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第十九章 电从哪里来
【知识梳理】
考点一 产生感应电流的条件
一、电磁感应现象
1.发现者：1831年，英国的科学家法拉第发现了电磁感应现象。
2. 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产生电流的现象是一种电磁感应现象。电磁感应现象中产生的电流称为感应电流。
3.产生感应电流的条件
（1)电路必须闭合。
（2）部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
4.感应电流方向的影响因素
（1）磁场方向。
（2）导体运动的方向。
注意：磁场方向和导体运动的方向二者任改其一都可以改变感应电流的方向，二者同时改变感应电流的方向反而不变。
5. 电磁感应现象中的能量转化：机械能转化为电能。
6. 电磁感应现象的应用：制成了发电机、动圈式话筒、手机无线电充电器、电磁炉等。
7.拓展：感应电流方向的判定—右手定则。如图所示：
伸开右手，使大拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使拇指指向导线运动的方向，这时四指所指的方向就是感应电流的方向。
考点二 发电机是怎么工作的
1.工作原理：发电机利用电磁感应原理制造的。
2.发电机是将其他形式的能转化成电能的装置。发电机产生的电流分为直流电和交流电。交流发电机发电原理示意图如下：
3.目前常用的发电方式有火力发电、水力发电和核能发电等。
（1)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
（2）水力发电的能量传递和转化过程：
水的机械能→水轮机的机械能→发电机转子的机械能→电能
（3）核能发电的能量传递和转化过程：
核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能
考点三 电能的储存与输送
1.电池及其发展
（1）电池是将其他形式的能转化为电能的装置。电池提供的是直流电。
（2）直流电：大小和方向不随时间变化的电流。
（3）交流电：大小和方向随时间做周期性变化的电流。供电系统给家庭电路提供的是交流电。
（4）电池分类及电能储存
①化学电池
化学电池是把化学能转化为电能的装置。根据所用的材料不同，化学电池分为锌锰干电池、铅酸蓄电池、镍镉电池、锂电池等。根据使用次数化学电池可分为原电池和蓄电池（或二次电池）。
蓄电池充电时，它把电能转化成化学能并进行储存，使用时再把化学能转化为电能。
②太阳能电池
太阳能电池（又称光伏电池）是将太阳能转化成电能的装置，通常由半导体硅和金属导体制成。
2. 高压输电
（1）采用高压输电的原因：可以减少电能在输送线路上的损失。
（2）高压输电的过程：发电厂发出的交流电需先用升压变压器把电压升高到数百千伏后再送到交流电网上，升压后的高压电流通过架空高压输电线送到用电地区的变电站进行一至两次降压，电压降至10kV后送到工矿、科研和生活区等目的地，再用变压器降至220V供家庭用户使用。
注意：变压器是根据电磁感应的原理做成的，它只能改变交流电压，不能改变直流电压。
3.高压触电及防护
（1）家用电器不直接用高电压的原因：高电压的绝缘防护要求很高，直接供给家用电器是十分不安全的。
（2）高压触电的两种形式
①高压电弧触电：当高压带电体与人、动物和建筑物等物体距离较近时会产生放电现象，使人和动物触电，称为电弧触电。
注意：高压输电线架得很高的原因：防止人和动物发生高压电孤触电。
②跨步电压触电：高压输电线断裂落地时，高压线的一端就会在以落地点为中心的区域内形成很高的电压，这就是跨步电压。人和动物若走到此区域内会发生触电事故，称为跨步电压触电。
③安全用电原则：不接触低压带电体、不靠近高压带电体。
【题型精炼】
考点一 感应电流产生的条件
典例1：（2024秋 宿州期末）如图所示，a表示垂直于纸面的一根导体，它是闭合电路的一部分。它在下面各图中按所示方向运动时，不会产生感应电流的是（　　）
【答案】C。
【解析】根据感应电流产生的条件，分析图示情景，然后做出判断；感应电流产生的条件：电路闭合，闭合电路的部分导体切割磁感线。
【解答】四个图中磁感线的方向都是向下的；
由图分析可知，A、B、D中的导体运动时都会切割磁感线，所以会产生感应电流；C图中导体的运动方向与磁感线方向平行，没有切割磁感线，所以不会产生感应电流。
【举一反三】
变式1：（2025 庐阳区校级三模）如图所示，小明连接好电路后，下列操作能使电流表指针偏转的是（　　）
A．导体AB向右运动
B．导体AB向上运动
C．闭合开关，导体AB向下运动
D．闭合开关，磁铁向右运动
【答案】D。
【解析】电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中进行切割磁感线运动，导体中有感应电流产生。产生感应电流同时具备三个条件：闭合电路、一部分导体、做切割磁感线运动，三个条件缺一不可。
【解答】A、没有闭合电路，导体AB向右做切割磁感线运动不能产生感应电流，电流表指针不偏转，故A不符合题意；
B、没有闭合电路，且导体AB没有做切割磁感线运动，不能产生感应电流，电流表指针不偏转，故B不符合题意；
C、闭合开关，导体AB向下运动，导体AB没有做切割磁感线运动，不能产生感应电流，电流表指针不偏转，故C不符合题意；
D、闭合开关，磁铁向右运动，导体AB相对磁铁向左运动，做切割磁感线运动，能产生感应电流，电流表指针不偏转，故D符合题意
变式2：（2025 重庆模拟）下列有关如图所示的电与磁现象的说法正确的是（　　）
A．甲图中，用毛皮摩擦过的橡胶棒能吸引纸屑，说明橡胶棒有磁性
B．乙图中，有金属外壳的用电器，外壳不接地也没有安全隐患
C．丙图中，只要闭合电路的部分导体在磁场中运动，就会产生感应电流
D．丁图中，异名磁极相互吸引，磁体间的相互作用是通过磁场发生的
【答案】D。
【解析】A、带电体具有吸引轻小物体的性质。B、有金属外壳的用电器，外壳必须接地。C、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，才会产生感应电流。D、磁极间的作用规律是同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。
【解答】A、用毛皮摩擦过的橡胶棒能吸引纸屑，是因为橡胶棒摩擦后带上了电荷，带电体具有吸引轻小物体的性质，并非因为橡胶棒有磁性。故A错误。
B、有金属外壳的用电器，外壳必须接地。若外壳不接地，当用电器漏电时，人接触用电器可能会发生触电事故，存在安全隐患，故B错误。
C、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，才会产生感应电流，如果导体的运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线，就不会产生感应电流。故C错误。
D、磁极间的作用规律是同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引，且磁体周围存在着磁场，磁极间的相互作用就是通过磁场发生的。故D正确。
变式3：（2025 沂水县二模）如图所示，下列关于电磁现象的表述正确的是（　　）
A．如图甲：用橡胶棒接触验电器金属球，金属箔片张开，是因为金属箔片带上了异种电荷
B．如图乙：给导线通电，导线附近磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场
C．如图丙：闭合开关，线圈转动，说明磁场对电流有力的作用，其原理可以制成发电机
D．如图丁：闭合电路的部分导体ab在磁场中上下运动，灵敏电流计指针一定会偏转
【答案】B
【解析】（1）验电器是利用同种电荷相斥的原理制成的；
（2）奥斯特首先发现了电流的周围存在磁场；
（3）据试验表明，通电导线在磁场中受力的作用；
（4）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。
【解答】、同种电荷相互排斥，用橡胶棒接触验电器的金属球，金属箔片张开，是因为金属箔片带上了同种电荷，故A错误；
B、给导线通电，导线附近的磁针发生偏转，说明电流周围存在磁场，故B正确；
C、当闭合开关后，线圈转动，说明磁场对电流有力的作用，其原理可以制成电动机，故C错误；
D、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，导体ab在磁场中上下运动，不能产生感应电流，灵敏电流计指针不会偏转，故D错误。
考点二 发电机是怎样工作的
典例1：（2025 瑶海区校级三模）某科技创新大赛上展示了一款新型皮箱，其内部没有电源，但拖动皮箱让轮子滚动时，嵌在轮子里的LED灯会发光，使得夜间行走更安全。下列选项中与其工作原理相同的是（　　）
【答案】B。
【解析】皮箱内部没有电源，但拖动皮箱让轮子滚动时，嵌在轮子里的LED灯会发光，这是“磁生电”，是电磁感应现象。分析各选项包含的原理，做出判断。
【解答】A、图中是通电导体在磁场中受力运动，是电动机的原理，故A不合题意；
B、图中是电磁感应现象，是发电机原理，故B符合题意；
C、图中实验装置是探究影响电磁铁磁性大小的因素实验，故C不合题意；
D、图中是奥斯特实验，说明通电导体周围有磁场，故D不合题意。
【举一反三】
变式1：（2025 秦淮区校级模拟）2023年哈尔滨马拉松于8月26日鸣枪开跑，比赛采用感应器计时系统。感应器芯片里的线圈一旦有电流通过，就会激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息。当正确佩带芯片的参赛者通过起点和终点设置有磁场的地带时，就能计时，下列器件工作原理与它相同的是（　　）
【答案】B
【解析】电磁感应现象：闭合电路中的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。
【解答】采用感应芯片计时，参赛者须按要求正确佩带计时芯片，当参赛者通过起点、终点设置的磁感应带时，芯片里的线圈切割磁感线运动，因此线圈中就会产生感应电流，从而激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息；
A、利用安培定则判断通电线圈的磁极，是电流的磁效应，故A错误；
B、图中是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动能够产生感应电流，是电磁感应现象，故B正确；
C、图中给导体通电，导体会运动，利用的是通电导体受到磁场力的作用，故C错误；
D．图中是奥斯特实验，说明通电导线周围存在磁场，是电流的磁效应，故D错误。
变式2：（2025 任丘市模拟）新型智能手机无线充电技术风靡社会，当交变电流通过充电底座中的线圈时，线圈产生磁场，带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能产生电流，来实现充电。下列各图能反映手机无线充电技术原理的是（　　）
【答案】D。
【解析】无线充电器是指利用电磁感应原理进行充电的设备，原理类似于变压器。在发送和接收端各有一个线圈，发送端线圈连接有线电源产生电磁信号，接收端线圈感应发送端的电磁信号从而产生电流给电池充电；分析各图中实验原理进行解答。
【解答】由题意可知，带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能接受磁场，产生电流，实现充电过程，是利用电磁感应现象来工作的；
A、图中通电导体在磁场中受力而运动，不是电磁感应现象，故A不符合题意；
B、图中电磁铁通电后具有磁性，利用的是电流的磁效应，故B不符合题意；
C、该图是奥斯特实验，说明电流的周围存在磁场，是电流的磁效应，故C不符合题意；
D、该装置中，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，能够产生感应电流，这是电磁感应现象，故D符合题意。
变式3：（2025 前郭县模拟）在马拉松比赛中，常采用感应芯片计时，运动员佩戴感应芯片通过起点和终点的磁场地带时，芯片里的线圈就会产生电流，激发芯片发送编码信息，系统自动获取信息并计时。下列器件中与此工作原理相同的是（　　）
A．电铃 B．电风扇 C．电饭煲 D．发电机
【答案】D
【解析】电磁感应现象：闭合电路中的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。
【解答】采用感应芯片计时，参赛者须按要求正确佩带计时芯片，当参赛者通过起点、终点设置的磁场地带时，芯片里的线圈切割磁感线运动，因此线圈中就会产生感应电流，从而激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息；
A、电铃利用的是电流的磁效应，故A不符合题意；
B、电风扇利用的是通电线圈在磁场中受力转动的原理，故B不符合题意；
C、电饭煲利用的是电流的热效应，故C不符合题意；
D、发电机的原理是电磁感应，故D符合题意。
考点三 电能的储存与输送
典例1：（2025春 郓城县校级月考）高压输电线都架得很高，原因是（　　）
A．防止高压电弧触电 B．防止跨步电压触电
C．防止阻碍交通 D．减小电能损失
【答案】A
【解析】造成触电事故的原因都是直接或间接接触火线造成的，因此安全用电原则是不接触低压带电体，不靠近高压带电体。
触电分为两大类：家庭电路中的触电和高压触电。高压触电有两种方式，是高压电弧触电和跨步电压触电。所以对于高压带电体，我们不仅不能接触，也不能靠近。
【解答】高压触电常见的两种类型是高压电弧触电和跨步电压触电。高压电弧触电：人靠近高压带电体到一定距离时，高压带电体和人之间发生放电现象；高压跨步触电：高压输电线落在地面上，则地面上以电线落点为圆心的各个同心圆之间有电压存在，当人在地面上两个不同半径的同心圆间跨步时，将造成跨步电压触电。
对于高压带电体，我们应当采取的措施是必须远离高压带体，如发现有高压输电线落在或靠近地面，不可走近，应立即设立警示牌，并通知电力部门抢修。所以为了防止高压电弧触电，高压线都架的很高。
【举一反三】
变式1：（2024 根河市校级模拟）目前，电能的输送主要采用高压输电的方式，下列说法不正确的是（　　）
A．采用高压输电，可以减少电能在输送线路上的损失
B．在输电过程中，使用的变压器工作原理是电磁感应
C．高压触电常见类型有高压电弧触电和跨步电压触电
D．小鸟停在高压线上并不会触电，因为小鸟是绝缘体
【答案】D。
【解析】（1）根据P=UI和Q=I2Rt可知高压输电是否能减少电能在输电线路上的损失；
（2）变压器是利用电磁感应来工作的；
（3）根据高压触电的分类判断；
（4）高压线中有电流通过，鸟的两爪站在高压线上与导线并联，所以小鸟被短路，两脚之间电压很低。
【解答】A、因为电厂输出的功率是一定的，根据P=UI可知，电压越高，电流越小；又根据Q=I2Rt可知，电流越小，输电线路上损失的电能越少，故A正确；
B、采用高压输电要使用变压器，工作原理是电磁感应，故B正确；
C、高压触电的两种情形包括高压电弧触电和跨步电压触电，故C正确；
D、当鸟站在高压线上时，小鸟与高压线并联，小鸟两脚之间的导线电阻很小，根据U=IR知，小鸟两脚之间的电压很小（小鸟被短路），所以小鸟不会触电，故D错误。
变式2：（2025 湖南）暑假即将来临，外出旅行需注意安全。下列图片中涉及的物理知识解释合理的是（　　）
A．图甲：靠近高压带电体易发生触电
B．图乙：系好安全带是利用乘客的惯性
C．图丙：水看起来比实际的浅是因为光的反射
D．图丁：列车驶过站台时，空气流速越大的位置，压强越大
【答案】A。
【解析】对生活中的物理现象进行分析。
【解答】A.靠近高压带电体易发生触电，根据安全用电原则，不靠近高压带电体，不接触低压带电体。故A正确。
B.系好安全带是防止惯性带来的伤害，故B错误。
C.水看起来比实际的浅是因为光的折射，故C错误。
D.根据流体压强和流速的关系，流速越大，压强越小，故D错误。
变式3：（2024秋 邢台月考）关于人体触电的说法正确的是（　　）
A．只有高压电才能使人体触电
B．只要有电压加在人体上，就会使人体触电
C．只有36 V的电压才是安全电压
D．人触电的真正原因是有较大电流通过人体。
【答案】D。
【解析】触电是指有电流通过人体，且电流超过人的承受能力时，对人造成伤害的现象。
【解答】A、触电包括高压触电和低压触电，当人接触大于36V电压时，都能发生触电事故，故A错误；
B、有电压加在人体上，但电流非常小时，不会发生触电事故，如干电池的电压等，故B错误；
C、人体安全电压为不高于36V的电压，故C错误；
D、触电危害的真正原因是有较大的电流通过人体，故D正确。
1．电给人们的生活带来了极大的方便，但不注意用电安全，可能会发生触电事故。下列于安全用电，说法正确的是（　　）
A．不可以在一个插座上同时使用多个大功率用电器
B．放风筝时应远离高压输电线，钓鱼时就可以不关注高压输电线
C．使用验电笔时，手指不能接触笔尾的金属体
D．家庭电路中保险丝烧断时，可用铜线替代它
【答案】A
【解析】（1）家庭电路电流过大的原因：短路或用电器总功率过大。
（2）安全用电之一：远离高压带电体。
（3）试电笔在使用时，人体要接触笔尾金属体。
（4）保险丝的材料特点：电阻率较大、熔点低，不能用铜丝代替。
【解答】解：A、在一个插座上不能同时使用多个大功率用电器，不然会造成电流过大，故A正确；
B、放风筝、钓鱼时应远离高压输电线，故B错误；
C、使用验电笔时，手指要接触笔尾的金属体，手指不能接触笔尖的金属体，故C错误；
D、保险丝采用电阻率大熔点低的铅锑合金制成，在电流过大时能自动切断电源。铜的熔点高，在电流过大时不能自动切断电源，起不到保险的作用，故D错误。
故选：A。
2．某商场安装了一种“会发光的地板”，如图所示，该地板的主要部件是永磁体和线圈。行人通过时，挤压地板使永磁体和线圈发生相对运动，从而产生电流，使地板发光。该地板的工作原理与下列哪个选项的实验原理相同（　　）
A． B．C．D．
【答案】D
【解析】根据题意可知，发电地板的原理为电磁感应现象，逐个对每个选项中装置的原理进行分析，找出符合题意的选项。
【解答】解：
行人通过时，挤压地板使永磁体和线圈发生相对运动，从而产生电流，这是利用电磁感应现象来发电的；
A、该图是奥斯特实验，说明通电导体周围存在磁场，故A不合题意；
B、该图是探究电磁铁磁性强弱与匝数的关系，是利用电流的磁效应，故B不合题意；
C、该图是电动机的原理图，即通电导体在磁场中受力运动，故C不符合题意；
D、该图是电磁感应原理，即闭合回路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，产生电流的现象，故D符合题意。
故选：D。
3．如图是小明在学习电磁感应现象时。探究产生感应电流的方向与哪些因素有关的实验情景（图中箭头表示导体的运动方向）。下列分析、比较以及结论正确的是（　　）
A．比较甲、乙两图。说明感应电流方向与磁场方向无关
B．比较乙、丙两图，说明感应电流方向与导体运动方向有关
C．比较甲、丙两图，说明感应电流方向与磁场方向和导体运动方向均无关
D．由图丁可得出结论：感应电流方向与导体是否运动无关
【答案】B
【解析】此题的实验中，涉及到感应电流方向、磁场方向、导体运动方向三个变量，若要研究他们之间的关系，就要用到控制变量法，那么就应该从四个图中的“变”与“不变”入手分析。
【解答】解：A、图甲和图乙中，磁场方向不相同，导体运动方向相同，电流方向不同，即可以得到感应电流方向与磁场方向有关，故A错误；
B、图乙和图丙中，磁场方向相同，不同的是导体运动方向，可以说明感应电流的方向与导体运动方向有关，故B正确；
C、图甲和图丙中，磁场方向和导体运动方向都不相同，无法研究两者与感应电流的关系，故C错误；
D、图丁中，只向上运动，做法过于片面，无法得到感应电流和导体是否运动之间的联系，故D错误；
故选：B。
4．在探究什么情况下磁可以生电的实验中，如图所示，保持蹄形磁体位置不变。下列操作能使电流表指针偏转的是（　　）
A．闭合开关，导线AB静止
B．闭合开关，导线AB竖直向上运动
C．闭合开关，导线AB水平向右运动
D．断开开关，导线AB水平向左运动
【答案】C
【解析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流，这种现象叫做电磁感应现象。
【解答】解：A、闭合开关，导线AB静止，没有做切割磁感线运动，不会有感应电流产生，因此不能使电流表指针偏转，故A错误；
B、闭合开关，导线AB竖直向上运动，没有做切割磁感线运动，不会有感应电流产生，因此不能使电流表指针偏转，故B错误；
C、闭合开关，导线AB水平向右运动，切割磁感线，电路中有感应电流产生，因此能使电流表指针偏转，故C正确；
D、断开开关，导线AB水平向左运动，导线AB虽然做了切割磁感线运动，但不是闭合电路，因此不会有感应电流产生，不能使电流表指针偏转，故D错误。
故选：C。
5．如图是一款能发电的魔方充电器，转动魔方时可以发电，将产生的电能储存于魔方内。魔方还能通过USB端口给移动设备充电。下列说法正确的是（　　）
A．转动魔方发电的原理是电流的磁效应
B．转动魔方发电时将电能转化为机械能
C．给移动设备充电时魔方相当于电路中的用电器
D．转动魔方发电的原理与动圈式话筒的原理相同
【答案】D
【解析】A．转动魔方发电的原理是电磁感应现象；
B．转动魔方发电时是将机械能转化为电能；
C．给移动设备充电时魔方相当于电路中的电源；
D．转动魔方发电的原理与动圈式话筒的原理相同，都是利用电磁感应现象将机械能转化为电能。
【解答】解：A．转动魔方发电的原理是电磁感应现象，即闭合导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流，而不是电流的磁效应，故A错误，不符合题意；
B．转动魔方发电时是将机械能转化为电能，而不是将电能转化为机械能，故B错误，不符合题意；
C．给移动设备充电时魔方相当于电路中的电源，为用电器提供电能，而不是用电器，故C错误，不符合题意；
D．转动魔方发电的原理与动圈式话筒的原理相同，都是利用电磁感应现象将机械能转化为电能，故D正确，符合题意。
故选：D。
6．关于下列四幅图的说法正确的是（　　）
A．甲图的实验说明：通电导体在磁场中受到力的作用
B．乙图的实验原理和动圈式话筒的原理是一样的
C．丙图是发电机工作图，其工作时将电能转化为机械能
D．丁图是电动机工作图，它的原理是磁场对通电导体有力的作用
【答案】D
【解析】（1）奥斯特实验，说明电流周围存在磁场。
（2）电磁继电器，主体部分是电磁铁，利用了电流的磁效应。
（3）动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象。
（4）话筒、发电机的原理都是电磁感应现象，能量转化是机械能转化为电能。
【解答】解：A．甲图是奥斯特实验，说明电流周围存在磁场，故A错误，不符合题意；
B．图中是电磁继电器，主体部分是电磁铁，利用了电流的磁效应，动圈式话筒的工作原理是电磁感应现象，二者原理不同，故B错误，不符合题意；
C．图中是电磁感应实验，根据此原理可以制成发电机，其工作时将机械能转化为电能，故C错误，不符合题意；
D．图中是磁场对电流的作用的实验，通电导体在磁场中受到力的作用而运动，该过程中将电能转化为机械能，根据此原理制成了电动机，故D正确，符合题意。
故选：D。
7．如图所示，甲、乙为两个相同的装置。闭合开关，向右移动金属棒ab，金属棒cd随之运动。下列判断正确的是（　　）
A．甲装置与电动机的工作原理相同 B．乙装置的工作原理为电磁感应
C．动圈式话筒与甲装置工作原理相同 D．若竖直向上移动ab，cd一定会运动
【答案】C
【解析】发电机的原理是电磁感应现象，以及电磁感应现象中的能量转化是机械能转化为电能。
闭合回路的一部分导线在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流。
话筒、发电机的原理都是电磁感应现象；能量转化是机械能转化为电能。
【解答】解：A．闭合开关，导体ab和cd组成一个闭合电路，闭合电路的一部分导体ab在磁场中进行切割磁感线运动，闭合电路中有了感应电流，这种现象是电磁感应现象，发电机是利用电磁感应现象工作的，所以甲装置相当于发电机，故A错误；
B．当导体棒ab产生感应电流后，导体棒cd上通有电流，此时通电导体在磁场中会受到力的作用，因此乙装置的工作原理为电动机原理：通电导线在磁场中受到力的作用，故B错误；
C．甲装置工作原理是电磁感应，动圈式话筒与之原理相同，故C正确；
D．若竖直向上移动ab，此时导体棒ab不做切割磁感线运动，无法产生感应电流，因此cd不会运动，故D错误。
故选：C。
8．我国存在能源与经济相分离的问题，资源富集区经济相对落后，而经济发达地区则能源储量不足，为此国家规划建设特高压（交流电压在1000千伏以上）输电网。远距离输电采用特高压，这是为了（　　）
A．减少输电线上的能量损失 B．节省输电线材料
C．满足用电器对电压的要求 D．增大输电线上的电流
【答案】A
【解析】根据P＝UI和焦耳定律分析高压输电的原因。
【解答】解：在输电时，输出的电功率是一定的，根据可知：采用特高压输电，可以减小输电线中的电流，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知：输电线中的电流越小，输电线上损失的电能越小，故A符合题意，BCD错误。
故选：A。
9．高压输电为直流输电。输电电流稳定时，在输电导线周围会产生 　 　 场。安全用电常识告诉我们不能靠近特高压输电设备，否则容易发生 　 　 （填“电弧”或“跨步电压”）触电。
【答案】磁；电弧
【解析】直流电的周围存在磁场；靠近高压输电设备容易产生跨步电压触电。
【解答】解：高压输电为直流输电，输电电流稳定时，在输电导线周围会产生磁场，这是电流的磁效应。
安全用电常识告诉我们不能靠近特高压输电设备，否则容易发生电弧触电。
故答案为：磁；电弧。
10．如图所示，把一条约10m长的电线连在一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合电路。两个摇动电线的同学沿 　 　 （选填“东西”或“南北”）方向站立时，灵敏电流表的指针偏转角度更大，你判断的理由是 　 　 。
【答案】东西；同学东西方向站立，切割的磁感线最多。
【解析】根据站立的方向判定切割磁感线的多少，从而判定电流的大小。
【解答】解：由于地球的周围存在磁场，且磁感线的方向是从地理的南极指向地理的北极，所以当两个同学在迅速摇动电线时，总有一部分导线做切割磁感线运动，因此电路中就产生了感应电流，导致了电流表的指针偏转。要使电流表指针更容易偏转，就要让感应电流变大，就要使导线尽可能地切割更多的磁感线，由于磁感线是南北方向的，所以两个同学应东西方向站立，切割的磁感线最大，即产生的感应电流最大。
故答案为：东西；同学东西方向站立，切割的磁感线最多。
11．如图所示，将一条形磁体迅速向下插入线圈中，观察到桌面上静止的小磁针发生偏转，说明通电导线周围存在 　 　 ，此时 　 　 （选填“磁体”或“线圈”）相当于电源。若接着迅速向上拔出磁体，则小磁针 　 　 （选填“会”或“不会”）偏转。
【答案】磁场；线圈；会。
【解析】（1）通电导体周围存在着磁场，电流周围磁场的方向与电流的方向有关；
（2）闭合电路的一部分导体，做切割磁感线运动时，会产生感应电流；
（3）感应电流的方向与切割磁感线的方向有关。
【解答】解：（1）将一条形磁体迅速向下插入线圈中，观察到桌面上静止的小磁针发生偏转，说明小磁针受到磁力的作用，说明通电导线周围存在磁场。
（2）此时线圈相当于电源，磁体迅速向下插入线圈中，产生感应电流，将机械能转化为电能。
（3）接着迅速向上拔出磁体，磁体做切割磁感线运动的方向相反，产生感应电流的方向相反，电流周围的磁场方向相反，所以小磁针会发生偏转，偏转方向与原来相反。
故答案为：磁场；线圈；会。
12．地热资源安全、环保、可再生。如图，是某地热发电厂的工作示意图，地下水吸收热量，汽化产生大量高温水蒸气，水蒸气被管道输送到发电设备，驱动发电机发电，再经过冷却塔，水蒸气 　 　 （填“吸热”或者“放热”）变成液态水；发电机的工作原理是 　 　 。
【答案】放热；电磁感应。
【解析】液化指物质由气态转变成液态，液化要放热。
发电机的原理是 电磁感应现象 。
【解答】解：在冷却塔中，水蒸气变成液态水，这个过程被称为液化，液化会放出热量。
发电机的工作原理是基于电磁感应现象。当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，这就是电磁感应现象。将机械能转化为电能。
故答案为：放热；电磁感应。
13．在科技活动中，小刚连接了如图所示的电路，当用外力使左侧的U形磁体沿箭头方向转动时，右侧的轻质金属棒ab会　 　 （选填“静止”或“运动”），原因是　 　 。
【答案】运动；当左侧的U形磁体转动时，闭合电路的一部分导体（右侧的轻质金属棒ab）在磁场中做切割磁感线运动，根据电磁感应原理，闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这就是电磁感应现象。此时右侧电路中有了感应电流，通电导体在磁场中会受到力的作用，所以轻质金属棒ab会运动。
【解析】通电导体在磁场中受力运动，此过程电能转化为机械能；电动机是根据这个原理工作的；闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中产生感应电流，这种现象是电磁感应现象，发电机和动圈式话筒都是根据电磁感应现象制成的。
【解答】解：当用外力使左侧的 U 形磁体沿箭头方向转动时，右侧的轻质金属棒ab会运动。
原因如下：当左侧的U形磁体转动时，闭合电路的一部分导体（右侧的轻质金属棒ab）在磁场中做切割磁感线运动，根据电磁感应原理，闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这就是电磁感应现象。此时右侧电路中有了感应电流，通电导体在磁场中会受到力的作用，所以轻质金属棒ab会运动。故答案为：运动；当左侧的U形磁体转动时，闭合电路的一部分导体（右侧的轻质金属棒ab）在磁场中做切割磁感线运动，根据电磁感应原理，闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这就是电磁感应现象。此时右侧电路中有了感应电流，通电导体在磁场中会受到力的作用，所以轻质金属棒ab会运动。
14．从发电站到用电地区，通常都有一段相当长的距离。为减少远距离输电中的电能损失，可采用 　　 输电。输电线都架得很高，为了防止 　 　 （选填“电弧触电”或“跨步电压触电”）。
【答案】高压；电弧触电。
【解析】（1）由焦耳定律Q＝I2Rt可知：在R和t一定时，减小I，可以减小电能的损失；
由公式I可知，当输送电功率一定时，输送电路的电压越大，输送导线的电流越小；
（2）造成触电事故的原因都是直接或间接接触火线造成的，因此安全用电原则是不接触低压带电体，不靠近高压带电体。
触电分为两大类：家庭电路中的触电和高压触电。高压触电有两种方式，是高压电弧触电和跨步电压触电。所以对于高压带电体，我们不仅不能接触，也不能靠近。
【解答】解：（1）用高压输电，可以减小输送电线的电流，减少电能在线路中的损耗，也是我们现在采用的输电方式；
（2）高压触电常见的两种类型是高压电弧触电和跨步电压触电。高压电弧触电：人靠近高压带电体到一定距离时，高压带电体和人之间发生放电现象；高压跨步触电：高压输电线落在地面上，则地面上以电线落点为圆心的各个同心圆之间有电压存在，当人在地面上两个不同半径的同心圆间跨步时，将造成跨步电压触电。
对于高压带电体，我们应当采取的措施是必须远离高压带体，如发现有高压输电线落在或靠近地面，不可走近，应立即设立警示牌，并通知电力部门抢修。
所以为了防止高压电弧触电，高压线都架的很高。
故答案为：高压；电弧触电。
15．小明同学学完电与磁的相关知识后，自己动手制作了如图所示的装置，用手按压小人使小人在平板上往复跳动，小灯泡便会一闪一闪。
（1）小人在平板上往复跳动时，固定在地面上的弹簧线圈做 　 　 运动，电路中产生 　 　 ，小灯泡发光。
（2）随着小人的上下往复运动，线圈产生电流的方向 　 　 （选填“会”或“不会”）发生变化。
（3）此过程中的能量转化为 　 　 能转化为电能，应用此实验原理可制成 　 　 （选填“电磁铁”、“发电机”或“电动机”）。
【答案】（1）切割磁感线；感应电流；（2）会；（3）机械；发电机。
【解析】（1）小人在平板上往复跳动时，固定在地面上的弹簧线圈做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，此时线圈相当于电源。（2）随着小人的上下往复运动，线圈被压缩和伸长时，切割磁感线运动的方向不同，线圈产生电流的方向不同，感应电流的方向会发生变化。（3）此过程中的小人在做机械运动，机械能发生变化，产生电能，能量转化为机械能转化为电能。应用此实验原理可制成发电机。
【解答】解：（1）小人在平板上往复跳动时，固定在地面上的弹簧线圈做切割磁感线运动，电路中产生感应电流，此时线圈相当于电源，给小灯泡供电，小灯泡发光。（2）随着小人的上下往复运动，线圈被压缩和伸长时，切割磁感线运动的方向不同，线圈产生电流的方向不同，感应电流的方向会发生变化。（3）此过程中的小人在做机械运动，机械能发生变化，产生电能，能量转化为机械能转化为电能。应用此实验原理可制成发电机。
故答案为：（1）切割磁感线；感应电流；（2）会；（3）机械；发电机。
16．如图所示，一边长为l（l＜AB）的正方形铜框，在光滑水平面上以速度v向右运动，经过一足够大的均匀磁场区域（磁感线垂直于纸面）。请在坐标图中画出金属框从O点运动到B点过程中（金属框未出磁场区域）机械能随位置变化的大致图像。（不计空气阻力）
【答案】见解析。
【解析】（1）动能大小的影响因素：质量、速度。质量越大，速度越大，动能越大；
（2）重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度。质量越大，高度越高，重力势能越大；
（3）机械能＝动能+势能。
【解答】解：金属框在光滑水平面上以速度v向右运动，从O点运动到A点时，运动速度和高度都没变，机械能为一定值不变；
已知正方形铜框的边长l＜AB，从A点到B点过程中，先是部分铜框进入磁场区域，且部分导体切割磁感线而产生感应电流，则一部分机械能会转化为电能，所以铜框的动能（机械能）会减小；当铜框全部进入磁场区域后，没有感应电流产生，且光滑水平面无摩擦力，所以铜框的动能（机械能）又保持不变（金属框未出磁场区域），如图所示：
17．闭合电路中的一部分导体在磁场中运动产生感应电流的情形如图A所示，根据图A分别在图B、C中画出感应电流方向或导体运动方向。（ 表示电流方向垂直纸面向里，⊙表示电流方向垂直纸面向外）
【答案】
【解析】感应电流的方向与导体运动的方向和磁感线的方向有关；当导体运动方向相反时，感应电流的方向会改变，当磁感线的方向相反时，感应电流的方向会改变。
【解答】解：
对比A图和B图；磁场方向不变，运动方向改变，则电流方向改变，进入纸内；
对比AC两图，磁场方向改变，导致了电流方向不变，则运动方向也改变，故向左运动，如图所示：
18．如图甲所示，a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。若想使它在磁场中运动时产生感应电流，请用箭头标出a的运动方向（一个即可）。
【答案】见试题解答内容
【解析】能否产生感应电流，就要看图示的情景能否满足①闭合电路；②部分导体做切割磁感线运动这两个条件。
【解答】解：要使导线（闭合电路的一部分）在磁场中运动时产生感应电流，则导线必须做切割磁感线运动，由图可知，磁感线的方向是从N极到S极的，所以导体可以上下移动（切割时可以是竖直方向，也可以是倾斜方向），如图所示：
19．如图所示，一个铝制圆环用绝缘细线悬挂在天花板上，悬点的正下方是一个有界矩形磁场，现把铝制圆环拉到A点位置后自由释放，圆环运动到磁场区域时做切割磁感线运动，假设铝制圆环运动时圆环平面始终与纸面平行，不计空气阻力。请判断铝制圆环最终的运动情况，并从能量转换的角度说明理由。
【答案】铝制圆环进入或离开磁场时，铝制圆环的一部分做切割磁感线运动，产生感应电流，部分机械能转化为电能，摆动高度降低，铝制圆环全部进入磁场后，不产生感应电流，不计空气阻力，机械能守恒，因此铝制圆环最终将在磁场中来回摆动。
【解析】金属圆环进入或离开磁场时，金属圆环的一部分做切割磁感线运动，产生感应电流，部分机械能转化为电能，摆动高度降低，金属圆环全部进入磁场后，不产生感应电流，机械能守恒。
【解答】答：铝制圆环进入或离开磁场时，铝制圆环的一部分做切割磁感线运动，产生感应电流，部分机械能转化为电能，摆动高度降低，铝制圆环全部进入磁场后，不产生感应电流，不计空气阻力，机械能守恒，因此铝制圆环最终将在磁场中来回摆动。
20．如图所示，一闭合金属圆环用绝缘细绳挂于O点，将圆环拉到A点由静止释放，圆环摆动过程中经过某一磁场区（“×”代表磁感线垂直于纸面向里）。若不计空气阻力，请你判断：圆环向右穿过磁场后，能不能摆至与A点等高的B点，并说明理由。
【答案】不能；圆环向右穿过磁场后，会产生电流，圆环的机械能有一部分转化为电能，圆环的机械能减小。
【解析】电磁感应现象是闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动时，导体中会有感应电流产生，把机械能转化为电能；
圆环向右穿过磁场后，会产生电流，圆环的机械能有一部分转化为电能。
【解答】解：由电磁感应现象可知，圆环向右穿过磁场后，会产生电流，圆环的机械能有一部分转化为电能，机械能减小，所以回不到原来的高度。
故答案为：不能；圆环向右穿过磁场后，会产生电流，圆环的机械能有一部分转化为电能，圆环的机械能减小。
21．在探究“怎样产生感应电流”的实验中，用导线将导体棒ab、灵敏电流计、开关连接成如图所示的电路，请你参与探究并回答下列问题。
（1）导体棒在U形磁铁中上下运动，灵敏电流计的指针 　 　 （选填“会”或“不会”）发生偏转。
（2）让导体棒ab沿水平方向向左运动时，灵敏电流计指针发生偏转；仅让导体棒ab沿水平方向反向运动时，灵敏电流计指针跟刚才相比发生了反向偏转，此现象表明感应电流的方向与导体运动的
　　 有关。
（3）在实验中通过观察灵敏电流计指针的 　 　 来判断感应电流的大小。
（4）经过多次实验操作和实验现象的分析可以得出：电路闭合，导体棒ab做切割磁感线运动时会产生感应电流，其能量转化是 　 　 能转化为电能。
【答案】（1）不会；
（2）方向；
（3）偏转程度；
（4）机械。
【解析】（1）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，这一现象叫电磁感应现象；
（2）电磁感应现象中，感应电流的方向与导体运动的方向和磁场方向有关；
（3）电路中感应电流较大时，灵敏电流计的指针偏转角度较大，电路中感应电流较小时，灵敏电流计的指针偏转角度较小，据此分析判断；
（4）在电磁感应现象中，消耗了机械能，得到了电能。
【解答】解：（1）导体棒在U形磁铁中上下运动，没有切割磁感线，不会产生感应电流，灵敏电流计的指针不会发生偏转。
（2）让导体棒ab沿水平方向向左运动时，灵敏电流计指针发生偏转；仅让导体棒ab沿水平方向反向运动时，灵敏电流计指针跟刚才相比发生了反向偏转，此现象表明感应电流的方向与导体运动的方向有关。
（3）电路中感应电流较大时，灵敏电流计的指针偏转角度较大，电路中感应电流较小时，灵敏电流计的指针偏转角度较小，因此在实验中通过观察灵敏电流计指针的偏转程度来判断感应电流的大小。
（4）经过多次实验操作和实验现象的分析可以得出：电路闭合，导体棒ab做切割磁感线运动时会产生感应电流，其能量转化是机械能转化为电能。
故答案为：（1）不会；
（2）方向；
（3）偏转程度；
（4）机械。
22．老师利用如图所示装置演示当磁铁靠近或远离线圈时，灵敏电流计发生偏转，小明根据所学知识了解到是线圈切割磁感线导致感应电流产生，但他想进一步了解问题的本质于是查阅相关资料学习到了关于磁通量的概念，磁通量φ＝BS，其中B表示磁场强度大小，S为与磁场方向垂直的平面面积，对于装置中静止的线圈可以认为S不变，结合实验现象小明得出感应电流的有无与线圈中磁通量的变化
　　 （填“有关”或“无关”）；小明回忆起当老师用更快的速度让磁铁靠近或远离线圈时，产生的感应电流也会增大，根据这个现象请你从磁通量的角度提出一个科学问题：　 　 。
【答案】见试题解答内容
【解析】（1）据题目的信息，观察线圈中的磁通量发生改变时，产生的感应电流是否变化即可；
（2）据实际情况，提出猜想即可；
【解答】解：
（1）据题意可知，当磁铁靠近或远离线圈时，发现产生了感应电流；因磁铁靠近或远离线圈时，线圈所在位置的磁场强度发生变化，即磁通量发生变化，线圈中的感应电流也发生了改变，所以感应电流的有无与线圈中磁通量的变化有关；
（2）据“小明回忆起当老师用更快的速度让磁铁靠近或远离线圈时，产生的感应电流也会增大”可知，通过线圈的磁通量越大，此时产生的感应电流就越大，所以提出的猜想是：通过线圈的磁通量越大时，产生的感应电流是不是就越大？
故答案为：有关；通过线圈的磁通量越大时，产生的感应电流是不是就越大？
23．小华在学习了电和磁的知识后：
（1）用甲、乙两个直流电动机设计了如图所示的装置，闭合开关S后甲开始转动，同时用皮带带动乙转动，小灯泡发光。在此过程中将电能转化为机械能的装置是 　 　 （选填“甲”或“乙”），乙工作原理是 　 　 ，最早发现其规律的科学家是 　 　 ，如果要让甲的转动方向与原来相反，则应采取的措施是 　 　 。
（2）如图所示是实验室用的手摇发电机，若在发电机和小灯泡的电路里串联一个灵敏电流计，慢慢摇动手柄，观察到电流表的指针左右摇摆，这表明该发电机发出的电是 　 　 （选填“直流电”或“交流电”）。
【答案】（1）甲；电磁感应现象；法拉第；将电池组正负极对调；（2）交流电。
【解析】（1）通电导体在磁场中受力而运动，将电能转化为机械能，其实际应用是电动机；
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流，这种现象叫电磁感应，该过程中机械能转化为电能，其实际应用是发电机；最早发现电磁感应的科学家是法拉第；通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向和磁场的方向有关；
（2）交流电是指大小和方向随时间做周期性的变化。
【解答】解：（1）闭合开关S后，电源与甲电动机接通，电流通过甲电动机的线圈，线圈在磁场中受力而转动，将电能转化为机械能；
甲电动机带动乙电动机一起转动，乙电动机内部的线圈在磁场中切割磁感线，产生感应电流，小灯泡发光，此时乙电动机相当于发电机，将机械能转化为电能，其工作原理是电磁感应现象；最早发现电磁感应的科学家是法拉第；
通电导体在磁场中的受力方向与电流的方向和磁场的方向有关，如果将电池组正负极对调，电流方向改变，磁场方向不变，则甲电动机转动方向改变；
（2）慢慢摇动手柄，观察到电流表的指针左右摇摆，说明电流方向在改变，故表明该发电机发出的电是交流电。
故答案为：（1）甲；电磁感应现象；法拉第；将电池组正负极对调；（2）交流电。
24．如图所示，油电混合动力型汽车主要由汽油发动机、电动机和动力电池组成。汽车的内置电脑可以自动选择牵引方式带动车辆运行。其中发动机牵引方式能发挥纯发动机汽车在除霜、制冷、爬坡、续航里程长等方面的优势；而电动机牵引方式则具有噪音小、零排放、频繁启动和制动时能耗小等纯电动汽车的优势。这种汽车不需要像纯电动汽车一样将它的动力电池接到电源插座上去充电，因为它在减速制动时电动机作为发电机使用，将一部分动能转化为电能，实现对电池的充电。这种汽车还整合了发动机和电动机的工作优势，热效率提高了10%左右，废气排放量可改善30%以上。
（1）通常在出远门高速公路上行驶时，内置电脑会将车辆自动切换到 　 　 牵引方式（选填“电动机”或“发动机”），这种方式的优点之一是 　 　 ；
（2）在减速制动时，混合动力型汽车的动能转化为 　 　 能和电能；此时，电动机作为发电机使用，它发电的原理是电磁感应，这个原理是物理学家 　 　 发现的。
（3）这种新式汽车整合了发动机和电动机的工作优势，热效率提高了、废气排放量少了。这样给人们生活带来的好处有 　 　 （写出一点即可）。
【答案】（1）发动机；续航里程长；
（2）内；法拉第；
（3）环保。
【解析】（1）发动机牵引方式能发挥纯发动机汽车在除霜、制冷、爬坡、续航里程长等方面的优势；而电动机牵引方式则具有噪音小、零排放、频繁启动和制动时能耗小等纯电动汽车的优势。
（2）在减速制动时，混合动力型汽车消耗了动能，得到了内能和电能；发电机的原理是物理学家法拉第发现的电磁感应现象。
（3）新式汽车热效率提高了、废气排放量少了，节约能源、环保。
【解答】解：（1）发动机牵引方式能发挥纯发动机汽车在除霜、制冷、爬坡、续航里程长等方面的优势；而电动机牵引方式则具有噪音小、零排放、频繁启动和制动时能耗小等纯电动汽车的优势。因此通常在出远门高速公路上行驶时，内置电脑会将车辆自动切换到发动机牵引方式，这种方式的优点之一是续航里程长；
（2）在减速制动时，混合动力型汽车的动能一部分克服摩擦做功转化为内能，另一部分通过发电机转化为电能；此时，电动机作为发电机使用，它发电的原理是电磁感应，这个原理是物理学家法拉第发现的。
（3）这种新式汽车整合了发动机和电动机的工作优势，热效率提高了、废气排放量少了。这样给人们生活带来的好处是环保。
故答案为：（1）发动机；续航里程长；
（2）内；法拉第；
（3）环保。
25．近年来，随着电子商务的迅猛发展，我国物流行业也日益成熟。某次黄师傅驾驶货车去洛阳送货时，货车以90kW的恒定功率在平直公路上匀速行驶54km。用时30min。（柴油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，柴油的热值q＝4.3×107J/kg）
（1）货车在行驶时可以用发电机给蓄电池充电，蓄电池在充电过程中。将电能转化为 　 　 能。发电机的工作原理是 　 　 。
（2）货车匀速行驶时所受阻力为多少？
（3）若该过程中消耗柴油12.5L，则货车的效率为多少？（百分号前保留一位小数）
（4）交通安全是人们十分关注的问题、超载行车的危险大。原因之一是质量过大导致汽车具有的
　　 变大，从而难以刹车。
【答案】（1）化学；电磁感应现象；
（2）货车匀速行驶时所受阻力为3000N；
（3）货车的效率为41.9%；
（4）惯性。
【解析】（1）蓄电池充电时，相当于用电器，将电能转化为化学能；发电机的工作原理：电磁感应现象；
（2）知道路程和时间，根据速度公式可求出其速度，再根据PFv求出牵引力，根据二力平衡原理求出货车匀速行驶时所受的阻力；
（3）根据密度公式求出柴油的质量；利用W＝Pt求货车行驶半小时做的有用功，利用Q放＝mq求12.5L柴油完全燃烧放出的热量，发动机的效率等于货车行驶半小时做的有用功与12.5L柴油完全燃烧放出的热量之比；
（4）惯性的大小与物体运动的速度无关，与物体是否受力无关，仅与质量有关，质量是物体惯性大小的唯一量度。质量大的物体所具有的惯性大，质量小的物体所具有的惯性小。
【解答】解：（1）蓄电池在充电过程中，相当于用电器，将电能转化为化学能；发电机的工作原理：电磁感应现象；
（2）货车在平直公路上匀速行驶的速度：v108km/h＝30m/s，
根据PFv得，牵引力F3000N，根据二力平衡原理，货车匀速行驶时所受的阻力f＝3000N；
（3）货车行驶半小时做的有用功：W＝Pt＝9×104W×30×60s＝1.62×108J，
根据密度公式得，柴油的质量：m＝ρV＝0.8×103kg/m3×12.5×10﹣3m3＝10kg，
柴油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝10kg×4.3×107J/kg＝4.3×108J，
发动机的效率：η41.9%；
（4）质量是物体惯性大小的唯一量度，质量大的物体所具有的惯性大，汽车超载会因为质量过大导致惯性变大，刹车的距离变大，所以要对汽车超载进行督察。
答：（1）化学；电磁感应现象；
（2）货车匀速行驶时所受阻力为3000N；
（3）货车的效率为41.9%；
（4）惯性。
26．图1中标出了通电螺线管中电流方向及其两端的磁场方向，放在其右端的a为一根垂直于纸面的导线，它是另一个闭合回路的一部分，〇表示a的横截面；图2中 表示导线中的电流方向垂直于纸面向里，F是磁场对通电导线的作用力。
（1）图1中通电螺线管左端是 　 　 极，当a在磁场中沿 　 　 （选填“①”、“②”“③”，可多选）所示虚线方向运动时，a中可以产生感应电流。
（2）如图3所示是磁悬浮列车的悬浮原理。磁体镶嵌在T形轨道里，通电时强大的磁力使列车悬浮在轨道上，实现非接触的支撑、导向和运行。请在放大图中的括号里标出电磁铁的磁极（用“N”或“S”表示）和电源的电极（用“+”或“﹣”表示）。
（3）图4中⊙表示导线中的电流方向垂直于纸面向外，请在图中通电导线上画出它受到作用力F1。通电后，两螺线管将互相 　 　 （选填“吸引”或“排斥”）。
【答案】（1）N；①②；
（2）
（3）
吸引。
【解析】（1）由安培定则可判断通电螺线管左端极性，通电导线的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流；
（2）列车悬浮利用异名磁极相互吸引；根据安培定则判断电磁铁的电源的正负极；
（3）通电导线在磁场中受力的方向与磁场方向和电流的方向有关，只改变其中一个物理量的方向，通电导线的受力方向会发生改变，如果两个方向同时改变，则通电导线在磁场中受力的方向不会改变。
【解答】解：（1）由安培定则可知，图1中通电螺线管左端是N极；
图中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分，它在磁场中按箭头方向运动时，当a在磁场中沿③所示虚线方向运动时，a没有做切割磁感线运动，所以不会产生感应电流，当a在磁场中沿①②所示虚线方向运动时，a做了切割磁感线运动，因此会产生感应电流；、
（2）由图3可知，图中的磁悬浮列车的悬浮原理是异名磁极相互吸引，镶嵌在T形轨道里磁体的下端是S极，则通电螺线管的上端应为S极根据安培定则可得电源的上端为“+”极，图示如下：
（3）通电导线在磁场中受力的方向与磁场方向和电流的方向有关，如果只改变磁场方向或电流的方向，通电导线的受力方向会发生改变，如果磁场方向和电流的方向同时改成与原来方向相反，则通电导线在磁场中受力的方向不会改变，图4中电流方向和磁场方向都与图2相反，所以通电导线受到作用力F1方向向下，如图所示：
右安培定则可得图4中，通电后，两个螺线管都是左端为N极，右端为S极，根据磁极间的相互作用规律可知，两螺线管将互相吸引。
故答案为：（1）N；①②；（2）图见解析；（3）图见解析；吸引。
27．最近我市出现了许多共享电动汽车，这种新型低碳的交通工具，深受市民的喜爱。某 品牌电动汽车的部分参数如表所示。请回答：
电池容量（kW h） 22
车载充电器输入电压（V） 220
车载充电器输入电流（A） 16
电能转化为机械能的效率 70%
（1）如图 1 所示，租车时，租赁者只要将租车卡靠近电动汽车上的感应器，感应器即能读取卡中的信息，将车解锁。刷卡所用的原理是　 　 。
（2）某次启动后，汽车显示屏上出现了如图2 所示的输出电压与电流，求此时电动汽车的输出功率为多少瓦？
（3）根据表中的数据，将已经耗完电能的电池充满，理论上需要多少时间？
【答案】见试题解答内容
【解析】（1）闭合回路中的部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时就能产生感应电流，这种现象为电磁感应现象，发电机就是根据电磁感应的原理制成的；
（2）知道输出电压和电流，根据P＝UI求出此时电动汽车的输出功率；
（3）根据W＝UIt的变形公式求出将已经耗完电能的电池充满理论上需要的时间。
【解答】解：（1）将租车卡（带有磁条）靠近电动汽车上的感应器，检测头的线圈中就会产生变化的电流，感应器即能读取卡中的信息，其原理就是电磁感应现象；
（2）由图2可知，电动汽车的输出电压U＝339V，输出电流I＝1A，
则此时电动汽车的输出功率：
P＝UI＝339V×1A＝339W；
（3）电池容量为W电＝22kW h＝22×3.6×106 J＝7.92×107J，
根据表格数据可知，充电器输入电压为220V，输入电流为16A，
由W＝UIt得，将已经耗完电能的电池充满，理论上需要的时间：
t2.25×104s＝6.25h。
答：（1）刷卡所用的原理是电磁感应现象；
（2）此时电动汽车的输出功率为339瓦；
（3）理论上需要时间为6.25h。
28．电动汽车是未来汽车的一种发展方向，由于受电池技术的限制，混合动力汽车是一种较好的过渡产品。某油电混合动力汽车相关信息如甲图，工作原理如图乙所示，当需要高速行驶或蓄电池电能过低时，内燃机就会启动，既可以向车轮输送能量，又可以给蓄电池充电，电动汽车所受阻力与车速的关系如图丙所示，在某次测试中，测试前蓄电池已储存的电能为1×108J，测试中全部由内燃机提供能量，汽车以50km/h的速度水平匀速行驶了1h，同时蓄电池的电能增加了25%，求：
（1）当该汽车制动刹车时，驱动电机会反转变为发电机给蓄电池充电，发电机的原理是　 　 ，产生的电能是由汽车的　 　 能转化而来的。
（2）在该次测试中，所用燃料的热值为4.5×107J/kg，测试过程中消耗10kg燃料，燃料完全燃烧释放的热量是多少J？
（3）在该次测试中，汽车牵引力做的功是多少J？
（4）在该次测试中，内燃机的效率是多少？（忽略蓄电池和驱动电机的热损失）
【答案】（1）电磁感应；机械；（2）4.5×108J；（3）2×108J；（4）50%。
【解析】（1）发电机是根据电磁感应原理工作的，发电机工作时，机械能转化为电能。
（2）知道燃料的热值和质量，根据Q＝mq求出燃料完全燃烧放出的热量。
（3）知道汽车在50km/h时受到的阻力，根据平衡力求出牵引力；
知道汽车行驶的速度和时间，根据s＝vt求出汽车行驶的路程；
知道汽车的牵引力和路程，根据W＝Fs求出汽车牵引力所做的功。
（4）汽车行驶过程中，求出蓄电池电能增加值，又知道汽车牵引力做功，求出有用功，知道燃料完全燃烧放出的热量，求出内燃机的效率。
【解答】解：（1）发电机是根据电磁感应原理工作的，产生的电能是汽车的机械能转化为电能。
（2）燃料的热值为4.5×107J/kg，测试过程中消耗10kg燃料，燃料完全燃烧释放的热量：Q＝mq＝10kg×4.5×107J/kg＝4.5×108J。
（3）由图像知，汽车时速50km/h时，汽车受到的阻力为4000N，
汽车进行匀速直线运动，汽车受到的牵引力和阻力是平衡力，两者大小相等，故汽车牵引力是4000N，
汽车50km/h行驶是1h，汽车行驶的路程：s＝vt＝50km/h×1h＝50km＝50000m，
汽车牵引力做功：W＝Fs＝4000N×50000m＝2×108J。
（4）测试前蓄电池已储存的电能为1×108J，蓄电池的电能增加了25%，故蓄电池增加的电能为：W'＝1×108J×25%＝2.5×107J，
内燃机做功的有用功为：W有用＝W+W'＝2×108J+2.5×107J＝2.25×108J，
燃料完全燃烧释放的热量：Q＝4.5×108J，
所以内燃机的效率：η50%。
故答案为：（1）电磁感应；机械；（2）4.5×108J；（3）2×108J；（4）50%。
知识导图
考点精讲
考点精炼卷
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