19.2 发电机是怎样工作的 同步练习-2025-2026学年沪科版物理九年级全一册

19.2发电机是怎样工作的 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．图所示的几种与电和磁有关的情景，工作时应用了电磁感应原理的是 A． 风力发电机 B． 电风扇 C． 电饭锅 D． 电磁起重机 2．下列图片中的生活情境，从物理学的角度解释不正确的是（　　） A．图A：暖气安装在墙体下部会使房间温度升高更快，因为空气变热后质量变小会上升 B．图B：急转弯的弯道处安装的凸面镜是利用光的反射扩大司机和行人的视野 C．图C：手摇发电手电筒的工作原理与话筒的工作原理相同 D．图D：用卡车装货物时，重的货物装在底层可以降低重心提高稳定性 3．下列关于物理方法、物理学史、物理量的估测、仪器的使用方法等的说法中，正确的是（　　） A．“探究电流与电阻的关系”和“测量电阻”用了相同的研究方法 B．第一个发现“电流周围存在着磁场”的是英国物理学家法拉第 C．小华学习用的台灯正常工作1小时消耗的电能大约为 D．使用弹簧测力计测力前，应使弹簧测力计的指针对准零刻度线 4．如图所示，有关电与磁的实验，下列分析正确的是（    ） A．甲图说明通电导体周围存在磁场，将小磁针移走，磁场消失 B．乙图中地磁场的形状跟条形磁体外部的磁场相似，地磁场的北极在地理北极附近 C．丙图中的动圈式话筒的工作原理是通电导线在磁场中受力转动 D．丁图中若把磁极和电源的正、负极同时对调，闭合开关，导体棒的运动方向不会改变 5．油电混合动力汽车逐渐走进普通家庭，混动汽车搭载了传统的内燃机，高效的电动机、发电机和蓄电池组。行驶过程中内燃机提供动力；同时可为蓄电池充电，也可以由蓄电池和电动机提供动力。下列关于汽车说法正确的是（　　） A．汽车高速行驶时上表面空气流速大压强大 B．发电机的功率越大效率越高 C．油电混动汽车的工作效率可以达到100% D．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用 6．请仔细分析图中的几个探究实验，描述有误的一项是（　　） A．电动车动力装置的工作原理和图④的工作原理相同 B．动圈式话筒的工作原理和图②的工作原理相同 C．发电机的工作原理和图①的工作原理相同 D．电磁继电器的使用应用了图③的实验探究结论 7．下列关于电与磁的说法中正确的是（　　） A．奥斯特实验表明，通电导线周围存在磁场 B．磁体周围的磁感线是真实存在的 C．发电机将电能转化为机械能 D．电动机是利用电磁感应原理制成的 8．节能电梯在制动时，可以通过能量回馈设备，将机械能转化为电能，并回送电网。下列实验能说明其工作原理的是（　　） A． B． C． D． 9．如图所示，闭合开关，将导体ab水平向右移动，导体cd也随之运动起来。下列说法正确的是（    ） A．甲装置运用的原理是电磁感应 B．甲装置把电能转化为机械能 C．乙装置产生的现象在生活中的应用是发电机 D．若导体ab水平向左移动，导体cd的运动方向不变 10．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 二、填空题 11．我国高铁采用了能量回收制动方式，列车到站前停止动力供电，继续向前运行，内部线圈随车轮转动，切割磁感线产生感应电流，把___________能转化为电能进行回收。该工作方式属于___________现象。 12．某款运动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，随着手臂的摆动，磁铁在管内做往复运动，线圈中便会产生电流，这是___________现象；利用此原理可制成___________（选填“电动机”或“发电机”）。 13．_______也是一种常见的电源，家庭电路中的电流是靠远方电站中的发电机来维持的。 14．2024年12月，我国研发的全球单体容量最大的漂浮式风电平台“明阳天成号”正式投运（如图所示），预计每年可提供约5.000万度绿色电力。 (1)风力发电机利用了___________原理发电。 (2)5000万度电能合计____________J。 (3)若这些电能由发电效率为40%的煤燃烧产生，可节约___________t煤。（q煤=3×107J/kg） 15．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，地板下方铺设的结构如图所示，当踩踏地板时，固定在地板下方的磁铁往复运动，使固定在地面上的弹簧线圈做__________磁感线运动，闭合电路中产生__________，小灯泡发光，此过程发生的能量转化是机械能转化为__________。 三、实验题 16．小丹做了一个有趣的实验，她将两个相同的玩具电动机A、B的转轴用塑料管连接起    来，图甲是电动机A、B简易结构的示意图。 (1)如图乙所示，闭合开关S，电流通过电机B，B中线圈在______中会受到力的作用转动起来，带动电机A中线圈转动，小灯泡发光。此时，电机A相当于______（填“用电器”“开关”或“电源”），这是利用了______原理； (2)若想改变电机B中线圈的转动方向，可以通过改变______来实现； (3)当电机A中线圈的转动时，通过小灯泡的电流方向会不会改变呢？只需要在电机A所在电路中添加______（一种器材）即可。 四、综合题 17．将表面有金属镀层的磁体吸在干电池的负极，将一根硬铜线折成导线框abcd搭在干电池的正极和磁体上，导线框abcd就会以干电池为轴转动起来，如图所示。 (1)若将磁体的N、S极对调，则导线框abcd的转动方向将______（选填“改变”或“不变”）。 (2)导线框abcd能够转动的原因是左、右两段导线受到的力的方向是______的，导线框转动时将______能转化为机械能。 (3)通电时间稍长，干电池会明显发热，原因是干电池被______；干电池供电时将______能转化为电能。 (4)下列设备的原理与本装置的原理相同的是______。 A．电磁继电器 B．扬声器 C．动圈式话筒 D．电磁铁 18．如图，某油电混合动力汽车装备热动力源（内燃机）和电动力源（电池与电动机）。主要由内燃机和电机组成，电机可切换为电动机或发电机。启动时，内燃机不工作，蓄电池供电驱动，高速行驶或电池电量低时，内燃机启动，提供动力，电机切换为充电模式（不提供动力）。 (1)油电混合动力汽车高速行驶时动力系统没有用到图3中哪幅蕴含的物理知识？_________（填字母）； (2)如图2所示是四缸汽油机一个气缸工作循环的四个冲程，工作循环的顺序是_________，其中涉及能量转化的有_________，如该内燃机飞轮转动速度为3600r/min，则每秒完成做功_________次； (3)汽车尾部扰流板做成上平下凸的形状，可以减少车辆尾部的升力。当汽车高速行驶时，汽车对路面的压力比静止时变_________。原因是高速行驶时扰流板上方气体流速_________，压强_________，（前三空选填“大”或“小”）从而给汽车造成一个方向向__________（选填“上”或“下”）的压力差。 小米SU7Ultra，2025年2月震撼发布。其最大马力达1548匹，零百加速仅1.98秒，刷新四门量产车加速纪录。此车推出，彰显了国产品牌科技实力，对国家科技创新与产业升级贡献显著。 19．两种汽车的能流图如图所示。与燃油汽车相比，电动汽车有许多优势，关于能流图，下列说法正确的是（　　） A．燃油汽车能量利用率高 B．电动汽车能量利用率高 C．电动汽车的能量利用效率可以达到100% D．电动汽车的有用机械能更多 20．如图所展示的是小米SU7Ultra汽车驾驶室内的遮阳板与镜灯设计细节。遮阳板和镜子遮板相当于开关S1和S2.下翻遮阳板并打开镜子遮板，镜灯亮；单独关闭镜子遮板或单独向上折遮阳板，镜灯灭。以下电路设计符合要求的是（　　） A． B． C． D． 21．小米SU7Ultra配备动能回收系统。当刹车时，动能回收系统将汽车动能转化为电能。下列所示的四个实验中与其原理相同的是（　　） A． B． C． D． 学科网（北京）股份有限公司 《19.2发电机是怎样工作的》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A A D D D B A B A A 1．A 【详解】A．发电机是利用电磁感应原理制成的，符合题意； B．电风扇是利用磁场对电流的力的作用制成的，不符合题意； C．电饭锅是利用电流的热效应的原理制成的，不符合题意； D．电磁起重机是利用电流的磁效应的原理制成的，不符合题意． 2．A 【详解】A．空气的密度随气温的升高而减小，所以房间里的暖气一般都安装在窗户下方，故A符合题意； B．凸面镜对光有发散作用，可扩大视野，利用了光的反射，故B不符合题意； C．手摇发电手电筒的工作原理是电磁感应现象，话筒的工作原理也是电磁感应现象，故两者工作原理相同，故C不符合题意； D．重心越低，物体的稳定性越好，故D不符合题意。 故选A。 3．D 【详解】A．探究电流与电阻的关系，保持电压不变，采用的是控制变量法；测量电阻时，求平均值减小误差，两种方法不同，故A错误； B．第一个发现“电流周围存在着磁场”的是丹麦物理学家奥斯特，第一个发现“电磁感应”现象的科学家是英国物理学家法拉第，故B错误； C．台灯的功率约40W，台灯正常工作1小时消耗的电能约W=Pt=40W×3600s=1.44×105J 故C错误； D．使用弹簧测力计测力前，观察量程和分度值，应使弹簧测力计的指针对准零刻度线，故D正确。 故选D。 4．D 【详解】A．甲实验说明通电导体周围存在磁场，将小磁针移走，磁场仍然存在，故A错误； B．乙图中地磁场的形状跟条形磁体的磁场相似，地磁场的北极在地理南极的附近，故B错误； C．丙图中的动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象，将声信号转为电信号，故C错误； D．丁图中导体棒的运动方向与磁场方向和电流方向有关，若把磁极和电源的正、负极同时对调，闭合开关，导体棒的运动方向不变，故D正确。 故选D。 5．D 【详解】A．流体流速大的位置压强小，流体流速小的位置压强大。汽车高速行驶时，上表面空气流速大，压强小，下表面空气流速小，压强大，从而产生向上的升力，故A错误； B．发电机的效率是指输出电能与输入机械能的比值，功率大表示做功快，但与效率高低无直接关系，故B错误； C．油电混动汽车工作时存在能量损失，如摩擦生热、废气带走热量等，工作效率不可能达到100%，故C错误； D．电动机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用而运动，将电能转化为机械能，故D正确。 故选D。 6．B 【详解】A．电动车动力装置的工作原理和图④的工作原理相同，是利用通电导体在磁场中受到力的作用，故A正确，不符合题意； B．动圈式话筒的工作原理和图①的工作原理相同，为电磁感应现象，故B错误，符合题意； C．发电机的工作原理和图①的工作原理相同，是利用电磁感应现象来工作的，故C正确，不符合题意； D．电磁继电器是通过电流大小，从而改变电磁铁磁性强弱来控制的自动开关，图③的实验探究结论为电磁铁磁性强弱与电流的大小和线圈的匝数有关，故D正确，不符合题意。 故选B。 7．A 【详解】A‌．奥斯特实验揭示了电流的磁效应，表明通电导线周围存在磁场，故A正确； ‌B‌．磁场是真实存在的，但磁感线是为了形象描述磁场而假想的曲线，并不是真实存在的，故B错误； ‌C‌．发电机的原理是电磁感应，是将机械能转化为电能的装置，并非将电能转化为机械能，故C错误； ‌D‌．电动机是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理制成的，电磁感应是发电机的工作原理，故D错误。 故选A。 8．B 【详解】节能电梯制动时将机械能转化为电能，利用的是电磁感应原理。 A．该装置是奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，是电流的磁效应，故A不符合题意； B．图中闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，会产生感应电流，是电磁感应现象，能说明节能电梯的工作原理，故B符合题意； C．此装置探究的是影响电磁铁磁性强弱的因素，故C不符合题意； D．该装置是通电导体在磁场中受力运动，是电动机的工作原理，故D不符合题意。 故选B。 9．A 【详解】AB．将导体ab水平向右移动，即闭合电路的部分导体ab在磁场中做切割磁感线运动，故导体ab中有感应电流产生，则甲装置运用的原理是电磁感应现象，此过程中将机械能转化为电能，故A正确，B错误； C．当导体ab中产生的感应电流通过导体cd时，由于磁场对通电导体有力的作用，则导体cd由于受到力的作用将会发生运动，故乙装置产生的现象的应用是电动机，故C错误； D．感应电流的方向与磁场方向和运动方向有关，若导体ab水平改为向左移动，故产生的感应电流方向改变，则通过导体cd的电流方向也发生改变，由于通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关，故导体cd的运动方向也发生改变，故D错误。 故选A。 10．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。 11． 机械 电磁感应 【详解】[1]列车到站前停止动力供电但仍向前运行，此过程中列车依靠惯性保持运动状态，具有机械能（动能，因列车在运动）。内部线圈随车轮转动、切割磁感线时，消耗了列车的机械能，进而产生感应电流（得到电能），所以是机械能转化为电能。 [2]“内部线圈随车轮转动，切割磁感线产生感应电流”，符合电磁感应现象的定义（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），因此该工作方式属于电磁感应现象。 12． 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。 13．发电机 【详解】发电机是一种提供电能的装置，也是一种常见的电源，家庭电路中的电流是靠远方电站中的发电机来维持的。 14．(1)电磁感应 (2)1.8×1014 (3)1.5×104 【详解】（1）风力发电机在风力的带动下，线圈切割磁感线产生感应电流，利用了电磁感应原理发电。 （2）因为 所以 （3）若这些电能由发电效率为40%的煤燃烧产生，即W=ηmq煤，可节约煤的质量为 15． 切割 感应电流 电能 【详解】[1][2][3]如图所示，固定在地板下方的磁铁位于线圈内部，当磁铁上下往复运动时，线圈就会切割磁感线运动，根据电磁感应现象可知，当闭合线圈中的部分导体切割磁感线运动时，线圈中就会产生感应电流，使小灯泡发光；使小灯泡发光的电能是由机械能转化的，所以其能量转化是机械能转化成电能。 16．(1) 磁场 电源 电磁感应 (2)电流方向（或磁场方向） (3)灵敏电流计 【详解】（1）[1]闭合开关S，电流通过电机B，B中线圈在磁场中会受到力的作用转动起来。这是电动机的工作原理，即通电导体在磁场中受到力的作用。 [2][3]电机B转动起来后带动电机A中线圈转动，小灯泡发光，说明此时电机A为电路提供了电能，相当于电源。 电机A是利用了电磁感应原理，即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。 （2）电动机中线圈的转动方向与电流方向和磁场方向有关，若想改变电机B中线圈的转动方向，可以通过改变电流方向（或磁场方向）来实现。 （3）要判断通过小灯泡的电流方向是否改变，只需要在电机A所在电路中添加灵敏电流计即可。因为灵敏电流计指针的偏转方向与电流方向有关，通过观察灵敏电流计指针的偏转方向是否改变，就能判断电流方向是否改变。 17．(1)改变 (2) 相反 电 (3) 短路 化学 (4)B 【详解】（1）导线框能转动起来是因为通电导线在磁场中受到力的作用。通电导线在磁场中受力的方向跟电流方向和磁场方向有关，不改变电流方向，将磁体的N、S极对调（磁场方向相反），导线框的转动方向将改变。 （2）[1]由图可知，左、右两段导线周围的磁场方向不同（左边磁场斜向左上方，右边磁场斜向右上方），因此左、右两段导线受到的力的方向是相反的，所以导线框能够转动。 [2]导线框转动时，将电源提供的电能转化为导线框转动的机械能。 （3）[1]用导线直接将电源的正、负极相连会造成电源被短路，电流很大，根据焦耳定律可知，通电时间稍长，干电池会明显发热。 [2]干电池供电时，将干电池内部储存的化学能转化为电能。 （4）由题意可知，本装置的原理是通电导线在磁场中受到力的作用，扬声器就是利用这一原理工作的，而电磁继电器、电磁铁是利用电流的磁效应工作的，动圈式话筒的原理为电磁感应现象，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 18．(1)C (2) 乙、甲、丁、丙 甲、丁 30 (3) 大 小 大 下 【详解】（1）混合动力汽车主要由一台内燃机和一台电机组成，当汽车需要高速行驶时，内燃机工作，为汽车提供动力，同时能通过电机给蓄电池充电，此时电机充当发电机，它的工作原理是电磁感应现象。 A．A图是电磁感应现象，是发电机的原理图，故A不符合题意； B．图B工作时将内能转化为机械能，同热机的做功冲程，故B不符合题意； C．图C中有电源，是电动机的原理图，高速行驶时电机切换为充电模式，混合动力汽车上没有用到电动机原理，故C符合题意； D．图D工作时将机械能转化为内能，同热机的压缩冲程，故D不符合题意。 故选C。 （2）[1]图2甲图中的气门关闭，活塞上行，为压缩冲程；乙图中的进气门打开，排气门关闭，活塞下行，为吸气冲程；丙图中的进气门关闭，排气门打开，活塞上行，为排气冲程；丁图中的气门关闭，活塞下行，为做功冲程，则工作循环的顺序为：乙、甲、丁、丙。 [2]该过程中涉及能量转化的有甲：压缩冲程、丁：做功冲程，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能。 [3]飞轮每秒转动的圈数为 一个工作循环中，飞轮转两圈，对外做功一次，故一秒钟做功30次。 （3）[1][2][3][4]扰流板做成上平下凸的形状，当气流通过扰流板时，导流板上方的空气流速小压强大，下方的空气流速大压强小，产生一个向下的压强差，使汽车获得一个向下的压力差，增加了汽车对地面的压力，增大了车轮与地面的摩擦力。 19．B 20．A 21．D 【解析】19．AB．据图可知燃油汽车能量利用率为 电动汽车能量利用率为 因此电动汽车能量利用率高，故B正确，A错误； C． 电动汽车的能量存在损失，因此效率不会达到100%，故C错误； D．由于不确定消耗的总能量，因此无法确定有用机械能的多少，故D错误。 故选B。 20．根据题意，只有两个开关同时闭合时，灯泡才工作，单独闭合其中一个开关灯泡不亮，说明两开关互相影响，因两开关串联，再与灯泡串联，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 21．当刹车时，动能回收系统将汽车动能转化为电能，即将机械能转化为电能，利用的是发电机原理； A．图中是奥斯特实验，是电流的磁效应，故A不符合题意； B．图中是电磁铁，利用的是电流的磁效应，故B不符合题意； C．图中包含电源，是通电导电在磁场中受到力的作用，是电动机原理，故C不符合题意； D．图中不包含电源，闭合回路的线圈做切割磁感线运动，利用电磁感应，是发电机原理，故D符合题意。 故选D。 学科网（北京）股份有限公司 $