任务一 电的认识（拓展练习）《电工技术基础与技能》上好课（电工版·第2版）

任务一 电的认识 知识扩展性测试题 一、史料分析与科学精神（共20分） 【史料解读】（10分） 教材中提到：“公元前6世纪，希腊人就发现并记载了琥珀与羊皮摩擦后可以吸引轻小物体……但直到17世纪，吉尔伯特才开始比较系统的研究。” 请分析，从公元前6世纪到17世纪这漫长的两千多年里，为什么人类对“电”的认识进展如此缓慢？这反映了早期自然哲学研究与近代科学方法之间存在哪些关键差异？ 【科学精神】（10分） 富兰克林的风筝实验充满了危险性。结合你所学的知识，谈谈富兰克林进行此项实验所体现出的科学精神是什么？如果让你用现代安全的方法来验证“天电”与“地电”的相同性，你会如何设计一个模拟实验方案？（简述思路即可） 二、原理探究与工程应用（共30分） 【能量转换链】（10分） 1.以水力发电为例，请完整描述其能量转换过程，并指出在这个链条中，哪一步是核心的“电能产生”环节？ （提示：从水的势能开始，到最终输出电能结束） 【公式推导与应用】（10分） 2.远距离输电采用高压是为了减小电能损耗。已知输电线的功率损耗公式为 （其中I为电流，R为线路电阻）而输送的总功率 P=UI （U为电压）P损与输送电压 U 之间的关系式。根据你推导出的关系式，解释为什么升高电压可以显著降低线路损耗。 【技术对比】（10分） 3.教材提到了多种发电方式，如燃煤、水力、风力、太阳能和核能。 请选择其中两种你感兴趣的发电方式，从环保性、稳定性、成本三个维度进行简要对比分析。 你认为未来哪种（或哪几种）发电方式最有发展潜力？为什么？ 三、安全规范与实践思辨（共30分） 【情境判断】（10分） 1.小明在家发现一个老旧的插座面板松动了，他想自己动手修理。他找来一把普通的螺丝刀（手柄有轻微磨损），并在未关闭家中总电源的情况下，直接开始拆卸。 2.请指出小明操作中的至少三处严重违反安全用电规程的行为，并说明每处行为可能带来的风险。 【工具原理深究】（10分） 1.试电笔之所以能保证使用者的安全，关键在于其内部串联了一个高阻值电阻（通常在1-2兆欧姆）。 2.假设家庭电路电压为220V，人体电阻约为1000欧姆。如果试电笔内没有这个高阻值电阻，当人使用试电笔接触火线时，流过人体的电流会有多大？（根据欧姆定律计算） 这个电流值是否致命？这充分说明了试电笔内部高阻值电阻起到了什么关键作用？ 【概念辨析】（10分） 1.“安全电压”是指在特定条件下，对人体不会造成伤害的电压。教材中列出了我国规定的42V、36V、24V等多个等级。 2.为什么安全电压不是一个固定的值（比如统一规定为36V），而是要根据不同环境（如干燥、潮湿、金属容器内）设定不同的等级？ 3.有人认为：“只要电压低于36V，就绝对安全，可以随意触摸。”这种观点正确吗？请说明理由。 四、开放性探究（共20分） 【未来畅想】（20分） 随着科技的发展，无线充电、甚至远距离无线输电技术正在被研究。 1.请你大胆设想：如果未来实现了高效、安全的远距离无线输电，我们的生活、城市规划乃至能源格局可能会发生哪些颠覆性的变化？ 2.同时，这种技术可能会带来哪些新的安全挑战或社会问题？（请从至少两个方面进行阐述） 学科网（北京）股份有限公司 $