场中受到力的作用而运动,其原理与电磁感应不同,故C不符合题意;
D.图中探究的是电磁体磁性的影响因素,其原理与电磁感应不同,故D不符合题意。
故选B。
【变式2-2】(2024江苏无锡市)将导体AB、开关、灵敏电流计、蹄形磁体按如图方式组装起来,______开关后,让导体AB水平向右运动,会观察到电流计指针偏转,说明回路中有______产生。
【答案】 闭合 感应电流
【解析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流。闭合开关后,形成闭合回路,让导体AB水平向右运动,此时导体AB切割磁感线运动,产生感应电流,因此会观察到电流计指针偏转。
【变式2-3】英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象,人们根据这一现象制成了发电机。下列四个设备中应用了电磁感应现象的是( )
A.麦克风 B.防水报警器
C.电铃 D.扬声器
【答案】A
【解析】A.麦克风是将声信号转换成电信号,利用电磁感应原理工作的,故A符合题意;
B.防水报警器是利用电磁继电器来工作的,原理是电流的磁效应,故B不符合题意;
C.电铃是利用电流的磁效应来工作的,故C不符合题意;
D.扬声器是将电信号转换成声信号,是利用通电导体在磁场中受力的作用,故D不符合题意。故选A。
考点3. 发电机工作过程原理与发电方式
【例题3】(2025河南)为构建新型能源体系,河南省已建成多个抽水蓄能电站。如图,在用电低谷时,用电将水从下水库抽至上水库蓄能;在用电高峰期,上水库放水至下水库发电。下列说法正确的是( )
A. 抽水蓄能时,水重力势能转化为电能
B. 上水库放水时,流下的水的重力势能减小
C. 放水发电时,发电机是利用电磁感应工作的
D. 放水发电时,水的机械能全部转化为了电能
【答案】BC
【解析】A.蓄能时,水被抽到上水库中,电能转化为水的重力势能,故A错误;
B.上水库放水时,流下的水的高度降低,重力势能减小,故B正确;
C.发电时,发电机将水的动能转化为电能,是利用电磁感应的原理工作的,故C正确;
D.在能量转化过程中,总存在一定能量损耗,所以放水发电时不可能将水的机械能全部转化为电能,故D错误。故选BC。
【变式3-1】如图所示,开关闭合后,使导体ab左右运动,灵敏电流表的指针随之偏转,人们根据此现象制成了( )
A. 电磁铁 B. 电动机 C. 发电机 D. 电磁继电器
【答案】C
【解析】开关闭合后,使导体ab左右运动,满足闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,此为电磁感应现象,发电机就是这一原理制成的,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
【变式3-2】 如图所示,放在磁场中的矩形线圈ABCD自图示位置(即线圈平面垂直于磁感应线的位置)开始绕轴沿逆时针匀速转动,下列说法中正确的是( )
A.线圈在磁场中转动过程中不受磁场力的作用
B.线圈在转动的前半周中,线圈中的电流方向不变
C.线圈在转动的过程中,每时每刻都有感应电流产生
D.线圈在转动的过程中,AB、BC、CD及AD边都不停地切割磁感线
【答案】B
【解析】A.在磁场中的矩形线圈ABCD自图示位置(即线圈平面垂直于磁感应线的位置)开始绕轴沿逆时针匀速转动,线圈在磁场中转动过程中线圈切割磁感线,产生感应电流,电流在磁场中受磁场力的作用,故A错误;
B.线圈在转动的前半周中,磁场方向不变,切割磁感线的运动方向不变,线圈中产生的电流方向不变,故B正确;
C.线圈在转动的过程中,当线圈处在其平面垂直于磁感应线的位置时,运动方向与磁场方向平行,线圈没有切割磁感应线,此时没有感应电流产生,故C错误;
D.线圈在转动的过程中,BC、AD边没有切割磁感线,故D错误。故选B。
【变式3-3】我国大力发展水力发电。水电站通过提高水位增加水的重力势能,水流下时重力势能转化为______能,使水轮机带动发电机发电,发电机是利用______原理发电的。
【答案】 动能 电磁感应
【解析】水从高处向低处运动时,质量不变,高度降低,重力势能减小,同时速度增大,水动能增大,此过程中重力势能转化为动能。
发电机是利用电磁感应原理来工作的。
考点4. 电池及其分类
【例题4】(2025长沙)在烧杯中加入盐水,将铜片和锌片放在盐水中,就是一个自制电池。它可以将化学能转化为______能。如图所示,用电压表测量它两端的电压为______V。
【答案】 电 0.5
【解析】将铜片和锌片放在盐水中,电池内部发生化学反应,可以实现将化学能转化为电能。
由图可知,电压表的量程是0~3V,分度值是0.1V,电池的电压为0.5V。
【变式4-1】关于电池,下列说法中正确的是( )
A. 各种化学电池的使用都是一次性的,不能多次充电使用
B. 各种化学电池的内部结构不一定都相同
C. 蓄电池可以反复多次使用
D. 有的电池电压与家庭电路的电压相同
【答案】BC
【解析】AC. 化学电池有的是一次性的,有的可多次充电使用,如蓄电池,故A错误,C正确。
B. 化学电池的种类较多,其内部结构往往不同,故B错误;
D. 电池提供的电压较低,一般达不到家庭电路的电压,故D错误。故选BC。
【变式4-2】如图是一种新型的风光互补照明灯,它头顶小风扇,肩扛太阳能电池板,腰胯照明灯,脚踏蓄电池,下列解释正确的是( )
A.利用风力发电将电能转化为机械能
B.太阳能电池板将太阳能转化为电能
C.风力发电带动照明灯工作时,LED灯是将机械能直接转化为光能
D.蓄电池夜晚放电时将电能转化为化学能
【答案】B
【解析】A.利用风力发电是将风能转化为电能,也就是利用机械能转化为电能,故A错误;
B. 太阳能电池板利用光电效应,将太阳能转化为电能,故B正确;
C.照明灯工作时,LED灯将电能转化为光能,故C错误;
D.蓄电池夜晚放电,将化学能转化为电能,故D错误。
故选B。
【变式4-3】把铜片、铁片插入菠萝中,制成一个水果电池,用电压表测量它的电压,其示数如图所示,现将一个额定电压为5V的微型风扇接入水果电池组成的电路中,电压表V1并联在微型风扇两端,说法正确的( )
A.水果电池电压为0.1A
B.铜片是水果电池的负极
C.微型风扇正常工作时,电压表V1选用的量程是0~15V
D.微型风扇正常工作时,需要将50个菠萝并联在一起组成水果电池
【答案】C
【解析】A.电压表选择3V量程,分度值是0.1V,指针指在0后面第1个小格上,因此读数是0.1V,故A错误;
B.电压表在测量电源电压时,电压表正接线柱接正极,负接线柱接负极,铜片是水果电池的正极,故B错误;
C.为保证电压表安全,额定电压为5V的微型风扇接入水果电池组成的电路中,电压表V选用的量程是0~15V,故C正确;
D.一个菠萝电池提供的电压为0.1V,要得到5V的电压,因此需要串联菠萝的个数为5V/0.1V=50,故D错误。故选C。
考点5. 高压输电和触电及安全用电原则
【例题5】(2025陕西A)为了市民电动车的充电安全,很多地方都配备了安全充电站,如图所示。关于充电站和电动车的安全充电,下列做法符合安全用电原则的是( )
A. 充电站插座的外壳用导体制成 B. 充电过程中起火时立即用水浇灭
C. 将电动车的电池拆下后带回家充电 D. 充电结束后自动切断电源
【答案】D
【解析】A.充电站插座的外壳用导体制成,用电人不小心接触到插座外壳也会造成触电事故,这不符合安全用电原则,故A不符合题意;
B.一般情况下,水是导电的,充电过程中起火时立即用水浇灭是不可行的,应先断开电源,故B不符合题意;
C.严格禁止将电动车的电池拆下后带回家充电,因为给电动车电池充电时一旦发生意外,会产生高温有毒的烟气及温度极高的火焰,给家庭带来的伤害极大,故C不符合题意;
D.充电结束后自动切断电源,这完全符合安全用电原则,故D符合题意。故选D。
【变式5-1】为了减少远距离输电在线路上的损失,通常采用的办法是( )
A.增大输出线电线的电阻 B.减少通电时间
C.增大输出电流 D.提高电压
【答案】D
【解析】A.在输电电流I输一定的情况下,由P损=I2R知,输电导线电阻R越大,输电功率损失越大,故A不符合题意;
B.输电过程中,主要考虑的是功率损耗,与通电时间无关,故B不符合题意;
C.在输电导线电阻R一定情况下,由P损=I2R知知,输电电流I输越大,输电功率损失越大,故C不符合题意;
D.由P =UI知,输电电流为I输=P输/U输,在输电功率P输一定的情况下,U输越大,输电电流I输越小,导线电阻R一定,由P损=I2R知,则P损越小;所以提高电压能有效减少输电在线路上的损失,故D符合题意。 故选D。
【变式5-2】如图所示,闭合开关S,会触电的小鸟是 ,不会触电的小鸟是 (选填“甲”或“乙”)。
【答案】 乙 甲
【解析】根据图示可知:甲小鸟的两脚在同一根电线上,两点之间没有电压,没有电流流过,甲鸟不会触电;乙小鸟的两脚分别接触了电灯的两端(并联),有一定的电压,有电流流过小鸟身上,则会触电。
【变式5-3】干电池的电压只有 1.5 V ,不会对人造成伤害;家庭照明电路的电压是 220 V ,就已经很危险了;高压输电线路的电压高达几万伏甚至几十万伏,即使不直接接触,也能致命。
(1)高压触电的形式有哪两种?
(2)既然高压输电有危险,为什么还要采用高压输电?
【答案】见解析
【解析】(1)高压触电包括高压电弧触电和跨步电压触电。
(2)由P=UI可知,当输送的总功率一定时,电压越大,电流越小;又因为P损=I2R,导线的电阻一定,电流越小,电路中损耗的热功率就越小,所以采用高压输电的方式来减少输电线电阻的热损耗。
基础巩固通关测
一、选择题(本大题有10小题,每小题4分,共40分)
1.历史上许多重大科学发现源于科学家不懈的实验探究。早在1831年,有位科学家通过大量实验探究发现了电磁感应现象,这位科学家是( )
A.焦耳 B.欧姆 C.牛顿 D.法拉第
【答案】D
【解析】英国物理学家法拉第最早发现了电磁感应现象,根据这一现象发明了发电机,将机械能转化为电能。故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
2. (2025湖北省)如图为一种防灾应急手摇电筒。中部固定有线圈,沿着筒身方向摇动手电筒,使其内部的小物块来回穿过线圈,灯泡发光。小物块可能是( )
A. 木块 B. 石块 C. 铜块 D. 磁铁块
【答案】D
【解析】沿着筒身方向摇动手电筒为了让线圈切割磁感线运动产生感应电流,这是利用了电磁感应原理;由于线圈是固定的,因此那个滑动的物块是磁铁,故ABC不符合题意,D符合题意。故选D。
3. (2024湖南) 下列生活中的设施设备工作原理主要应用了电磁感应的是( )
A. 工人师傅的电钻B. 书桌上的台灯 C. 家用电饭煲 D. 风力发电机
【答案】D
【解析】A.工人师傅的电钻的工作原理是通电导体在磁场中受力的作用,故A不符合题意;
BC.书桌上的台灯、家用电饭煲是利用电流的热效应工作的,故BC不符合题意;
D.风力发电机是利用电磁感应原理工作的,故D符合题意。故选D。
4. 如图所示L为带动线圈转动的摇把,图中指针表示可来回摆动的电流表,关于此装置,下列说法正确的是( )
A.这是电动机的工作原理图 B.这是发电机的工作原理图
C.该装置将电能转化为机械能 D.通过电流表的电流是直流电
【答案】B
【解析】AB.带动线圈转动的摇把,电流表的指针来回摆动,说明电路中产生电流,此图是发电机的原理图,故B正确,A错误;
C.该装置,消耗机械能,产生电能,将机械能转化为电能,故C错误;
D.带动线圈转动的摇把,电流表的指针来回摆动,说明电流的方向不断改变,通过电流表的电流是交流电,故D错误。故选B。
5. (2024安徽省)如图所示为动圈式话筒的简化示意图,磁铁固定在适当位置,线圈与膜片相通,声波可使膜片左右振动从而带动线圈振动,线圈中就产生电流,实现声信号到电信号的转变。其工作原理是( )
A. 磁场对通电导线的作用 B. 电流的热效应
C. 电流的磁效应 D. 电磁感应
【答案】D
【解析】动圈式话筒的工作过程是:声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器→产生声音,因此动圈式话筒工作原理是电磁感应现象。故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
6. 下列各图中能反映发电机工作原理的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A.图中螺线管通电后,周围有磁场,小磁针的方向发生偏转,探究通电螺线管的磁场,故A不符合题意;
B.图中是奥斯特实验,说明通电导体的周围存在磁场,故B不符合题意;
C.图中转动线圈,切割磁感线,电流表的指针发生偏转,说明产生电流,是电磁感应现象,故C符合题意;
D.图中线圈通电后,在磁场中发生转动,说明通电导体在磁场中受到力的作用,是电动机原理,故D不符合题意。故选 C。
7. 将扬声器、开关和电流表连成如图电路,闭合开关,反复轻敲扬声器的纸盆,会看到电流表的指针左右摆动,下列选项与其原理相同的是( )
A. 电动机 B. 发电机 C. 电磁铁 D. 电铃
【答案】B
【解析】电流表指针左右摆动,是因为导体切割磁感线的运动方向不断变化,感应电流方向发生变化的结果。
A.电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理制成的,故A不符合题意;
B.发电机是利用电磁感应现象制成的,故B符合题意;
C.电磁铁是利用电流的磁效应制成的,故C不符合题意;
D.电铃的主要元件是电磁铁,其原理是利用电流的磁效应制成的,故D不符合题意
故选B。
8.为架设一条输电线路,有粗细相同的铁线和铝线可供选择,下面叙述最合理的是( )
A. 因铁线坚硬,应选铁线 B. 因铝线易于架设,应选铝线
C. 因铁较便宜,应选铁线 D. 因铝线电阻小,应选铝线
【答案】D
【解析】铁线和铝线的长度和粗细都相同,且ρ铁>ρ铝,由公式R=ρL/s可得R铁>R铝,远距离输送电能的过程中应选择电阻较小的输电线路.
故选D.
9. 生活中需掌握一些安全用电常识,下列做法中正确的是( )
A.触摸破损电线 B.爬到树上取电线上的风筝
C.用干木棒拨开触电者身上的电线 D.同时在一个插板上用很多电器
【答案】C
【解析】A.触摸破损电线,非常容易发生触电事故,故A不正确;
B.爬到树上取电线上的风筝,容易接触到带电的电线,发生触电事故,故B不正确;
C.发生触电时,应该用绝缘体挑开触电者身上的电线,木棒是绝缘体,C符合题意;
D.同时在一个插板上用很多电器,容易使电功率过大,导致导线发热,引起火灾,故D不符合题意。故选C。
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( )
A. ①和② B. ①和③ C. ②和④ D. ③和④
【答案】D
【解析】磁极间的磁感线是从N极指向S极,由图可知,①和②中的导线运动的方向与磁感线方向相同或相反,没有做切割磁感线运动,所以不会产生感应电流;而③和④中的导线做切割磁感线运动且方向相反,会产生感应电流,由于感应电流的方向与磁场的方向和导体切割磁感线运动的方向有关,所以③和④中产生的电流方向相反。故选D。
二、填空题(本大题有5小题,13个空,每空2分,共26分)
11.闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时,导体中就会产生电流。这种利用磁场产生电流的现象叫做______现象。利用这一现象,人们发明了______(选填“电动机”或“发电机”)。
【答案】 电磁感应 发电机
【解析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中会产生感应电流,这种现象就是电磁感应现象。在电磁感应现象中,消耗了机械能,产生了电能,人们利用这个现象制成了发电机。
12.如图所示为常用的干电池。铜帽是电池的 极,锌筒是电池的 极。若将电池接入电路中使用,在外部电路中,电流总是从 极流向 极。
【答案】 正 负 正 负
【解析】由干电池的结构可知,铜帽是电池的正极,锌筒是电池的负极。
在电源外部,电流从正极流向负极。
13. 小张利用图所示装置探究“导体在磁场中产生电流的条件”,闭合开关后,经过多次尝试,他发现导线ab在磁场中沿着竖直方向运动时,导体中产生感应电流。生产生活中的________(选填“电热毯”、“发电机”或“电动机”)是利用该实验原理工作的。小张在实验中将导线ab换成一个线圈,其目的是________。
【答案】 发电机 使实验现象更明显
【解析】电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体就会产生电流,这种现象叫做电磁感应,产生的电流叫感应电流,该现象中,将机械能转化为电能;重要应用是制成了发电机。
在实验中将导线ab换成一个线圈,则切割磁感线时会产生更大的感应电流,因此可以使实验现象更明显。
14. (2024重庆A)如图所示,重庆蟠龙抽水蓄能电站于2024年全部投产,每年可减少二氧化碳排放39.87万吨。抽水蓄能电站的工作原理是:在用电低谷时,将水从下水库抽到上水库储存,这是将电能转化为水的________能;在用电高峰时,将水从上水库放到下水库带动发电机发电,发电机是利用________原理工作的。
【答案】 机械 电磁感应现象
【解析】将水从下水库抽到上水库储存,水的高度升高,重力势能变大,机械能变大,故这是将电能转化为水的机械能。
发电机的工作原理是电磁感应现象,是闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流。
15. 如图甲所示,根据漫画中的对话,可以判断电表 (选填“1”或“2”)是电流表,这种直接将电流表接在电源上的现象称为 。如图乙是四根高压输电线上的一个装置,利用这个装置将四根导线并联起来,相当于增大了导线的 ,从而减小了导线的电阻,以达到减少输电线上电能损失的目的。
【答案】 2 短路 横截面积
【解析】由于电流表的电阻很小,所以如果不小心将电流表直接接在电源的两极上,根据欧姆定律可知,这时由于电流很大,会形成短路。而电压表内阻很大,可以直接接在电源的两极上,测量电源电压。由此判断,图中电表2是电流表,电表1是电压表,这种直接将电流表接在电源上的现象称为短路。
高压输电的目的是减小电能的损失,在导线长度不能改变时,可以通过想办法改变其横截面积,四根导线并联时相当于增大了导线的横截面积,所以导线的电阻会减小,损失的电能也会减少。
三、简答题(本大题有2小题,每小题各4分,共8分)
16. 如图所示,铜质金属框ABCD正下方有一均匀磁场区域(磁感线方向与纸面垂直)。某时刻金属框开始自由下落,下落过程中金属框始终保持竖直状态。请判断金属框BC边进入磁场后,AD边进入磁场前,金属框是否有可能做加速运动?请从能量转化的角度阐述理由。(不计空气阻力)
【答案】见解析
【解析】有可能。金属框BC竖直下落进入磁场,重力势能不断转化为动能,因切割磁感线,电路中产生感应电流,动能转化为电能;若转化的动能中只有一部分转化为电能,则动能增大,质量不变,速度增大,金属框做加速运动。
17. 如图是科技史上有名的人物,在远距离输电时,导线的总电阻R会较大,导线上电能损耗很多,在19世纪的美国,特斯拉提出用交流电系统给远距离用户输电,而爱迪生提出用直流系统给远距离用户输电,后来交流电取得了胜利,交流电的优势在于能按需要改变电压,用相关的物理知识回答下列问题:
(1)当输出的电功率P一定时为什么输电时提高电压能降低导线上的电流大小?
(2)电流减小后为什么导线上电能损耗减小?
【答案】(1)根据P=UI知,当输出的电功率P一定时,输出的电压越大,电流越小;(2)根据Q=I2Rt知,远距离输电时,导线的电阻R一定,电流I小,导线上的电能损耗小,这样电能传输的效率会提高.
【解析】(1)根据P=UI知,当输出的电功率P一定时,输出的电压越大,电流越小;
(2)根据Q=I2Rt知,远距离输电时,导线的电阻R一定,电流I小,导线上的电能损耗小,这样电能传输的效率会提高.
四、实验题(本大题有2小题,共16分)
18.(6分)为了探究感应电流产生的条件,小明按图示将AB棒放在蹄形磁体的磁场中,用导线将AB棒的两端跟灵敏电流计连接。
(1)实验室备有铜棒、橡胶棒和玻璃棒,小明应选用______作为本实验中的AB棒;
(2)实验中记录了AB棒运动情况与灵敏电流计指针偏转情况如下表所示;
序号
AB棒运动情况
灵敏电流计指针偏转情况
1
不动
不偏转
2
向上运动
不偏转
3
向下运动
不偏转
4
向左运动
向右偏转
5
向右运动
向左偏转
①分析可得:闭合电路的一部分导体在磁场中做______运动时,导体中就产生感应电流;
②灵敏电流计指针偏转的方向可以反映电路中的电流方向。根据序号为______的两次实验现象可以提出问题:感应电流的方向是否与导体运动的方向有关?
【答案】(1)铜棒 (2)切割磁感线 4、5
【解析】(1)电路中要形成电流,则须保持通路,所以应选择导体作为AB棒,而铜棒是导体,橡胶棒和玻璃棒是绝缘体,故小明应选择铜棒作为本实验中的AB棒。
(2)①由表中现象可知,当导体棒左右运动切割磁感线时,电路中会产生感应电流,这就是电磁感应现象。
②4、5两次实验导体棒的运动方向相反,结果灵敏电流计的指针偏转方向相反,说明电流的方向相反;故根据序号4、5的两次实验现象可以提出问题:感应电流的方向是否与导体运动的方向有关?
19.(10分)(2025安徽一模)小明在探究“怎样产生感应电流”的实验中,用导线将金属棒、开关、灵敏电流计连接成如图所示的电路。请你参与探究并回答下列问题;
(1)悬挂金属棒静置于∪形磁铁的磁场中,此时两极正对区域磁感线的箭头方向是
竖直向 (选填:“上”或“下“)。
(2)灵敏电流计的作用是用来检测 的。若闭合开关后并未发现电流计指针偏转,经检查器材均完好,各器材间连接无误,那么接下来你认为最应该关注的器材是 。
(3)小明认为是原来磁铁的磁性太弱所致,他提岀更换磁性更强的磁铁,就在他移动原磁铁时,你发现电流计的指针出现了晃动,你认为接下来最应该做什么来找到让电流计指针偏转的原因 。(仅写出最应该进行的一步操作)
(4)就根据上述探究过程,小明就说:“我们找到产生感应电流的秘密了!”此时你对小明的“成果发布”作何评价? 。
【答案】(1)下;(2)感应电流;金属棒;(3)使金属棒沿水平方向快速切割磁感线运动;(4)不合理的,因为只做了一次实验,得出的结论具有偶然性,不具有普遍性,应该用不同种类的金属棒,还要使金属棒朝各个方向运动
【解析】(1)在磁体外部磁场方向总是从极出发指向极,如图所示此时两极正对区域磁感线的箭头方向是竖直向下;
(2)灵敏电流计是测量电流的仪表,所以在此实验中是用来检测感应电流的;闭合开关,电流表指针未偏转,说明没有感应电流产生。此时金属棒是静止的,所以接下来最应该关注的是金属棒,观察金属棒运动后会不会有电流的产生;
(3)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,移动原磁铁时,发现电流计的指针出现了晃动,产生了感应电流,所以下一步我们应使金属棒沿水平方向快速切割磁感线运动,观察是否会产生感应电流;
(4)在整个的实验中,只进行了一次实验就得出结论是不合理的,因为只做了一次实验,得出的结论具有偶然性,不具有普遍性,应该用不同种类的金属棒,还要使金属棒朝各个方向运动。
五、综合能力题(本大题有1小题,每空2分,共10分)
20. 如图1所示,使线圈位于两磁极间。
(1)通电后,图1中ab段导线的电流方向是________(选择“由a到b”、“由b到a”)。图1中ab段导线受磁场力的方向向上,用箭头标示出图3中的ab段和cd段导线所受磁场力的方向;___________
(2)线圈转过图2所示位置,用________的办法可使线圈靠磁场力继续顺时针转动至少半圈;
(3)若把图1中电源换为电阻,快速转动线圈,电阻发热,此过程机械能转化为______能再转化为_____能,利用该工作原理制造了________(选填“电动机”或“发电机”)。
【答案】(1)由a到b 见解析 (2)改变电流方向 (3)电 内 发电机
【解析】(1)由于电流从电源的正极出发,故此时图1中ab的电流方向是由a到b;在图3中,由于电流的方向和磁场的方向均没有改变,故此时线圈所受力的方向仍不变,即ab段所受力的方向仍是向上的,cd段所受力的方向仍是向下的。故下图
(2)由图2知道,再向下转动,磁场力会阻碍线圈运动,故此时必须改变线圈中的受力方向,所以可以通过改变线圈中 的电流方向使得线圈持续顺时针转动。
(3)若把图2中的电源换为电阻,快速转动线圈,此时相当于一个发电机,即能产生电能,故是将机械能转化为电能的过程;同时电阻发热,这是电流的热效应,该过程是将电能转化为内能的过程。
能力提升进阶练
11. (2025山东省)在青岛港的全自动智能化码头,自动导引车经过布置在地上的磁钉时,会产生感应电流,进而实现精准定位。以下实验能揭示此原理的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】据题分析可知,自动导引车经过布置在地上的磁钉时,会产生感应电流,属于电磁感应现象;
A.是奥斯特实验装置图,属于电流的磁效应,故A不符合题意;
B.图中有电源,验证了通电导体在磁场中会受到力的作用,故B不符合题意;
C.图中装置属于电动机工作原理图,是利用通电导体在磁场中受力的作用而工作的,故C不符合题意;
D.图中无电源,是探究产生感应电流的实验装置图,故D符合题意。
故选D 。
2. (2025山西)小亮把旧电风扇中的电动机拆下来,将它与小灯泡连接成如图所示的闭合电路,在电机转轴一端插入细铁棒,快速转动铁棒,灯泡开始发光。下列说法正确的是( )
A. 灯泡发光,说明该装置中一定有干电池
B. 转动铁棒,电机线圈做切割磁感线运动
C. 转动铁棒,电机就将电能转化为机械能
D. 若铁棒反向转动,电路中不能产生电流
【答案】B
【解析】AB.灯泡发光,说明电路中有电流;产生电流的现象为电磁感应现象,所以转动铁棒,电机线圈做切割磁感线运动,该装置中没有干电池,故A错误,B正确;
C.转动铁棒,电机就将机械能转化为电能,产生电能供灯泡使用,故C错误;
D.若铁棒反向转动,电机线圈也做切割磁感线运动,电路中能产生电流,故D错误。
故选B。
3. (2025福建)抽水蓄能电站被称为“超级充电宝”,用电低谷时段利用电网多余电能抽水至上水库,用电高峰时段再放水至下水库发电,如图:关于抽水蓄能电站,下列说法正确的是( )
A. 用电低谷时,以电能的形式储能 B. 用电高峰时,机械能转化为电能
C. 选址时,上下水库的高度差要小 D. 存储的能量可以全部转化为电能
【答案】B
【解析】A.由题意知,用电低谷时,电动机将水抽到高处,将电能转化为机械能,即以机械能的形式储能,故A错误;
BD.用电高峰时利用存储的能量发电,水能带动水轮机转动,将机械能转化为电能,由于能量损耗,无法将全部的机械能部分转化为电能,故B正确,D错误;
C.由图可知,抽水蓄能电站由上游水库、下游水库和水电站组成,要求水资源丰沛、上下游有落差,因此选址时需要考虑地理位置的问题,故C错误。故选B。
4. (2024齐齐哈尔市)如图所示,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流。这种现象叫做电磁感应。则下列装置中,利用此原理工作的是( )
A. 电磁起重机 B. 动圈式话筒
C. 电磁继电器 D. 扬声器
【答案】B
【解析】A.电磁起重机是利用电磁铁的吸力来吊起重物的,故A不符合题意;
B.动圈式话筒工作过程是:声波振动→引起膜片振动→带动线圈振动→线圈切割永久磁体的磁场产生感应电流→经放大传给扬声器,故B符合题意;
C.电磁继电器的工作原理主要是电流的磁效应。当有电流流过时,电磁继电器中的线圈会产生磁性,吸引衔铁,从而接通或断开工作电路,故C不符合题意;
D.扬声器的工作原理是扬声器音圈(线圈)中通入音频放大器放大后的变化的音频电流,通电线圈在磁场中受到变化的磁场力的作用而振动,带动振膜,发出声音,故D不符合题意。
故选B
5. (2025湖北武汉)某同学利用如图所示的装置探究什么情况下磁可以生电。下列说法正确的是( )
A. 换用磁性更强的磁体,保持导线ab和磁体静止,闭合开关,电流表指针偏转
B. 将导线ab换成匝数很多的线圈,保持磁体和线圈静止,闭合开关,电流表指针偏转
C. 保持磁体静止,闭合开关,使导线ab从图中位置竖直向上运动,电流表指针偏转
D. 保持导线ab静止,闭合开关,使磁体从图中位置水平向右运动,电流表指针偏转
【答案】D
【解析】A.导线ab在磁场中静止,换用磁性更强的蹄形磁体,闭合开关,导体在磁场中没有发生相对运动,导体没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,电流表指针不偏转,故A错误;
B.导线ab在磁场中静止,将导线ab换成匝数很多的线圈,闭合开关,导体在磁场中没有发生相对运动,导体没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,电流表指针不偏转,故B错误;
C.保持磁体静止,闭合开关,使导线ab从图中位置竖直向上运动,运动方向与磁场方向平行,导体没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,电流表指针不发生偏转,故C错误;
D.保持导线ab静止,闭合开关,使磁体从图中位置水平向右运动,导体ab做切割磁感线运动,会产生感应电流,电流表指针发生偏转,故D正确。故选D。
6. 同学们用手摇发电机让小灯泡发光,发现摇得快电灯就亮。反之,电灯就暗。根据这一现象,下列科学问题中最有探究价值且易于探究的是( )
A.与发电机相连的灯泡亮度为什么有时亮有时暗
B.与发电机相连的灯泡的亮度与哪些因素有关系
C.发电机产生感应电流的大小与哪些因素有关系
D.发电机产生感应电流大小与转子转速有何关系
【答案】D
【解析】AB.同一小灯的亮度与通过小灯的电流有关,这是已知的结论,不需要探究。故AB不符合题意;
C.探究目标不明,不易于探究。故C不符合题意;
D.探究的目标明确,且感应电流大小与转子转速可以观测,易于探究。故D符合题意。
故选D.
7. 在我国许多地区采用火力发电,在火电站进的是“煤”,出的是“电”,如图所示,在这个过程中能量的转化是( )
A.化学能→重力势能→动能→电能
B.化学能→内能→机械能→电能
C.内能→化学能→机械能→电能
D.机械能→内能→机械能→电能
【答案】B
【解析】燃料燃烧把化学能转化为内能,水蒸气推动涡轮机转动,把内能转化为机械能,涡轮机带动发电机发电,把机械能转化为电能。故选B。
8. (2025广西)如图所示,悬挂在蹄形磁体两极间的导体与灵敏电流计构成闭合回路。当导体静止不动时,电流计指针___________;当导体向右运动时,电流计指针___________(选填“偏转”或“不偏转”)。
【答案】 不偏转 偏转
【解析】电磁感应现象是指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。产生感应电流需要满足两个条件:一是电路闭合;二是导体做切割磁感线运动。
[1]当导体静止不动时,导体没有做切割磁感线运动,不满足产生感应电流的条件,所以电流计指针不偏转。
[2]当导体向右运动时,导体做切割磁感线运动,满足产生感应电流的条件,电路中有感应电流产生,所以电流计指针偏转。
9. 如图所示,水果电池可以把 能转化为电能。用导线将电压表的两个接线柱分别接在铜片和锌片上,电压表指针发生了偏转,由此可知锌片是水果电池的 极,此时电压为 V。
【答案】 化学 负 0.6
【解析】电源是提供电能的装置,水果电池是电源,可以把化学能转化为电能。
用导线将电压表的两个接线柱分别接在铜片和锌片上,电压表指针向右偏转,说明电流从正接线柱流入,由此可知锌片是水果电池的负极。
电压表量程0~3V,分度值0.1,此时电压为0.6 V。
10. (2025江苏扬州) 在研究电磁感应现象活动中。
(1)摇动发电机模型的手柄,灯泡发光,是因为线圈在______中转动,产生感应电流,把______能转化为电能。
(2)如图,导体AB静止,闭合开关,灵敏电流计指针______;再让导体AB水平向右运动,灵敏电流计指针______。(选填“偏转”或“不偏转”)
【答案】(1) 磁场 机械 (2) 不偏转 偏转
【解析】(1)发电机模型中,线圈在磁场中转动,切割磁感线产生感应电流
转动手柄时,机械能转化为电能,所以是把机械能转化为电能 。
(2)电磁感应现象中,闭合回路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动才会产生感应电流。导体静止时,无电流产生,指针不偏转。导体AB水平向右运动,此时导体做切割磁感线运动产生感应电流,指针偏转。
11.(2025江苏苏州) 以下是《电磁转换》的相关知识结构图,请你补充完整.
①_________ ②_________
【答案】 ①. 磁效应 ②. 发电机
【解析】奥斯特发现通电导体周围存在磁场,把这种现象叫做电流的磁效应。
法拉第发现闭合回路中,导体切割磁感线会产生感应电流,把这种现象叫做电磁感应现象,并利用此原理发明了发电机。
12. (2024山东青岛二模)某同学用如图甲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线,导线两端跟电流表连接组成闭合回路。
(1)让导线AB在磁场中静止,观察到电流表指针______;让导线AB在磁场中静止,换用磁性更强的蹄形磁体,观察到电流表指针______;保持蹄形磁体静止让导线AB从图中所示位置水平向右运动,观察到电流表指针______。(填“偏转”或“不偏转”)
(2)图乙中的a表示垂直于纸面的-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,会产生感应电流的是______(填标号)。
【答案】 (1)不偏转 不偏转 偏转 (2) CD
【解析】(1)让导线AB在磁场中静止,导线没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,观察到电流表指针不偏转。
让导线AB在磁场中静止,换用磁性更强的蹄形磁体,导线没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,观察到电流表指针不偏转。
持蹄形磁体静止让导线AB从图中所示位置水平向右运动,导体做切割磁感线运动,会产生感应电流,观察到电流表指针偏转。
(2)AB.图AB中导体运动的方向与磁感线平行,导线没有做切割磁感线运动,不会产生感应电流,故AB不符合题意;
CD.图CD中,导体做切割磁感线运动,会产生感应电流,故CD符合题意。故选CD。
13.阅读短文,回答问题:
远距离输电
输电要用导线,如果导线很短,电阻很小可忽略,而远距离输电时,导线很长,电阻大不能忽略。
导线有电阻,电流通过时就要发热,如何减少输电线上电功率的损耗呢?发电厂输出的电功率是一定的,它决定于发电机组的发电能力。根据P=UI,若提高输电电压U,那么线路中的电流一定会减小。输电线上损失的电功率为ΔP=I2R,所以减小输电线的电阻和减小输电电流就可以大大降低电能的损失。
从减少输电线路上的电功率损耗和节省输电导线所用材料两个方面来说,远距离输送电能要采用高电压或超高电压。但也不能随意提高输电电压,因为输电电压越高,输电架空线的建设,对所用各种材料的要求就越严格,线路的造价就越高。
绝缘子(如图)是应用在输电线路上的一种特殊的绝缘控件,它主要起到支持和固定导线的作用,通常由玻璃或陶瓷制成。
从发电站输出的电能,一般都要通过升压变压器提升电压,根据输送距离的远近,常采用10千伏、35千伏、110千伏、220千伏的高压输电,甚至1000千伏以上的特高压输电。到达用户处再用降压变压器逐级降低电压。
(1)减小输电线上电能损失的方法有______;
A.增大输电线的横截面积 B.减小输电线的长度
C.提高输电电压 D.缩短供电的时间
(2)绝缘子无需具备的特性是______;
A.机械强度高 B.耐低温 C.耐腐蚀 D.透光性好
(3)若输电电压提高2倍,则线路上的功率损耗将降为原来的______;
(4)“高压”输电通过降压变压器逐级降低电压,到达我们家庭后的电压就对人体安全了,这句话是______(正确/错误)得,因为______。
【答案】(1)ABC;(2)D;(3);(4)错误;人体安全电压是不高于36V,家庭电路电压为220V,高于人体安全电压。
【解析】(1)输电线上损失的电功率为ΔP=I2R,所以可以通过减小电流或者减小输电线电阻来减少输电线上损失的电能。
A.增大输电线的横截面积,可以减小电阻,故A符合题意;
B.远距离输电中,虽然导线很长,但是可以让输电线尽量走直线,尽量减小输电线的长度,减小输电线的电阻,故B符合题意;
C.发电厂输出的电功率是一定的,根据P=UI,若提高输电电压U,线路中的电流减小,故C符合题意;
D.输电线要长时间为居民供电,缩短供电时间不可取,故D不符合题意。
故选ABC。
(2)A.绝缘子起支持和固定导线的作用,所以需要绝缘性好,输电线有重力,需要较高的机械强度才能起到固定和支撑导线作用,故A不符合题意;
B.输电线会一年四季都裸露在空气中,在高温天气和严寒的冬天都要能很好的固定和支撑导线,所以绝缘子还要有耐低温和耐高温的特性,故B不符合题意;
C.远距离输电线会长时间裸露在空气中,所以需要具有一定的耐腐蚀性能,故C不符合题意;
D.绝缘子主要是起支持和固定导线的作用,对透光性没有要求,故D符合题意。
故选D。
(3)发电厂的输出功率一定,输电电压提高2倍,由P=UI可知输电电流减小 ,输电线上损失的电功率为;
(4)“高压”输电通过降压变压器逐级降低电压,到达家庭后的电压为220V,人体安全电压是不高于36V,家庭电路电压高于人体安全电压,家庭电路电压对人体是不安全的。
1
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。