19.2 发电机是怎样工作的（讲义）物理新教材沪科版九年级全一册

第十九章 电能从哪里来 第2节 发电机是怎样工作的 课标要点 1.能了解发电机的工作原理，知道发电机是根据电磁感应现象制成的。 2.能了解发电机发电过程中的能量转化，知道电磁感应与火力、水力、核能等多种发电形式的联系。 3.能初步了解我国三峡大坝工程的发电概况，能辨析发电机与电动机工作原理的不同。 学习重难点 重点：了解发电机的工作原理，理解发电机发电过程中的能量转化。 难点：理解交流发电机线圈转动时产生感应电流的条件，能正确辨析发电机与电动机的工作原理。 知识点 发电机的工作原理 1. 发电机是根据电磁感应原理制造的：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流。 2. 发电机产生的电流分为直流电与交流电。电流方向不随时间改变的叫直流电，电流方向随时间周期性改变的叫交流电。 3. 交流发电机让线圈在磁场中转动发电：当线圈平面与磁感线垂直（经过中性面）时，AB边、CD边运动方向与磁感线平行，不切割磁感线，线圈中不产生电流；当线圈平面与磁感线平行时，两边切割磁感线产生感应电流。 4. 线圈每转过一圈，感应电流的方向改变两次，发电机发出的是方向周期性变化的交流电。 判断发电机是否产生电流的关键，是看线圈（导体）是否切割磁感线：线圈平面与磁感线平行时切割磁感线、产生电流；与磁感线垂直（经过中性面）时不切割磁感线、瞬间无电流。发电机发电的过程是机械能转化为电能。 随学随练 1．（2026•兰州模拟）目前，共享单车布满城市的大街小巷，用手机扫描车上的二维码，就可以接通电源，驱动电机开锁，使用非常方便。传动轴内有一台微型发电机，在骑行的时候，这个发电机能为车锁里面的蓄电池充电。下列与微型发电机的工作原理相同的是（　　） A．喇叭 B．动圈式话筒 C．电暖气 D．电磁起重机 2．（2026•常州中考）2025年9月，全球首台兆瓦级商用空中发电系统在中国成功试飞，高空，风吹动叶片驱动发电机发电。下列实验中，与发电机发电原理相同的是（　　） A． B． C． D． 3．（2026•十堰模拟）如图所示是科技小组的同学利用电磁转换的知识制作的“电能无线传输”装置的示意图。图中送电线圈利用电流产生磁场，受电线圈正对并靠近送电线圈可以产生电流，使灯泡发光，实现电能的无线传输。与受电线圈产生电流原理相同的是________（选填“电动机”或“发电机”）；该装置的受电线圈中电流大小可以通过小灯泡_______来反映；在给手机“无线”充电过程中，手机的电池相当于简单电路中的________。 知识点 交流发电机的结构 1. 实际交流发电机的结构比基本模型复杂得多，主要由转动部分（转子）、不动部分（定子）和其他部件组成。 2. 在大型发电机中，转子实际上是产生磁场的电磁铁，而产生感应电流的线圈却是不动的（定子）。 3. 大型发电机采用“转子为电磁铁、定子为线圈”的结构，便于产生高电压和强电流。 发电机与电动机的结构相似，但工作原理不同：电动机是通电线圈在磁场中受力转动，把电能转化为机械能；发电机是线圈在磁场中转动产生感应电流，把机械能转化为电能。分析时要抓住能量转化的方向。 随学随练 4．（2025•南阳期末）发电机是根据闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生电流的原理制成的，则（　　） A．发电机的转子一定是线圈 B．发电机的转子可能是线圈，也可能是磁极 C．发电机的转子一定是磁极 D．发电机的转子是换向器 5．（2025•广安期末）生产中使用的发电机常用________作转子，转子需要由外力来带动。 知识点 发电机与能量转化 1. 发电机是一种把其他形式的能转化成电能的装置。目前常用的发电方式有火力发电、水力发电和核能发电等。 2. 火力发电：通过煤、石油等燃料的燃烧来加热锅炉中的水，产生高温、高压水蒸气，推动汽轮机叶轮高速旋转，从而带动发电机转子转动发电。火力发电的能量转化过程：燃料的化学能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能。 3. 水力发电：在江河上筑坝建水库，让水从可控制的闸门中奔泻而出，冲击水轮机，使水轮机带动发电机转子转动，从而实现发电。水力发电的能量转化过程：水的机械能→水轮机的机械能→发电机转子的机械能→电能。 4. 核能发电：利用铀原子核裂变时释放出的核能来加热水，用高温、高压蒸汽推动蒸汽涡轮机转动，从而带动发电机转子发电。核能发电的能量转化：核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能。 5. 三峡工程安装32台单机容量7×105 kW及2台5×104 kW的水轮发电机组，总装机容量为2.25×107 kW，是世界第一大水电工程；秦山核电站是我国第一座自行设计、建造、调试和运营的核电站。 水力发电、火力发电、核能发电获得机械能（转动）的方式不同——分别来自水的机械能、燃料的化学能、原子核的核能，但最终都是通过电磁感应把机械能转化为电能；要会写出各自完整的能量转化链条。 随学随练 6．（2026•荆门模拟）国家主席习近平在联合国代表中国郑重承诺力争2030年前碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和，为保护人类共同家园——地球，贡献中国力量。以下四类发电方式不属于限制碳排放的是（　　） A．火力发电 B．水力发电 C．核能发电 D．光伏发电 7．（2026•贵州模拟）如图所示是一台手摇发电机，当线圈在磁场中快速转动时，小灯泡就能发光。下列说法正确的是（　　） A．发电机利用“电生磁”原理工作 B．线圈转动速度快慢不影响灯亮度 C．发电机发出的电能可全部转化为光能 D．发电机是将机械能转化为电能的装置 8．（2025•福建期末）核能发电替代火力发电，能促进我国尽早实现碳达峰、碳中和。关于核能发电请回答下列两个问题： （1）请补充完整核能发电的能量转化过程_______、________。 （2）请解释核反应堆常用水来冷却的原因____________________。 题型 发电机与电动机辨析 发电机因电磁感应产生电流，把机械能转化为电能；电动机是通电线圈在磁场中受力转动，把电能转化为机械能。 活学活用 9．（2026•株洲模拟）电磁技术广泛用于智能制造装备。下列对应关系错误的是（　　） A．电流磁效应——电磁铁 B．电磁感应——发电机 C．通电导体在磁场受力——电动机 D．磁极相互作用一一电磁继电器 10．（2026•临沂模拟）小明在科技节表演“隔板推物”，其装置如图所示。甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，通过导线连接构成闭合电路，推动甲线圈摆动切割磁感线，在闭合电路中产生_________，同时乙线圈会随之摆动，此时乙线圈相当于________（选填“电动机”或“发电机”）。如果只将乙线圈处的磁铁两极位置对调，重复刚才操作，则乙线圈的摆动方向与之前_______（选填“相同”或“相反”）。 题型 能量转化与多种发电方式 （1）发电机是把其他形式的能转化为电能的装置，各种发电方式最终都是通过带动发电机转子转动来发电。 （2）火力发电：化学能→内能→机械能→电能；水力发电：机械能→机械能→电能；核能发电：核能→内能→机械能→电能。 活学活用 11．（2025•青岛期末）水力发电是利用河流、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处，推动发电机产生电能。下列说法正确的是（　　） A．水从高处落下，内能转化为机械能 B．发电机发电过程，机械能转化为电能 C．发电机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动 D．发电过程中，能量转化效率为100% 12．（2026•随州模拟）如图为核电站工作原理图，下列叙述正确的是（　　） A．核能有核辐射，应该杜绝核能发电 B．核能直接转化为家庭电路所需的电能 C．核电站是利用核聚变释放的能量来发电的 D．汽轮机主要是通过做功的方式改变了高温蒸汽的内能 基础通关 13．（2026•成都二模）图中的手摇设备工作原理是（　　） A．焦耳定律 B．电磁感应 C．安培定则 D．欧姆定律 14．（2026•马鞍山模拟）下列用电器与对应的工作原理表达正确的是（　　） A．电动机——电流的磁效应 B．动圈式话筒——电磁感应 C．电磁铁——电流的热效应 D．发电机——磁场对通电线圈的作用 15．（2026•蚌埠模拟）如图所示，发电机的线圈从水平位置开始转动，下列说法正确的是（　　） A．线圈转到图示位置时不能产生感应电流 B．线圈转到图示位置，cd边不受磁场力作用 C．线圈从图示位置转过180°后ab边电流方向不变 D．线圈从图示位置转过90°瞬间线圈中没有电流 16．（2025•唐山期末）下列选项与发电机原理相同的是（　　） A． B． C． D． 17．（2026•芜湖三模）发电机的线圈从水平位置（如图甲所示）转动到线圈平面与磁感线垂直的位置（如图乙所示）的过程中，下列说法正确的是（　　） A．线圈中的感应电流方向会发生改变 B．线圈在图甲位置时，cd边不受磁场力作用 C．线圈转到图乙位置瞬间，线圈中没有感应电流 D．线圈转动过程中将电能转化为机械能 18．（2026•扬州二模）某科学兴趣小组制作了如图甲所示的地震自动报警器，其简化结构如图乙所示，金属杆与发光二极管、报警器组成了闭合回路。若地震使金属杆摆动，电路中会产生电流并报警。关于该装置以下说法正确的是（　　） A．金属杆可以用普通橡胶棒代替 B．报警时金属杆将电能转化为机械能 C．产生电流的原理与发电机相同 D．发光二极管是由超导材料制成的 19．（2025•六安模拟）绕水平轴可以匀速转动的矩形线圈放置于匀强磁场中，现在让矩形线圈从图示位置开始沿某一方向匀速转动90°，在电路中产生如图所示方向的电流，下列说法正确的是（　　） A．线圈转动90°后的位置叫平衡位置 B．线圈转动时产生电流是磁场对电流的作用 C．线圈转动过程中每边都会产生感应电流 D．线圈转动过程中电磁铁右端是S极 20．（2026•聊城模拟）学以致用，乐于探究。小红做了一个有趣的实验，她将两个相同的玩具电机A、B的转轴用塑料管连接起来，如图甲所示是电机A、B简易结构示意图，如图乙所示，闭合开关后，小灯泡能发光。关于该实验下列说法正确的是（　　） A．电机A相当于电动机 B．电机B的工作原理是电磁感应 C．改变电路中电流方向可以改变电机B中线圈转动的方向 D．电机B中线圈转动方向改变时，小灯泡不能发光 21．（2026•柳州二模）我国自主研发的新能源汽车广泛应用了“能量回收技术”：当汽车滑行或制动时，车轮带动线圈在磁场中转动，产生感应电流，将机械能转化为电能储存起来，从而增加续航里程，该技术工作原理是_________现象，该原理与________（选填“电动机”或“发电机”）的原理相同。 22．（2026•平顶山模拟）利用风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力发电机组叶片横截面的示意图如图所示，叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，通过发电机，利用_________原理发电。当风正面垂直吹向图中所示的静止叶片时，从正面看叶片A会________（选填“顺时针”或“逆时针”）转动。 23．（2026•长沙二模）我国在伞梯高空风力发电领域已达到世界领先水平，伞梯由牵引缆绳把捕风伞串成长串并和地面发电站相连。伞梯发电时，捕风伞在氦气球带动下升至数百米的高空，伞面打开后捕获风能并拉动缆绳带动地面发电机发电，捕风伞到达地面后伞面闭合，由氦气球牵引复位，循环工作。请回答下列问题： （1）氦气球能带动捕风伞升空，是因为氦气的密度比空气的密度_____。 （2）捕风伞捕获风能带动发电机发电时，是将_______能最终转化为电能。 24．（2026•孝感期末）如图是水电站剖面图。其工作原理是：水从上游流下时带动水轮发电机转动，水的_______能转化为_____能。一定质量的水，上、下游水位差越_____，能发出的电越多。 素养提升 25．（2025•天津期中）甘肃酒泉风电基地是我国第一个千万级风电基地的启动项目，基地中的风力发电机工作时的能量转化为（　　） A．机械能→电能 B．光能→电能 C．电能→机械能 D．电能→内能 26．（2026•荆门模拟）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 27．（2026•济宁模拟）如图是华电旬邑风力发电厂安装的风力发电机组，该风电装置是通过叶片在风力作用下，高速旋转从而带动发电机转子旋转生成绿色电力。下列选项中能正确反映风力发电原理的是（　　） A． B． C． D． 28．（2025•钦州模拟）图甲所示是一种自行车上的装置，车前端的灯泡与该装置内部线圈相连。自行车车轮的转动带动该装置上端的小轮转动，小轮带动内部的磁铁转动，灯泡便发光照明，图乙是其结构示意图。下列分析正确的是（　　） A．该装置是一种发电机 B．该装置将电能转化为机械能 C．车轮与小轮间应尽量光滑 D．增大车轮转速灯泡亮度变小 29．（2026•徐州期末）电磁流量计广泛应用于工业生产中的液体流量监测，直流式电磁流量计的示意图如图所示。当管道内有导电流体通过时，就会有微弱电流产生，仪表（由电压表改装而成）就会显示出流体流速。电磁流量计的工作原理与________（选填“电动机”或“发电机”）的原理相似；若仅调换图中两磁极的位置，仪表指针的偏转方向将_______（选填“不变”或“改变”）。 30．（2025•武汉期中）2025年9月，由我国自主研制的S1500型浮空风力发电系统成功完成一系列试验科目。其工作原理是利用氦气气囊提供浮力升空，在1500米左右的空中让高速气流流经环翼形通道，驱动轻量化发电机组工作，此过程是将_______能转化为 _____能。若该风电系统每小时的发电量为1.08×1011J，相当于________t汽油完全燃烧放出的热量。（汽油的热值q汽油＝4.5×107J/kg） 迁移创新 31．（2025•佳木斯二模）下列关于电与磁的说法，正确的是（　　） A．奥斯特实验表明，通电导线周围存在磁场 B．电动机是利用电磁感应原理制成的 C．发电机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的 D．磁体周围的磁感线是真实存在的 32．（2025•佛山三模）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“〇”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”）。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十九章 电能从哪里来 第2节 发电机是怎样工作的 课标要点 1.能了解发电机的工作原理，知道发电机是根据电磁感应现象制成的。 2.能了解发电机发电过程中的能量转化，知道电磁感应与火力、水力、核能等多种发电形式的联系。 3.能初步了解我国三峡大坝工程的发电概况，能辨析发电机与电动机工作原理的不同。 学习重难点 重点：了解发电机的工作原理，理解发电机发电过程中的能量转化。 难点：理解交流发电机线圈转动时产生感应电流的条件，能正确辨析发电机与电动机的工作原理。 知识点 发电机的工作原理 1. 发电机是根据电磁感应原理制造的：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生感应电流。 2. 发电机产生的电流分为直流电与交流电。电流方向不随时间改变的叫直流电，电流方向随时间周期性改变的叫交流电。 3. 交流发电机让线圈在磁场中转动发电：当线圈平面与磁感线垂直（经过中性面）时，AB边、CD边运动方向与磁感线平行，不切割磁感线，线圈中不产生电流；当线圈平面与磁感线平行时，两边切割磁感线产生感应电流。 4. 线圈每转过一圈，感应电流的方向改变两次，发电机发出的是方向周期性变化的交流电。 判断发电机是否产生电流的关键，是看线圈（导体）是否切割磁感线：线圈平面与磁感线平行时切割磁感线、产生电流；与磁感线垂直（经过中性面）时不切割磁感线、瞬间无电流。发电机发电的过程是机械能转化为电能。 随学随练 1．（2026•兰州模拟）目前，共享单车布满城市的大街小巷，用手机扫描车上的二维码，就可以接通电源，驱动电机开锁，使用非常方便。传动轴内有一台微型发电机，在骑行的时候，这个发电机能为车锁里面的蓄电池充电。下列与微型发电机的工作原理相同的是（　　） A．喇叭 B．动圈式话筒 C．电暖气 D．电磁起重机 解：微型发电机工作时，利用的是电磁感应现象。 A．喇叭（扬声器）是通电线圈在磁场中受力振动发声，利用的是磁场对电流的作用，故A不正确； B．动圈式话筒是声波使膜片振动带动线圈切割磁感线产生感应电流，利用的是电磁感应现象，故B正确； C．电暖气是利用电流的热效应工作，故C不正确； D．电磁起重机利用的是电流的磁效应（电磁铁原理），故D不正确。 答案：B。 2．（2026•常州中考）2025年9月，全球首台兆瓦级商用空中发电系统在中国成功试飞，高空，风吹动叶片驱动发电机发电。下列实验中，与发电机发电原理相同的是（　　） A． B． C． D． 解：发电机的原理是电磁感应现象；A选项指南针的原理是在地磁场的作用下指南北；B选项是奥斯特的实验，原理是电流的磁效应；C选项是电动机的原理图，原理是通电导体在磁场中受力转动；D选项是发电机的原理图，原理是电磁感应现象。因此ABC不符合题意，D符合题意。 答案：D。 3．（2026•十堰模拟）如图所示是科技小组的同学利用电磁转换的知识制作的“电能无线传输”装置的示意图。图中送电线圈利用电流产生磁场，受电线圈正对并靠近送电线圈可以产生电流，使灯泡发光，实现电能的无线传输。与受电线圈产生电流原理相同的是　发电机　（选填“电动机”或“发电机”）；该装置的受电线圈中电流大小可以通过小灯泡　亮度　来反映；在给手机“无线”充电过程中，手机的电池相当于简单电路中的　用电器　。 解：受电线圈在送电线圈产生的变化磁场中，切割磁感线产生感应电流，这是电磁感应现象，与发电机的工作原理完全相同； 实验中采用转换法，受电线圈的电流大小无法直接观察，通过小灯泡的亮度来间接反映：电流越大，灯泡越亮；电流越小，灯泡越暗； 在给手机无线充电时，手机电池消耗电能，在电路中相当于用电器。 答案：发电机；亮度；用电器。 知识点 交流发电机的结构 1. 实际交流发电机的结构比基本模型复杂得多，主要由转动部分（转子）、不动部分（定子）和其他部件组成。 2. 在大型发电机中，转子实际上是产生磁场的电磁铁，而产生感应电流的线圈却是不动的（定子）。 3. 大型发电机采用“转子为电磁铁、定子为线圈”的结构，便于产生高电压和强电流。 发电机与电动机的结构相似，但工作原理不同：电动机是通电线圈在磁场中受力转动，把电能转化为机械能；发电机是线圈在磁场中转动产生感应电流，把机械能转化为电能。分析时要抓住能量转化的方向。 随学随练 4．（2025•南阳期末）发电机是根据闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生电流的原理制成的，则（　　） A．发电机的转子一定是线圈 B．发电机的转子可能是线圈，也可能是磁极 C．发电机的转子一定是磁极 D．发电机的转子是换向器 解：ABC、简单的发电机由固定不动的磁体（定子）和转动的线圈（转子）组成，实际的发电机比模型发电机复杂得多，但仍是由转子和定子两部分组成。大型发电机发的电，电压很高、电流很强，一般采取线圈不动、磁极旋转的方式来发电，这种发电机叫做旋转磁极式发电机，故AC错误，B正确； D、发电机的转子不是换向器，故D错误。 答案：B。 5．（2025•广安期末）生产中使用的发电机常用　电磁铁　作转子，转子需要由外力来带动。 解：生产中使用的发电机常用电磁铁做转子，转子需要由外力来带动。 答案：电磁铁。 知识点 发电机与能量转化 1. 发电机是一种把其他形式的能转化成电能的装置。目前常用的发电方式有火力发电、水力发电和核能发电等。 2. 火力发电：通过煤、石油等燃料的燃烧来加热锅炉中的水，产生高温、高压水蒸气，推动汽轮机叶轮高速旋转，从而带动发电机转子转动发电。火力发电的能量转化过程：燃料的化学能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能。 3. 水力发电：在江河上筑坝建水库，让水从可控制的闸门中奔泻而出，冲击水轮机，使水轮机带动发电机转子转动，从而实现发电。水力发电的能量转化过程：水的机械能→水轮机的机械能→发电机转子的机械能→电能。 4. 核能发电：利用铀原子核裂变时释放出的核能来加热水，用高温、高压蒸汽推动蒸汽涡轮机转动，从而带动发电机转子发电。核能发电的能量转化：核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能。 5. 三峡工程安装32台单机容量7×105 kW及2台5×104 kW的水轮发电机组，总装机容量为2.25×107 kW，是世界第一大水电工程；秦山核电站是我国第一座自行设计、建造、调试和运营的核电站。 水力发电、火力发电、核能发电获得机械能（转动）的方式不同——分别来自水的机械能、燃料的化学能、原子核的核能，但最终都是通过电磁感应把机械能转化为电能；要会写出各自完整的能量转化链条。 随学随练 6．（2026•荆门模拟）国家主席习近平在联合国代表中国郑重承诺力争2030年前碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和，为保护人类共同家园——地球，贡献中国力量。以下四类发电方式不属于限制碳排放的是（　　） A．火力发电 B．水力发电 C．核能发电 D．光伏发电 解：A．火力发电需要燃烧化石燃料，会产生大量的二氧化碳，不属于限制碳排放的发电方式，故A正确； B．水力发电利用水能，不产生二氧化碳，属于限制碳排放的发电方式，故B不正确； C．核能发电利用核能，不产生二氧化碳，属于限制碳排放的发电方式，故C不正确； D．光伏发电利用太阳能，不产生二氧化碳，属于限制碳排放的发电方式，故D不正确。 答案：A。 7．（2026•贵州模拟）如图所示是一台手摇发电机，当线圈在磁场中快速转动时，小灯泡就能发光。下列说法正确的是（　　） A．发电机利用“电生磁”原理工作 B．线圈转动速度快慢不影响灯亮度 C．发电机发出的电能可全部转化为光能 D．发电机是将机械能转化为电能的装置 解：A、发电机利用的是电磁感应原理，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；而“电生磁”是电流的磁效应，是电磁铁的工作原理，故A错误。 B、线圈转动速度越快，切割磁感线的速度就越快，产生的感应电流越大，灯泡的亮度就越亮，所以线圈转动速度快慢会影响灯的亮度，故B错误。 C、发电机发出的电能在转化为光能的过程中，还会有一部分转化为内能（如线圈发热、导线发热等），不可能全部转化为光能，故C错误。 D、发电机工作时，通过手摇使线圈转动，消耗了机械能，产生了电能，是将机械能转化为电能的装置，故D正确。 答案：D。 8．（2025•福建期末）核能发电替代火力发电，能促进我国尽早实现碳达峰、碳中和。关于核能发电请回答下列两个问题： （1）请补充完整核能发电的能量转化过程　内能　 、　机械能　 。 （2）请解释核反应堆常用水来冷却的原因　水的比热容大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同的温度时，水可以吸收更多的热量，冷却效果更好　 。 解：（1）核能转化为水和蒸汽的内能，即加热水产生高温高压蒸汽； 高温高压蒸汽推动发电机转子，将内能转化为转子的机械能；发电机再将机械能转化为电能。 （2）水的比热容大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同的温度时，水可以吸收更多的热量，冷却效果更好。 答案：（1）内能；机械能；（2）水的比热容大，相同质量的水和其他物质相比，升高相同的温度时，水可以吸收更多的热量，冷却效果更好。 题型 发电机与电动机辨析 发电机因电磁感应产生电流，把机械能转化为电能；电动机是通电线圈在磁场中受力转动，把电能转化为机械能。 活学活用 9．（2026•株洲模拟）电磁技术广泛用于智能制造装备。下列对应关系错误的是（　　） A．电流磁效应——电磁铁 B．电磁感应一一发电机 C．通电导体在磁场受力——电动机 D．磁极相互作用一一电磁继电器 解：A、电流的周围存在磁场，电磁铁的工作原理就是电流的磁效应，故A正确； B、人们利用电磁感应现象制成了发电机，故B正确； C、电动机的工作原理是通电导体在磁场中受力运动，故C正确； D、电磁继电器是利用电流的磁效应工作的，故D错误。 答案：D。 10．（2026•临沂模拟）小明在科技节表演“隔板推物”，其装置如图所示。甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，通过导线连接构成闭合电路，推动甲线圈摆动切割磁感线，在闭合电路中产生　感应电流　，同时乙线圈会随之摆动，此时乙线圈相当于　电动机　（选填“电动机”或“发电机”）。如果只将乙线圈处的磁铁两极位置对调，重复刚才操作，则乙线圈的摆动方向与之前　相反　（选填“相同”或“相反”）。 解： 甲线圈摆动切割磁感线，在闭合电路中产生感应电流；同时乙线圈会随之摆动，此时乙线圈相当于电动机；如果磁极方向改变了，则乙线圈的摆动方向与之前的相反。 答案：感应电流；电动机；相反。 题型 能量转化与多种发电方式 （1）发电机是把其他形式的能转化为电能的装置，各种发电方式最终都是通过带动发电机转子转动来发电。 （2）火力发电：化学能→内能→机械能→电能；水力发电：机械能→机械能→电能；核能发电：核能→内能→机械能→电能。 活学活用 11．（2025•青岛期末）水力发电是利用河流、湖泊等位于高处具有势能的水流至低处，推动发电机产生电能。下列说法正确的是（　　） A．水从高处落下，内能转化为机械能 B．发电机发电过程，机械能转化为电能 C．发电机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动 D．发电过程中，能量转化效率为100% 解： A．水从高处落下，重力势能转化为动能，故A错误； B．发电机发电过程，机械能转化为电能，故B正确； C．发电机是利用电磁感应原理来工作的，电动机工作原理是通电线圈在磁场中受力转动，故C错误； D．任何机械的效率都不可能达到100%，故D错误。 答案：B。 12．（2026•随州模拟）如图为核电站工作原理图，下列叙述正确的是（　　） A．核能有核辐射，应该杜绝核能发电 B．核能直接转化为家庭电路所需的电能 C．核电站是利用核聚变释放的能量来发电的 D．汽轮机主要是通过做功的方式改变了高温蒸汽的内能 解：A、核能有核辐射危险，但是我们要想方设法注意核泄漏和核辐射，大力发展核能，故A错误； B、核电站发电过程能量转化顺序是：核能→内能→机械能→电能，故B错误； C、核电站是利用核裂变释放的能量来发电的，故C错误； D、汽轮机内高温蒸汽的内能转化为机械能，主要是通过做功的方式改变了高温蒸汽的内能，故D正确。 答案：D。 基础通关 13．（2026•成都二模）图中的手摇设备工作原理是（　　） A．焦耳定律 B．电磁感应 C．安培定则 D．欧姆定律 解：手摇设备工作原理是电磁感应。 答案：B。 14．（2026•马鞍山模拟）下列用电器与对应的工作原理表达正确的是（　　） A．电动机——电流的磁效应 B．动圈式话筒——电磁感应 C．电磁铁——电流的热效应 D．发电机——磁场对通电线圈的作用 解：A．电动机工作原理是通电导线在磁场中受作用力，故A错误； B．动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象，能量转化是机械能转化为电能，故B正确； C．电磁铁的工作原理是电流的磁效应，故C错误； D．发电机的工作原理是电磁感应，故D错误。 答案：B。 15．（2026•蚌埠模拟）如图所示，发电机的线圈从水平位置开始转动，下列说法正确的是（　　） A．线圈转到图示位置时不能产生感应电流 B．线圈转到图示位置，cd边不受磁场力作用 C．线圈从图示位置转过180°后ab边电流方向不变 D．线圈从图示位置转过90°瞬间线圈中没有电流 解：A、由图可知，线圈在该位置时，线圈平面和磁感线平行，上下两边与磁场方向垂直，做切割磁感线运动，线圈中有感应电流，故A错误； B、线圈转到图示位置，cd边受磁场力作用，故B错误； C、线圈从图示位置转过180°后，导体切割磁感线的方向发生了变化，电流的方向发生了改变，故C错误； D、图中线圈转过90°瞬间，圈平面和磁感线垂直，上下两边与磁场方向平行，线圈没有做切割磁感线运动，线圈中无电流，故D正确。 答案：D。 16．（2025•唐山期末）下列选项与发电机原理相同的是（　　） A． B． C． D． 解：发电机的工作原理是电磁感应现象。 A、图为探究通电螺线管磁场分布情况，故A错误； B、图为探究电磁感应实验装置图，说明闭合电路部分导体切割磁感线时会产生感应电流，故B正确； C、闭合开关，通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理图，故C正确； D、图为奥斯特实验装置图，说明通电导线周围存在磁场，故D错误。 答案：B。 17．（2026•芜湖三模）发电机的线圈从水平位置（如图甲所示）转动到线圈平面与磁感线垂直的位置（如图乙所示）的过程中，下列说法正确的是（　　） A．线圈中的感应电流方向会发生改变 B．线圈在图甲位置时，cd边不受磁场力作用 C．线圈转到图乙位置瞬间，线圈中没有感应电流 D．线圈转动过程中将电能转化为机械能 解：发电机线圈在磁场中转动时，ab边和cd边切割磁感线产生感应电流。图甲中线圈平面与磁感线平行，ab边和cd边切割磁感线的速度方向与磁场方向垂直，感应电流最大，cd边中有感应电流，通电导线在磁场中会受到磁场力作用，故B错误； 线圈从图甲位置向图乙位置转动过程中，线圈平面与磁感线的夹角逐渐减小，切割磁感线的有效速度逐渐减小，感应电流逐渐变小，转到图乙位置瞬间，线圈平面与磁感线垂直，ab边和cd边的运动方向均与磁感线平行，不切割磁感线，线圈中没有感应电流，故C正确； 该过程中线圈尚未经过图乙位置的中性面，感应电流方向不会发生改变，故A错误； 发电机工作过程中将机械能转化为电能，不是电能转化为机械能，故D错误。 答案：C。 18．（2026•扬州二模）某科学兴趣小组制作了如图甲所示的地震自动报警器，其简化结构如图乙所示，金属杆与发光二极管、报警器组成了闭合回路。若地震使金属杆摆动，电路中会产生电流并报警。关于该装置以下说法正确的是（　　） A．金属杆可以用普通橡胶棒代替 B．报警时金属杆将电能转化为机械能 C．产生电流的原理与发电机相同 D．发光二极管是由超导材料制成的 解：A、金属杆在装置中起到导电的作用，其是良好的导体。而橡胶棒是绝缘体，不具备导电能力，若用普通橡胶棒代替金属杆，地震晃动时无法使电路导通形成电流，报警器无法工作。所以金属杆不能用普通橡胶棒代替，故A错误。 B、报警时是金属杆摆动致使电路导通，让电能得以传输至报警器和发光二极管处，使其工作。此过程是把机械能转化成电能，再将电能转化为报警器的声能与发光二极管的光能等，并非金属杆将电能转化为机械能，故B错误。 C、发电机的工作原理是电磁感应，即当闭合电路中的部分导体在磁场里做切割磁感线运动，闭合电路中会产生感应电流。此地震报警器内，金属杆摆动会使闭合电路切割磁感线，进而生成电流，其产生电流的原理同样是电磁感应，和发电机的原理一致，故C正确。 D、发光二极管的核心部件是由半导体材料制成的，超导材料一般用于制造强磁场设备、超导电能传输线路等，不会用于制造发光二极管，故D错误。 答案：C。 19．（2025•六安模拟）绕水平轴可以匀速转动的矩形线圈放置于匀强磁场中，现在让矩形线圈从图示位置开始沿某一方向匀速转动90°，在电路中产生如图所示方向的电流，下列说法正确的是（　　） A．线圈转动90°后的位置叫平衡位置 B．线圈转动时产生电流是磁场对电流的作用 C．线圈转动过程中每边都会产生感应电流 D．线圈转动过程中电磁铁右端是S极 解：A．当通电线圈所在平面与磁感线垂直时，线圈处于平衡状态，此时线圈受力平衡，所以图示的线圈恰好处于平衡位置，故A错误，不符合题意； B．线圈转动时产生电流是矩形线圈做切割磁感线运动时产生的，是电磁感应现象，故B错误，不符合题意； C．由题图可知，矩形线圈前面的边以及后面的边都没有做切割磁感线运动，所以，这两边不会产生感应电流，故C错误，不符合题意； D．由图可知，电流从电磁铁的左端流入，右端流出，根据安培定则可知，电磁铁的左端为N极，右端为S极，故D正确，符合题意。 答案：D。 20．（2026•聊城模拟）学以致用，乐于探究。小红做了一个有趣的实验，她将两个相同的玩具电机A、B的转轴用塑料管连接起来，如图甲所示是电机A、B简易结构示意图，如图乙所示，闭合开关后，小灯泡能发光。关于该实验下列说法正确的是（　　） A．电机A相当于电动机 B．电机B的工作原理是电磁感应 C．改变电路中电流方向可以改变电机B中线圈转动的方向 D．电机B中线圈转动方向改变时，小灯泡不能发光 解： A．电机A是线圈转动产生感应电流，相当于发电机，不是电动机，故A错误； B．电机B是通电后线圈在磁场中受力转动，相当于电动机，不是电磁感应，故B错误； C．电动机的转动方向与电流方向和磁场方向有关，改变电路中电流方向，电机B的线圈转动方向会改变，故C正确； D．电机B转动方向改变时，电机A的线圈转动方向也会改变，切割磁感线的方向改变，感应电流方向改变，但小灯泡依然会发光，只是电流方向变了，小灯泡发光不区分电流方向，故D错误。 答案：C。 21．（2026•柳州二模）我国自主研发的新能源汽车广泛应用了“能量回收技术”：当汽车滑行或制动时，车轮带动线圈在磁场中转动，产生感应电流，将机械能转化为电能储存起来，从而增加续航里程，该技术工作原理是　电磁感应　现象，该原理与　发电机　（选填“电动机”或“发电机”）的原理相同。 解：当汽车滑行或制动时，车轮带动线圈在磁场中转动，产生感应电流，将机械能转化为电能储存起来，这在物理学中属于典型的电磁感应现象，发电机是根据该原理工作的。 答案：电磁感应；发电机。 22．（2026•平顶山模拟）利用风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力发电机组叶片横截面的示意图如图所示，叶片在风的作用下旋转，经过齿轮箱增速后，通过发电机，利用　电磁感应　原理发电。当风正面垂直吹向图中所示的静止叶片时，从正面看叶片A会　顺时针　（选填“顺时针”或“逆时针”）转动。 解：发电机是根据电磁感应原理制成的。 如图所示，叶片的一面较平，另一面较弯曲。当风吹过时，平的一面流速小，压强大；弯曲的一面流速大，压强小，会形成向下的压强差、压力差，所以叶片A会顺时针转动。 答案：电磁感应；顺时针。 23．（2026•长沙二模）我国在伞梯高空风力发电领域已达到世界领先水平，伞梯由牵引缆绳把捕风伞串成长串并和地面发电站相连。伞梯发电时，捕风伞在氦气球带动下升至数百米的高空，伞面打开后捕获风能并拉动缆绳带动地面发电机发电，捕风伞到达地面后伞面闭合，由氦气球牵引复位，循环工作。请回答下列问题： （1）氦气球能带动捕风伞升空，是因为氦气的密度比空气的密度　小　。 （2）捕风伞捕获风能带动发电机发电时，是将　机械　能最终转化为电能。 解：（1）根据浮力浮沉条件：当氦气密度小于空气密度时，相同体积下氦气球和捕风伞的总重力小于排开空气的总重力，整体浮力大于重力，因此可以带动捕风伞升空。 （2）风力发电机工作时，风推动叶片转动，将风能转化为电能，所以该发电过程是将风的机械能最终转化为电能。 答案：（1）小； （2）机械。 24．（2026•孝感期末）如图是水电站剖面图。其工作原理是：水从上游流下时带动水轮发电机转动，水的　机械　能转化为　电　能。一定质量的水，上、下游水位差越　大　，能发出的电越多。 解：水从上游流下时具有机械能，水带动水轮发电机转动，水的机械能减小，水电站发电，为电路中提供电能，因此水的机械能转化为电能。 一定质量的水，上、下游水位差越大，高度差越大，水的重力势能越大，机械能越大，能转化为的电能越多，能发出的电越多。 答案：机械；电；大。 素养提升 25．（2025•天津期中）甘肃酒泉风电基地是我国第一个千万级风电基地的启动项目，基地中的风力发电机工作时的能量转化为（　　） A．机械能→电能 B．光能→电能 C．电能→机械能 D．电能→内能 解：风力发电机工作时，是利用风的机械能带动发电机的叶片转动，进而带动发电机发电，将机械能转化为电能。故A正确，BCD错误。 答案：A。 26．（2026•荆门模拟）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 解： AB、闭合电路的一部分线圈在磁场中做切割磁感线运动，线圈中会产生感应电流，这是电磁感应现象，是发电机的工作原理，该过程中，发电机是将机械能（动能）转化为电能，故AB错误； C、转轮转速越快，线圈切割磁感线的速度变快，因此线圈中的电流变大，灯泡亮度越亮，故C正确； D、发电机产生电流的方向是变化的，将小灯泡换成如图乙的电流表，指针将左右摆动，故D错误。 答案：C。 27．（2026•济宁模拟）如图是华电旬邑风力发电厂安装的风力发电机组，该风电装置是通过叶片在风力作用下，高速旋转从而带动发电机转子旋转生成绿色电力。下列选项中能正确反映风力发电原理的是（　　） A． B． C． D． 解：风力发电机是利用电磁感应现象制成的。 A、图中装置反映的是电磁感应现象，故A符合题意；B、图中装置反映了通电线圈在磁场中受到力的作用，故B不符合题意； C、图中装置的主要部件是电磁铁，电磁铁的工作原理是电流的磁效应，故C不符合题意。 D、图丁装置反映了电流的磁效应，故D不符合题意。 答案：A。 28．（2025•钦州模拟）图甲所示是一种自行车上的装置，车前端的灯泡与该装置内部线圈相连。自行车车轮的转动带动该装置上端的小轮转动，小轮带动内部的磁铁转动，灯泡便发光照明，图乙是其结构示意图。下列分析正确的是（　　） A．该装置是一种发电机 B．该装置将电能转化为机械能 C．车轮与小轮间应尽量光滑 D．增大车轮转速灯泡亮度变小 解： ABD．如图乙，磁铁在线圈内部做切割磁感线转动，产生感应电流，所以该装置是一种发电机，将机械能转化为电能，而且转速越大产生电流越大，所以灯泡越亮，故A正确，BD错误； C．增大摩擦的方法：在接触面粗糙程度一定时，增大压力；在压力一定时，增大接触面的粗糙程度；用滑动代替滚动。小轮是靠车轮与小轮间摩擦力使其转动的，车轮与小轮间应尽量粗糙，故C错误。 答案：A。 29．（2026•徐州期末）电磁流量计广泛应用于工业生产中的液体流量监测，直流式电磁流量计的示意图如图所示。当管道内有导电流体通过时，就会有微弱电流产生，仪表（由电压表改装而成）就会显示出流体流速。电磁流量计的工作原理与 　发电机　（选填“电动机”或“发电机”）的原理相似；若仅调换图中两磁极的位置，仪表指针的偏转方向将 　改变　（选填“不变”或“改变”）。 解：结合题意“当管道内有导电流体通过时，就会有微弱电流产生”，可知电磁流量计的工作原理是电磁感应，与发电机的原理相似； 若仅调换图中两磁极的位置，感应电流的方向改变，仪表指针的偏转方向将改变。 答案：发电机；改变。 30．（2025•武汉期中）2025年9月，由我国自主研制的S1500型浮空风力发电系统成功完成一系列试验科目。其工作原理是利用氦气气囊提供浮力升空，在1500米左右的空中让高速气流流经环翼形通道，驱动轻量化发电机组工作，此过程是将　机械　能转化为　电　能。若该风电系统每小时的发电量为1.08×1011J，相当于　2.4　t汽油完全燃烧放出的热量。（汽油的热值q汽油＝4.5×107J/kg） 解：浮空风力发电系统的原理和发电机原理相同，是把机械能转化为电能； 汽油质量m2.4×103kg＝2.4t。 答案：机械；电；2.4。 迁移创新 31．（2025•佳木斯二模）下列关于电与磁的说法，正确的是（　　） A．奥斯特实验表明，通电导线周围存在磁场 B．电动机是利用电磁感应原理制成的 C．发电机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的 D．磁体周围的磁感线是真实存在的 解：A．奥斯特实验装置，演示了电生磁现象，它说明了通电导体周围存在磁场，故A正确； B．电动机是利用通电导体在磁场中会受到力的作用的原理制成的，故B错误； C．发电机的原理是电磁感应，发电过程中的能量转化是机械能转化为电能，故C错误； D．为了形象描述磁场，引入了磁感线，磁感线是不存在的，故D错误。 答案：A。 32．（2025•佛山三模）如图甲是发电机原理的示意图，工作时　机械　能转化为　电　能。图乙中的“〇”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　1　（选填“1”、“2”、“3”或“4”）。 解：发电机将机械能转化为电能； 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。 答案：机械；电；1。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $