28電能從哪里來（原卷版）

二十八、電能從哪里來知識(shí)導(dǎo)航知識(shí)導(dǎo)航考點(diǎn)一：磁生電1.電磁感應(yīng)：閉合電路中的一部分導(dǎo)體在磁場中作切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象，產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向與磁場方向、導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)。2.發(fā)電機(jī)：發(fā)電機(jī)是利用電磁感應(yīng)原理制成的，工作時(shí)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。動(dòng)圈式話筒(麥克風(fēng))是通過電磁感應(yīng)現(xiàn)象將聲音變成電流。3.交流電：周期性改變方向和大小的電流，電流1秒鐘內(nèi)周期性變化的次數(shù)叫做頻率，我國交流電的頻率是50Hz，周期是0.02s，電流方向每秒改變100次。4.電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)的比較直流電動(dòng)機(jī)交流發(fā)電機(jī)原理利用通電線圈在磁場中受到力的作用的原理制成的利用電磁感應(yīng)原理制成的原理圖主要構(gòu)造直流電動(dòng)機(jī)主要由磁體、線圈、換向器、電刷構(gòu)成交流發(fā)電機(jī)主要由轉(zhuǎn)子和定子以及滑環(huán)、電刷構(gòu)成能量的轉(zhuǎn)化將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能將轉(zhuǎn)化為電能機(jī)械能在電路中的作用用電器電源電磁應(yīng)用上電生磁現(xiàn)象的應(yīng)用磁生電現(xiàn)象的應(yīng)用5.電磁現(xiàn)象的綜合比較項(xiàng)目電生磁磁生電磁場對(duì)電流的作用實(shí)物圖產(chǎn)生的結(jié)果產(chǎn)生磁產(chǎn)生感應(yīng)電流受力的作用(運(yùn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng))判斷方法安培定則右手定則左手定則影響因素磁場方向與電流方向有關(guān)電流方向與磁場方向和導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)受力方向與磁場方向和電流方向有關(guān)導(dǎo)體中電流由電源通電提供因感應(yīng)而生由電源通電提供能的轉(zhuǎn)化電能→磁能機(jī)械能→電能電能→機(jī)械能應(yīng)用電磁鐵、電磁繼電器發(fā)電機(jī)、話筒電動(dòng)機(jī)6.拓展：①電生磁：無條件，只要有電流，在其周圍就存在磁場；②磁生電：有條件，有外力的參與且做切割磁感線運(yùn)動(dòng)；③磁場對(duì)電流的作用：有條件，電流必須在磁場中且電流方向與磁場方向不平行；④機(jī)械能和電能的相互轉(zhuǎn)化離不開磁場這個(gè)媒介物，即都是在磁場中完成的.例題演練例題演練一．選擇題（共8小題）1．在日常生活或自然現(xiàn)象中，蘊(yùn)含很多物理知識(shí)，下列說法正確的是（）A．餃子煮熟后浮于水面，此時(shí)其受到的浮力大于重力 B．日食和月食現(xiàn)象是因?yàn)楣獾恼凵洮F(xiàn)象形成的 C．給電池充電的過程中，電能主要轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 D．足球在草地上減速滾動(dòng)的過程中其慣性變小2．如圖所示，小芳自制水果電池的正極是銅片，負(fù)極是鋁片，下列說法正確的是（）A．電路中電流方向是從銅片經(jīng)發(fā)光二極管流向鋁片 B．電路中電流方向與電子定向移動(dòng)方向一致 C．水果的作用是給電路提供自由電子 D．水果中發(fā)生的能量轉(zhuǎn)化是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能3．2021年淮安馬拉松比賽中采用感應(yīng)芯片計(jì)時(shí)，芯片里的線圈一旦有電流通過，就會(huì)激發(fā)芯片發(fā)送編碼信息，系統(tǒng)實(shí)時(shí)獲取計(jì)時(shí)信息。正確佩帶芯片的參賽者，通過起點(diǎn)和終點(diǎn)設(shè)置的有磁場地帶，就會(huì)計(jì)時(shí)。與此工作原理相同的器件是（）A．電風(fēng)扇 B．門吸 C．手搖發(fā)電電筒 D．電鈴4．如圖所示是某款智能手表，可續(xù)航兩周，其內(nèi)置線圈，當(dāng)它貼近充電底座附近時(shí)，手表實(shí)現(xiàn)無線充電。以下圖片與手表充電過程工作原理相同的（）A． B． C． D．5．現(xiàn)代社會(huì)我們每天都在和各種各樣的“卡片”打交道，飯卡、信用卡、借記卡、打折卡、購物卡等等，我們發(fā)現(xiàn)它們的后面都有一塊黑色的長方塊，這一部分就是記錄用戶個(gè)人信息的區(qū)域，它利用磁性原理記錄信息，當(dāng)磁卡在電磁感應(yīng)線圈附近刷過時(shí)，會(huì)在線圈內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流，再通過計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)變成我們需要的信息，下列與磁卡刷卡時(shí)工作原理相同的是（）A． B． C． D．6．下列四幅圖的說法正確的是（）A．說明磁場能產(chǎn)生電流 B．電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)裝置 C．發(fā)電機(jī)原理 D．應(yīng)用了磁場對(duì)電流的作用7．如圖所示是一款科學(xué)實(shí)驗(yàn)玩具，右側(cè)的風(fēng)車連接的元件接通電源，左側(cè)風(fēng)車連接的元件連接燈泡。當(dāng)右側(cè)元件通電后，右側(cè)風(fēng)車旋轉(zhuǎn)吹動(dòng)左側(cè)風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)元件使燈泡發(fā)光，關(guān)于玩具下列說法正確的是（）A．右側(cè)風(fēng)車連接的元件是發(fā)電機(jī) B．右側(cè)風(fēng)車連接元件的工作原理是電流的磁效應(yīng) C．左側(cè)風(fēng)車連接的元件工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D．左側(cè)風(fēng)車連接的元件的工作原理是電磁感應(yīng)8．如圖所示是研究產(chǎn)生感應(yīng)電流的實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（）A．電磁感應(yīng)是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 B．只對(duì)調(diào)兩個(gè)磁極，電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變 C．只要導(dǎo)體ab在磁場中運(yùn)動(dòng)，電流表的指針就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn) D．只改變導(dǎo)體ab切割磁感線的方向，電流表的指針偏轉(zhuǎn)方向不發(fā)生改變二．填空題（共4小題）9．我國電廠利用發(fā)電機(jī)發(fā)出的電是電（選填“直流”或“交流”），它的頻率是Hz，家庭電路的電壓為V。10．干電池的作用是把能轉(zhuǎn)化為能。干電池外部的鋅筒是極。11．額定功率為1.2千瓦的取暖器連續(xù)正常工作2小時(shí)，消耗的電能為度。遠(yuǎn)距離輸電過程中為減少輸電線上電能的損耗，采用輸電（選填“高壓”或“低壓”）?；瑒?dòng)變阻器通過改變接入電路中的電阻絲的改變電阻的大小（選填“長度”“橫截面積”或“材料”）。12．學(xué)習(xí)電流的磁場后，甲乙兩同學(xué)繼續(xù)探究磁能否生電，他們利用如圖（a）所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：將金屬棒P懸掛于蹄形磁鐵的磁場中，并用導(dǎo)線將金屬棒P與靈敏電流計(jì)、開關(guān)串聯(lián)連接。閉合開關(guān)，當(dāng)金屬棒P靜止時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如圖（b）所示；當(dāng)金屬棒P以不同方式運(yùn)動(dòng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分別如圖（c）、圖（d）所示。（1）甲同學(xué)根據(jù)圖（b）、圖（c）中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，認(rèn)為：當(dāng)閉合電路中的一部分導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生電流。乙同學(xué)不同意甲的結(jié)論，他判斷的依據(jù)是。（2）他倆改用塑料棒代替金屬棒進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為能不能產(chǎn)生電流？請(qǐng)判斷并說明理由。。三．實(shí)驗(yàn)探究題（共3小題）13．小明在探究“怎樣產(chǎn)生感應(yīng)電流”的實(shí)驗(yàn)中，用導(dǎo)線將金屬棒、開關(guān)、靈敏電流計(jì)連接成如圖所示的電路。請(qǐng)你參與探究并回答下列問題：（1）懸掛金屬棒靜置于U形磁鐵的磁場中，此時(shí)兩極正對(duì)區(qū)域磁感線的箭頭方向是豎直向（選填：“上”或“下”）。（2）靈敏電流計(jì)的作用是用來檢測的；若閉合開關(guān)后并未發(fā)現(xiàn)電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，經(jīng)檢查器材均完好，各器材間連接無誤，那么接下來你認(rèn)為最應(yīng)該關(guān)注的器材是。（3）小明認(rèn)為是原來磁鐵的磁性太弱所致，他提出更換磁性更強(qiáng)的磁鐵，就在他移動(dòng)原磁鐵時(shí)，你發(fā)現(xiàn)電流計(jì)的指針出現(xiàn)了晃動(dòng)，你認(rèn)為接下來最應(yīng)該做什么來找到讓電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的原因。（僅寫出最應(yīng)該進(jìn)行的一步操作）（4）就根據(jù)上述探究過程，小明就說：“我們找到產(chǎn)生感應(yīng)電流的秘密了!”此時(shí)你對(duì)小明的“成果發(fā)布”作何評(píng)價(jià)？。（5）此實(shí)驗(yàn)獲得感應(yīng)電流的過程，實(shí)際就是將轉(zhuǎn)化為電能的過程。14．在“探究什么情況下磁可以生電”的實(shí)驗(yàn)中，小芳發(fā)現(xiàn)每次靈敏電流計(jì)指針擺動(dòng)的角度不同，對(duì)此提出了“感應(yīng)電流的大小與哪些因素有關(guān)”的問題。（1）小芳猜想感應(yīng)電流的大小可能與導(dǎo)體切割磁感線的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，速度越大，能越大，轉(zhuǎn)化成的電能就越多。你的猜想是：可能還與有關(guān)。（2）小芳為了驗(yàn)證自己的猜想，利用如圖﹣3﹣17所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，足夠大的磁體放在水平桌面上，驅(qū)動(dòng)裝置通過兩根絕緣硬棒ab、cd使導(dǎo)體PQ沿直線水平向右運(yùn)動(dòng)（導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)區(qū)域的磁場強(qiáng)弱相同）。同一次實(shí)驗(yàn)，應(yīng)使導(dǎo)體做（選填“勻速”或“變速”）運(yùn)動(dòng)。下表是實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)可得出結(jié)論：實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456速度/（cm?s﹣1）123456電流/mA2.04.05.98.110.211.8（3）此實(shí)驗(yàn)運(yùn)用的研究方法是（填一種）。（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，無論怎樣水平移動(dòng)導(dǎo)體PQ，靈敏電流計(jì)的指針都沒有明顯偏轉(zhuǎn)（儀器、接觸都完好），請(qǐng)寫出一條改進(jìn)措施：。15．如圖所示是“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”實(shí)驗(yàn)裝置。（1）實(shí)驗(yàn)中，AB棒的材料可能是（填“塑料”或“鋁”）。（2）我們可以通過靈敏電流計(jì)指針是否偏轉(zhuǎn)來判斷電路中是否有感應(yīng)電流產(chǎn)生；還可以通過指針偏轉(zhuǎn)的方向判斷。（3）閉合開關(guān)，實(shí)驗(yàn)探究過程記錄如表所示：次數(shù)AB棒在磁場中的運(yùn)動(dòng)情況是否有感應(yīng)電流1靜止無2沿磁場方向運(yùn)動(dòng)（不切割磁感線運(yùn)動(dòng)）無3