第二节 发电机是怎样工作的 （培优考点练）物理新教材沪科版九年级全一册

第二节 发电机是怎样工作的 目录 题型分组练 2 题型01 发电机的工作原理 2 题型02 发电机与能量转化 7 创新拓展练 10 新题快递 15 题型分组练 题型01 发电机的工作原理 1．利用图所示实验揭示的原理，可制成（　　） A．发电机 B．电动机 C．电磁铁 D．电磁继电器 【答案】A 【详解】分析图可知，图中将闭合回路的一部分导线放在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，这就是电磁感应现象，该过程将机械能转化为电能，人们利用这个原理制成了发电机，故A符合题意；BCD不符合题意。故选A。 2. 如图，是交流发电机的工作原理图。下列说法错误的是（　　） A．发电机的基本原理是电磁感应 B．发电机产生的感应电流大小和方向会周期性变化 C．发电机在工作过程中机械能转化为电能 D．发电机的原理和动圈式扬声器相同 【答案】D 【详解】A．发电机的基本原理是电磁感应，即闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，故A正确，不符合题意； B．由于线圈的边框切割磁感线的方向不断变化，发电机产生的感应电流大小和方向在周期性的变化，产生的是交流电，故B正确，不符合题意； C．发电机的线圈在转动过程中，消耗机械能，产生电能，即将机械能转化为电能，故C正确，不符合题意； D．发电机的工作原理是电磁感应现象，动圈式扬声器的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，两者的原理不同，故D错误，符合题意。 故选D。 3. 如图是交流发电机的原理图，此时线圈平面与磁感线垂直，则（　　） 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，但大小不变 【答案】A 【详解】A．图中所示位置，线圈与磁感线垂直，转动到图示位置的瞬间不切割磁感线，不会产生感应电流，故A符合题意； BC．发电机的工作原理是电磁感应现象，此过程中，消耗机械能，产生电能，机械能转化为电能，故BC不符合题意； D．线圈匀速转动时，线圈平面与磁场的夹角会发生变化，当两个转动边垂直切割磁感线时，产生的感应电流最大，所以线圈中产生的电流大小是变化的，故D不符合题意。 故选A。 4. 如图所示为交流发电机的工作原理图。当发电机的线圈ABCD绕转轴逆时针转动时，下列说法错误的是：（    ） A．当线圈转到图甲位置时，线圈中不能产生感应电流 B．当线圈转到图乙位置时，线圈不会受到磁场力的作用 C．当线圈转到图丁位置时，线圈中的感应电流方向与图乙相反 D．加快线圈的转动速度，产生的感应电流会增大 【答案】B 【详解】A．当线圈转到图甲位置时，线圈没有做切割磁感线运动，线圈中不能产生感应电流，故A正确，不符合题意； B．当线圈转到图乙位置时，线圈做切割磁感线运动，线圈中感应电流，会受到磁场力的作用，故B错误，符合题意； C．当线圈转到图丁位置时，与图乙相比，线圈切割磁感线的运动方向相反，所以图丁线圈中的感应电流方向与图乙相反，故C正确，不符合题意； D．感应电流大小与线圈切割磁感线的速度有关，速度越快，感应电流越大，加快线圈的转动速度，产生的感应电流会增大，故D正确，不符合题意。 故选B。 5．如图甲把一台手摇发电机跟小灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，可以看到小灯泡会发光。下列说法正确的是（　　）    A．发电机是利用电流的磁效应来工作的 B．发电机将电能转化为了机械能 C．线圈转得越快，小灯泡越亮 D．如果将小灯泡换成如图乙的电流表，指针一直偏向右边 【答案】C 【详解】A．发电机的工作原理是电磁感应，不是利用电流的磁效应，故A错误； B．发电机消耗机械能获得电能，是将机械能能转化为了电能，故B错误； C．发电机线圈转得越快，切割磁感线的速度就越大，则产生的感应电流越大，小灯泡越亮，故C正确； D．如果将小灯泡换成如图乙的电流表，当线圈在磁场中转动做切割磁感线运动时，在前半圈和后半圈，线圈切割磁感线的方向是相反的，则产生的感应电流方向也不断交替改变，故电流表的指针会不断左右交替偏转，故D错误。 故选C。 6．图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“〇”表示导线ab，当它在磁场中分别转动到位置时，运动方向已用箭头标出，图甲中的导线ab，下列说法正确的是（　　） A．在位置1时，电路中不会产生感应电流 B．图甲的电路中没有电源 C．在位置3时，电路中不会产生感应电流 D．发电机产生的电流方向不变 【答案】A 【详解】AC．小圆圈“〇”表示垂直于纸面、绕垂直于纸面的轴转动的一根导线，它是闭合电路的一部分；由图知磁感线方向水平向右，而导线在位置1时的运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线，不能产生感应电流；导线在位置2、3、4时都切割磁感线，能产生感应电流，故A正确，C错误； B．发电机的原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能，则该装置相当于电源，为小灯泡提供电能，故B错误； D．导线在不同位置时切割磁感线的方向不同，所以产生感应电流的方向也不同，故D错误。 故选A。 7. 如图所示为电动机和发电机装置的简易模型，下列说法正确的是（ ） A．图甲装置是发电机的模型 B．图乙装置是电动机的模型 C．图甲装置是根据磁场对电流作用原理工作的 D．图乙装置是根据电流的磁效应工作的 【答案】C 【详解】AC．图甲中有电源，通电后线圈在磁场中受到力的作用而转动，把电能转化为机械能，这是电动机的模型，故A错误，C正确； BD．图乙中没有电源，当线圈转动时，做切割磁感线运动，会产生感应电流，灯泡发光，是根据电磁感应现象工作的，是发电机的模型，故BD错误。故选C。 8. 如图所示为发电机的工作原理，下列有关说法正确的是（　　） A．当发电机工作时，电流始终从电刷A流向电刷B B．当线圈不动，磁极转动时，也会有感应电流产生 C．该过程中电能转化为机械能 D．发电机线圈每转过一圈，电流的方向改变一次 【答案】B 【详解】A．题图为交流发电机的原理图，当发电机工作时，线圈内外都是交流电，电流的方向会发生周期性变化，故电流的方向不总是从电刷A流向电刷B，故A错误； B．当线圈不动，磁极转动时，线圈做切割磁感线运动，会产生感应电流，故B正确； C．产生感应电流时，是机械能转化为电能，故C错误； D．发电机线圈每转过平衡位置就改变一次电流的方向，故每转过一圈，电流的方向改变两次，故D错误。 故选B。 9. 如图所示是小张用漆包线和磁体制作的一台发电机，制作时用刀片将线圈两端的漆全部刮掉，作为转动轴，用纸做一个小风车固定在转轴上，将转轴放在支架上，将发电机与小量程电流表相连，下列说法不正确的是（　　） A．转动小风车，电流表指针左右偏转，说明电流的方向不断改变 B．小风车转动速度越快，电流表指针偏转幅度越大 C．此发电机工作时，将机械能主要转化为电能 D．若将小量程电流表换成电池，线圈能够持续转动 【答案】D 【详解】A．将发电机与小量程相连，转动小风车，线圈在磁场中做切割磁感线运动，线圈中会产生感应电流，电流表指针左右偏转，这说明电路中电流的方向是改变的，故A正确，不符合题意； B．小风车转动速度越快，则磁通量的变化率越大，产生的感应电流越大，因此指电流表指针偏转幅度越大，故B正确，不符合题意； C．此发电机工作时，小风车转动带动线圈转动切割磁感线，产生感应电流，是将机械能主要转化为电能，故C正确，不符合题意； D．若将图中电流表换成电池，则无风吹时，由于通电线圈处在磁场中，故会受力转动，而线圈转动至平衡位置时，因线圈两端的绝缘漆全部刮掉，无法改变线圈中的电流方向，所以不能持续转动下去，故D错误，符合题意。 故选D。 10. 如图所示为交流发电机的工作原理图。当发电机的线圈ABCD绕转轴OO'逆时针转动时，在图甲中此时线圈的AB边中的电流方向为从B→A。下列说法正确的是（    ） A．图甲中线圈AB的感应电流方向与图乙AB中感应电流方向相同 B．在图乙位置处，导线AB和CD中产生的感应电流方向相同 C．线圈ABCD在图甲、图乙位置处，线圈不会受到磁场力的作用 D．图甲和图乙位置处，CD边受到的磁场的力方向相反 【答案】D 【详解】A．图甲中线圈AB的感应电流方向与图乙AB中感应电流方向相反，因为磁场的方向不变，导线切割磁感线的运动方向相反，故A错误； B．在图乙位置处，导线AB和CD所处的磁场方向相同，但导线切割磁感线的运动方向相反，则产生的感应电流方向相反，故B错误； C．线圈ABCD在图甲、图乙位置处，线圈会受到磁场力的作用，因为线圈在转动过程中切割磁感线，从而产生感应电流，电流在磁场中会受到磁场力的作用，故C错误； D．图甲和图乙位置处，CD边的感应电流方向相反，磁场的方向相同，则其受到的磁场力方向相反，故D正确。 故选D。 题型02 发电机与能量转化 11. 从19世纪末世界上建成第一座水电站以来，水力发电站就成了水能利用的主要形式。如图是水力发电站的原理图，关于水力发电下列说法正确的一组是（   ）     ①上游的水向下沿着导管运动到下游的过程中，水的机械能保持不变； ②运动的水流冲击水轮机使水轮机转动，水流的一部分动能转移为水轮机的动能； ③水轮机带动发电机发电将电能转化为动能； ④要加大水力发电的功率，可以采用“增大落水差”的方法。 A．①② B．①③ C．② D．②④ 【答案】D 【详解】①上游的水向下沿着导管运动到下游的过程中，水的机械能转化为电能，机械能减小，故①错误； ②运动的水流冲击水轮机使水轮机转动，水流的一部分动能转移为水轮机的动能，然后转化为电能，故②正确； ③水轮机带动发电机发电将动能转化为电能，故③错误； ④可以通过增大落水差增大水的机械能，加大水力发电的功率，故④正确。 故ABC错误，D正确。故选D。 12. 如图所示为核电站发电流程图，在发电过程中，下列所述能量转化顺序正确的是（ ） A．核能→化学能→机械能→电能 B．核能→内能→机械能→电能 C．核能→机械能→内能→电能 D．核能→内能→化学能→电能 【答案】B 【详解】由图可知，核反应堆把核能转化成内能，汽轮机把内能转化为机械能，发电机把机械能转化成电能。故B正确，ACD错误。故选B。 13．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 【详解】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。 14. 如图所示是一种新型的“风光互补”景观照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。小风扇内置发电机，发电机的工作原理是 现象，工作时将 能转化为 能。    【答案】 电磁感应 机械 电 【详解】发电机是利用电磁感应原理来工作的，工作时，通过风吹动扇片转动，把风能转化为机械能，再利用电磁感应将机械能转换为电能。 15. 如图所示，这是一种腕力球，当手用力握腕力球时，球心会加速旋转，使球内的LED灯发光。使球发光的原理是 ，这个过程中的能量转化是 能转化为电能。 【答案】 电磁感应现象 机械 【详解】腕力球没有电池，当手用力握腕力球时，使球芯加速旋转同时球内的LED灯会发光，表明在此过程中产生了电流，所以属于电磁感应现象，即发电机原理。该过程是将机械能转化为电能。 16．如图示为太阳能飞机，它的动力装置由太阳能电池板、电动机等组成。机翼上的太阳能电池板面积较大是为了获得更多的 能，并将其转化为 能，使电动机带动螺旋桨转动，电动机的原理是 。 【答案】 太阳 电 通电导体在磁场中受到力的作用 【详解】太阳能电池板将太阳能直接转换为电能，所以太阳能电池板面积较大是为了获得更多的太阳能，将其转化为电能， 电动机的原理是：通电导体在磁场中受到力的作用；或者说：通电线圈在磁场中转动。 17. 如图所示，是一种在阳光下能不断摇摆的塑料小花，花盆表面的太阳能电池板在光照下，产生电流驱动电动机，使小花左右摆动。 （1）从电路的组成来看太阳能电池板是 ，塑料小花是 ，太阳能电池板在光照下是将 能转化成 能； （2）电动机原理是 的制成的； （3）小花左右摆动消耗 能，是将这种能转化为 能。 【答案】电源 用电器 太阳 电 利用通电导线在磁场中受力的作用 电 机械 【详解】（1）从电路的组成来看，太阳能电池板的作用是提供电能，是电源，塑料小花的作用是消耗电能，是用电器。太阳能电池板即太阳能电池，是将太阳能转化成电能的装置。 （2）电动机原理是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的。 （3）小花左右摆动消耗电能，获得机械能，是将电能转化为机械能。 创新拓展练 18．如图所示的是电磁学的两个实验。如图甲，线圈abcd逆时针转动，在如图甲所示位置，灵敏电流计的指针向左偏转。下列说法中正确的是（　　） A．图甲是电动机的工作原理图，图乙是发电机的工作原理图 B．在图甲中，线圈的ab边和cd边中电流的方向是相同的 C．线圈abcd由图甲所示位置转过180°时，灵敏电流计的指针仍向左偏转 D．在图乙中，线圈的ab边和cd边受力的方向是相反的 【答案】D 【详解】A．图甲中线圈转动时，线圈会切割磁感线，会产生感应电流，是电磁感应现象，是发电机的原理图；图乙中通电线圈在磁场中会发生转动，是电动机的原理图，故A错误； B．在图甲中，磁场的方向不变，线圈的ab边和cd边切割磁感线的方向相反，线圈的ab边和cd边中电流的方向是相反的，故B错误； C．线圈abcd由图甲所示位置转过180°时，线圈的ab边和cd边运动的方向与初始方向相反，电流的方向相反，灵敏电流计的指针向右偏转，故C错误； D．图乙中，线圈的ab边和cd边所处磁场方向相同，电流方向不同，所以受力的方向是相反的，故D正确。 故选D。 19．为减轻化石能源危机和对环境保护需要，我国建立起了具有自主知识产权的电动汽车全产业链技术体系。国产新型电动汽车具有动力系统和能量回收系统两部分，关于下列两图说法正确的（    ） A．甲图为电动车能量回收系统原理图 B．乙图为电动车动力系统原理图 C．甲图的工作原理是电磁感应 D．乙图的工作原理是电磁感应 【答案】D 【详解】AC．甲图是电动机原理，通电线圈在磁场中受力转动，电能转化为机械能，是电动车动力系统原理图，故AC错误； BD．乙图是电磁感应现象，线圈在磁场中转动，切割磁感线，产生感应电流，将机械能转化为电能，给蓄电池充电，转化为化学能储存起来，是电动车能量回收系统原理图，故B错误，D正确。 故选D。 20. 小洁利用手摇发电机（如图所示），做模拟“发电”的实验。实验过程及现象如下：摇动手柄，使得相连的小灯泡发光；增大摇动手柄的频率，发光小灯泡的亮度增强。则下列四个选项中，判断正确的是（　　） A．摇动手柄是由电能转化为机械能 B．小灯泡发光说明产生了电流 C．发电机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用 D．增大摇动手柄的频率，发电的总功率变小 【答案】B 【详解】A．摇动手柄时，消耗机械能，获得的是电能，所以是机械能转化为电能，故A错误； B．摇动手柄时，小灯泡发光，说明有电流通过小灯泡，即电路中产生了电流，故B正确； C．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，这是电磁感应现象，利用该原理可制成发电机，故C错误； D．小灯泡的亮度由实际功率决定，功率越大，亮度越高；增大摇动手柄的频率，发光小灯泡的亮度增强，说明发电的总功率变大，故D错误。 故选B。 21．图中有关电与磁的描述，正确的是（　　） A．甲图：根据安培定则，大拇指所指的那端为通电螺线管的N极 B．乙图：电磁继电器利用电磁感应原理工作 C．丙图：通电线圈在磁场中受力转动，是发电机的工作原理 D．丁图：导体AB上下往复运动，电流表的指针会左右摆动 【答案】A 【详解】A．安培定则用于判断通电螺线管的磁极方向：用右手握住螺线管，四指指向电流方向，大拇指指向N极。 故A正确； B．电磁继电器的工作原理：利用电磁铁的磁性控制电路的通断，属于电流的磁效应。电磁感应原理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产生感应电流，与电磁继电器无关。故B错误； C．图中有电源，闭合开关，通电线圈在磁场中受力转动，是电动机的工作原理。 发电机的工作原理是电磁感应。故C错误； D．导体AB上下往复运动时，与磁感线方向一致，没有切割磁感线，不能产生感应电流，电流表的指针不会摆动。故D错误。 故选A。 22．如图是一款运动手环，手环内置一空心密闭的塑料管，管内有一小块可移动的磁铁，管外绕着线圈。戴着这种手环步行时，磁铁随手臂的摆动在管内往复运动，线圈中便会产生电流。它是利用 原理工作的，与 （选填“发电机”或“电动机”）的工作原理相同。    【答案】 电磁感应 发电机 【详解】[1]根据运动手环的特点可知，当塑料管运动时，磁铁在管中反复运动，线圈切割磁感线而产生电流，因此，运动手环的基本原理是电磁感应。 [2]产生电流的过程中将机械能转化为电能，与发电机的工作原理是相同。 23. 如图甲是发电机原理的示意图，工作时 能转化为 能。图乙中的“○”表示导线ab，当它在磁场中分别转动到1~4位置时，运动方向已用箭头标出，则没有感应电流产生的位置是 （选填“1”、“2”、“3”或“4”）。 【答案】 机械 电 1 【详解】发电机工作时，消耗机械能，产生电能，将机械能转化为电能。 小圆圈“○”表示垂直于纸面、绕垂直于纸面的轴转动的一根导线，它是闭合电路的一部分；由图知磁感线方向水平向右，而导线在位置1时的运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线，不能产生感应电流；导线在位置2、3、4时都切割磁感线，能产生感应电流。 24．如图所示是自制交流发电机模型，风车转动，线圈在磁场中做 磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，电流方向与 方向和导体运动方向有关。如果把小量程电流表换成电池，把模型当作电动机，此时线圈 （填“能”或“不能”）持续转动。 【答案】 切割 磁场 不能 【详解】风车转动，线圈在磁场中做切割磁感线运动，电流表的指针会发生偏转，产生感应电流，感应电流的方向与导体做切割磁感线运动的方向和磁场的方向有关。 把小量程电流表换成电池，线圈中有电流通过，在磁场中受到力的作用，由于没有换向器，线圈在转动时电流方向不会改变，不会持续转动。 25．现代城市的道路两旁，常安装有风光互补LED路灯，路灯外形和电路原理图如图所示。某型号风光互补路灯的部件及参数如表。 部件名称 单位 数量 型号 太阳能电板 套 1 24V，280W 风力发电机 台 1 24V，300W 蓄电池 只 2 12V，120Ah LED灯 只 2 24V，60W （1）风力发电机工作时把 能转化为 ； （2）该灯电路中，两只LED灯的连接方式是 （选填“串联”或“并联”）； （3）两只LED灯正常发光时，通过光控开关S的电流 A； （4）每燃烧1吨标准煤可以发电3000 kW⋅h，排放二氧化碳2.5吨。某道路有100套此路灯，每天工作10小时，则每天可减少 吨标准煤的燃烧，减少 吨二氧化碳的排放。 【答案】 机械 电 并联 5 0.04 0.1 【详解】（1）风力发电机的工作原理为电磁感应，将机械能转化为电能。 （2）电源电压为2节蓄电池，电压为24V，LED灯正常工作的电压为24V，所以两灯是并联的，两端电压等于电源电压，且工作时互不干扰。 （3）光控开关接在干路上，两只LED灯正常发光时，通过光控开关S的电流 （4）100套此路灯，每天工作10小时，消耗的电能 每燃烧1吨标准煤可以发电3000 kW⋅h，所以每天可减少煤的质量为 减小的二氧化碳的排放量 新题快递 26．阅读短文，回答问题。 风力发电 利用风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图甲所示，叶片横截面的设计原理如图乙所示，叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。其输出功率P与风速v的关系如图丙所示（为方便计算，图丙数据已作简化处理）。 （1）完成下列风力发电的主要能量转化流程图： （2）当风速为13m/s时，发电机转子1min转400圈，叶片需要转动 圈。 （3）当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于 kg的煤完全燃烧放出的热量（q煤=3.0×107J/kg）。 【答案】（1）①机械能，②电能；（2）20；（3）36 【详解】（1）风力发电的主要能量转化为风能先转化为叶片的机械能，使叶片转动，带动齿轮转动，发电机转子转动，产生电能，此时叶片的机械能转化为电能。 （2）叶片转1圈，发电机转子转20圈。当风速为13m/s时，发电机转子1min转400圈，叶片需要转动400/20圈=20圈 （3）由图丙得，当风速为12m/s时，输出功率P为300kW，由P=W/t得，风力发电机组工作1h输出的电能为 依题意得，煤完全燃烧放出的热量 煤完全燃烧的质量为 27．阅读材料，完成下列小题； 手机无线充电 生活中常见的手机无线充电原理如题31图甲所示。交变电流通过送电线圈（无线充电板）产生磁场，受电线圈（智能手机）放在无线充电板上，此时磁场就能给手机充电，并将电能储存到手机的锂电池内，这种无线充电的主要优势是在近距离时效率可达90%。虽然无线充电具有便捷、高效等优点，但充电效率也受到多种因素影响，系统的发热程度、环境干扰物、线圈材料的电阻、对齐相对位置等都会影响能量传输的效率，只有当线圈完全对齐时才能实现高效率的充电。 现在很多手机都搭配了超级无线快充功能，在快充过程中的不同阶段中充电功率会根据电池的电量进行调整，我国某品牌智能手机使用标称电压3V，容量4400mA·h的电池，采用超级快充技术，不到10min就可把电池的电量充达一半，极大地方便了人们使用。 （1）给电池充电的过程中，将 转化为化学能，电池相当于 （选填“用电器”或“电源”）； （2）受电线圈是根据 的原理给手机充电的，如图所示哪个选项是效率较高的充电方式 ； （3）标有“输出11V 6A”字样的充电器给电池充电，设充电器工作时输入功率保持不变，充电效率为80%，则选用该充电器将上述手机电池从零到充满电需要 min； （4）利用USB充电电流电压显示计来实时测量充电过程中充电器输出的电流和电压，并绘制如题图乙、丙所示图像，若充电的导线的阻值为0.05Ω，前20min导线产生的热量为 J。 【答案】（2） 电能，用电器；（2）发电机，B；（3）15；（4）900 【详解】（1）给电池充电的过程中，消耗电能，将电能转化为化学能储蓄起来，故电池相当于用电器。 （2）手机在无线充电时，手机中的受电线圈会产生感应电流，该过程与发电机工作原理相似，发电机也是利用电磁感应现象来工作的。 手机无线充电时只有当线圈完全对齐时才能实现高效率的充电，如图2所示图中，A有手机壳，距离较远，C图中充电器与手机距离较远，充电效率较低，故正确的充电方式并能提高充电的效率的是B。 （3）充电器输入功率为 电池储存的电能为 充电器工作时输入功率保持不变，充电效率为80%，充满电需要的时间为 （4）图丙可知，在前20min内，0~5min时电流为6A，5~10min电流为4A，10~20min电路中的电流为2A；由Q=I2 Rt可知，前20min内导线产生的热量为 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二节 发电机是怎样工作的 目录 题型分组练 2 题型01 发电机的工作原理 2 题型02 发电机与能量转化 5 创新拓展练 7 新题快递 10 题型分组练 题型01 发电机的工作原理 1．利用图所示实验揭示的原理，可制成（　　） A．发电机 B．电动机 C．电磁铁 D．电磁继电器 2. 如图，是交流发电机的工作原理图。下列说法错误的是（　　） A．发电机的基本原理是电磁感应 B．发电机产生的感应电流大小和方向会周期性变化 C．发电机在工作过程中机械能转化为电能 D．发电机的原理和动圈式扬声器相同 3. 如图是交流发电机的原理图，此时线圈平面与磁感线垂直，则（　　） 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，但大小不变 4. 如图所示为交流发电机的工作原理图。当发电机的线圈ABCD绕转轴逆时针转动时，下列说法错误的是：（    ） A．当线圈转到图甲位置时，线圈中不能产生感应电流 B．当线圈转到图乙位置时，线圈不会受到磁场力的作用 C．当线圈转到图丁位置时，线圈中的感应电流方向与图乙相反 D．加快线圈的转动速度，产生的感应电流会增大 5．如图甲把一台手摇发电机跟小灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，可以看到小灯泡会发光。下列说法正确的是（　　）    A．发电机是利用电流的磁效应来工作的 B．发电机将电能转化为了机械能 C．线圈转得越快，小灯泡越亮 D．如果将小灯泡换成如图乙的电流表，指针一直偏向右边 6．图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“〇”表示导线ab，当它在磁场中分别转动到位置时，运动方向已用箭头标出，图甲中的导线ab，下列说法正确的是（　　） A．在位置1时，电路中不会产生感应电流 B．图甲的电路中没有电源 C．在位置3时，电路中不会产生感应电流 D．发电机产生的电流方向不变 7. 如图所示为电动机和发电机装置的简易模型，下列说法正确的是（ ） A．图甲装置是发电机的模型 B．图乙装置是电动机的模型 C．图甲装置是根据磁场对电流作用原理工作的 D．图乙装置是根据电流的磁效应工作的 8. 如图所示为发电机的工作原理，下列有关说法正确的是（　　） A．当发电机工作时，电流始终从电刷A流向电刷B B．当线圈不动，磁极转动时，也会有感应电流产生 C．该过程中电能转化为机械能 D．发电机线圈每转过一圈，电流的方向改变一次 9. 如图所示是小张用漆包线和磁体制作的一台发电机，制作时用刀片将线圈两端的漆全部刮掉，作为转动轴，用纸做一个小风车固定在转轴上，将转轴放在支架上，将发电机与小量程电流表相连，下列说法不正确的是（　　） A．转动小风车，电流表指针左右偏转，说明电流的方向不断改变 B．小风车转动速度越快，电流表指针偏转幅度越大 C．此发电机工作时，将机械能主要转化为电能 D．若将小量程电流表换成电池，线圈能够持续转动 10. 如图所示为交流发电机的工作原理图。当发电机的线圈ABCD绕转轴OO'逆时针转动时，在图甲中此时线圈的AB边中的电流方向为从B→A。下列说法正确的是（    ） A．图甲中线圈AB的感应电流方向与图乙AB中感应电流方向相同 B．在图乙位置处，导线AB和CD中产生的感应电流方向相同 C．线圈ABCD在图甲、图乙位置处，线圈不会受到磁场力的作用 D．图甲和图乙位置处，CD边受到的磁场的力方向相反 题型02 发电机与能量转化 11. 从19世纪末世界上建成第一座水电站以来，水力发电站就成了水能利用的主要形式。如图是水力发电站的原理图，关于水力发电下列说法正确的一组是（   ）     ①上游的水向下沿着导管运动到下游的过程中，水的机械能保持不变； ②运动的水流冲击水轮机使水轮机转动，水流的一部分动能转移为水轮机的动能； ③水轮机带动发电机发电将电能转化为动能； ④要加大水力发电的功率，可以采用“增大落水差”的方法。 A．①② B．①③ C．② D．②④ 12. 如图所示为核电站发电流程图，在发电过程中，下列所述能量转化顺序正确的是（ ） A．核能→化学能→机械能→电能 B．核能→内能→机械能→电能 C．核能→机械能→内能→电能 D．核能→内能→化学能→电能 13．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。 14. 如图所示是一种新型的“风光互补”景观照明灯，它“头顶”小风扇，“肩扛”光电池板，“腰挎”照明灯，“脚踩”蓄电池。小风扇内置发电机，发电机的工作原理是 现象，工作时将 能转化为 能。    15. 如图所示，这是一种腕力球，当手用力握腕力球时，球心会加速旋转，使球内的LED灯发光。使球发光的原理是 ，这个过程中的能量转化是 能转化为电能。 16．如图示为太阳能飞机，它的动力装置由太阳能电池板、电动机等组成。机翼上的太阳能电池板面积较大是为了获得更多的 能，并将其转化为 能，使电动机带动螺旋桨转动，电动机的原理是 。 17. 如图所示，是一种在阳光下能不断摇摆的塑料小花，花盆表面的太阳能电池板在光照下，产生电流驱动电动机，使小花左右摆动。 （1）从电路的组成来看太阳能电池板是 ，塑料小花是 ，太阳能电池板在光照下是将 能转化成 能； （2）电动机原理是 的制成的； （3）小花左右摆动消耗 能，是将这种能转化为 能。 创新拓展练 18．如图所示的是电磁学的两个实验。如图甲，线圈abcd逆时针转动，在如图甲所示位置，灵敏电流计的指针向左偏转。下列说法中正确的是（　　） A．图甲是电动机的工作原理图，图乙是发电机的工作原理图 B．在图甲中，线圈的ab边和cd边中电流的方向是相同的 C．线圈abcd由图甲所示位置转过180°时，灵敏电流计的指针仍向左偏转 D．在图乙中，线圈的ab边和cd边受力的方向是相反的 19．为减轻化石能源危机和对环境保护需要，我国建立起了具有自主知识产权的电动汽车全产业链技术体系。国产新型电动汽车具有动力系统和能量回收系统两部分，关于下列两图说法正确的（    ） A．甲图为电动车能量回收系统原理图 B．乙图为电动车动力系统原理图 C．甲图的工作原理是电磁感应 D．乙图的工作原理是电磁感应 20. 小洁利用手摇发电机（如图所示），做模拟“发电”的实验。实验过程及现象如下：摇动手柄，使得相连的小灯泡发光；增大摇动手柄的频率，发光小灯泡的亮度增强。则下列四个选项中，判断正确的是（　　） A．摇动手柄是由电能转化为机械能 B．小灯泡发光说明产生了电流 C．发电机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用 D．增大摇动手柄的频率，发电的总功率变小 21．图中有关电与磁的描述，正确的是（　　） A．甲图：根据安培定则，大拇指所指的那端为通电螺线管的N极 B．乙图：电磁继电器利用电磁感应原理工作 C．丙图：通电线圈在磁场中受力转动，是发电机的工作原理 D．丁图：导体AB上下往复运动，电流表的指针会左右摆动 22．如图是一款运动手环，手环内置一空心密闭的塑料管，管内有一小块可移动的磁铁，管外绕着线圈。戴着这种手环步行时，磁铁随手臂的摆动在管内往复运动，线圈中便会产生电流。它是利用 原理工作的，与 （选填“发电机”或“电动机”）的工作原理相同。    23. 如图甲是发电机原理的示意图，工作时 能转化为 能。图乙中的“○”表示导线ab，当它在磁场中分别转动到1~4位置时，运动方向已用箭头标出，则没有感应电流产生的位置是 （选填“1”、“2”、“3”或“4”）。 24．如图所示是自制交流发电机模型，风车转动，线圈在磁场中做 磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，电流方向与 方向和导体运动方向有关。如果把小量程电流表换成电池，把模型当作电动机，此时线圈 （填“能”或“不能”）持续转动。 25．现代城市的道路两旁，常安装有风光互补LED路灯，路灯外形和电路原理图如图所示。某型号风光互补路灯的部件及参数如表。 部件名称 单位 数量 型号 太阳能电板 套 1 24V，280W 风力发电机 台 1 24V，300W 蓄电池 只 2 12V，120Ah LED灯 只 2 24V，60W （1）风力发电机工作时把 能转化为 ； （2）该灯电路中，两只LED灯的连接方式是 （选填“串联”或“并联”）； （3）两只LED灯正常发光时，通过光控开关S的电流 A； （4）每燃烧1吨标准煤可以发电3000 kW⋅h，排放二氧化碳2.5吨。某道路有100套此路灯，每天工作10小时，则每天可减少 吨标准煤的燃烧，减少 吨二氧化碳的排放。 新题快递 26．阅读短文，回答问题。 风力发电 利用风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图甲所示，叶片横截面的设计原理如图乙所示，叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速旋转发电。某风力发电机组利用齿轮箱可实现叶片转1圈，发电机转子转20圈。其输出功率P与风速v的关系如图丙所示（为方便计算，图丙数据已作简化处理）。 （1）完成下列风力发电的主要能量转化流程图： （2）当风速为13m/s时，发电机转子1min转400圈，叶片需要转动 圈。 （3）当风速为12m/s时，风力发电机组工作1h输出的电能相当于 kg的煤完全燃烧放出的热量（q煤=3.0×107J/kg）。 27．阅读材料，完成下列小题； 手机无线充电 生活中常见的手机无线充电原理如题31图甲所示。交变电流通过送电线圈（无线充电板）产生磁场，受电线圈（智能手机）放在无线充电板上，此时磁场就能给手机充电，并将电能储存到手机的锂电池内，这种无线充电的主要优势是在近距离时效率可达90%。虽然无线充电具有便捷、高效等优点，但充电效率也受到多种因素影响，系统的发热程度、环境干扰物、线圈材料的电阻、对齐相对位置等都会影响能量传输的效率，只有当线圈完全对齐时才能实现高效率的充电。 现在很多手机都搭配了超级无线快充功能，在快充过程中的不同阶段中充电功率会根据电池的电量进行调整，我国某品牌智能手机使用标称电压3V，容量4400mA·h的电池，采用超级快充技术，不到10min就可把电池的电量充达一半，极大地方便了人们使用。 （1）给电池充电的过程中，将 转化为化学能，电池相当于 （选填“用电器”或“电源”）； （2）受电线圈是根据 的原理给手机充电的，如图所示哪个选项是效率较高的充电方式 ； （3）标有“输出11V 6A”字样的充电器给电池充电，设充电器工作时输入功率保持不变，充电效率为80%，则选用该充电器将上述手机电池从零到充满电需要 min； （4）利用USB充电电流电压显示计来实时测量充电过程中充电器输出的电流和电压，并绘制如题图乙、丙所示图像，若充电的导线的阻值为0.05Ω，前20min导线产生的热量为 J。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $