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3 发电机和安全用电
一、发电机
1. 电磁感应现象
(1)英国物理学家法拉第经过不懈的努力于1831年发现了电磁感应现象，电磁感应现象不仅揭示了电与磁之间的内在联系，而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路。
(2)实验结论：不论是导线运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生电流。这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。
2.产生感应电流的条件
(1)导体为闭合电路的一部分。
(2)导体做切割磁感线运动。
3. 影响感应电流方向的因素
感应电流的方向与导体切割磁感线的方向和磁场方向有关。改变导体切割磁感线方向或磁场方向，感应电流的方向随之改变；若导体切割磁感线方向和磁场方向同时改变，则感应电流的方向不变。
拓展：（右手定则判断感应电流方向）右手平展,使大拇指与其余四指垂直,且都跟手掌在一个平面内。右手放入磁场中,让磁感线从掌心进入,大拇指指向导线运动方向,则四指所指方向为导线中感应电流的方向。
4.增大感应电流的方法
(1)增强磁场；
(2)增大切割磁感线的导体的有效长度（增加线圈的匝数）；
(3)增大导体切割磁感线的速度；
(4)让导体切割磁感线运动的方向与磁感线方向垂直；
(5)用电阻率更小的金属作为切割导体
5.能量转化
在电磁感应现象中，用力移动导体，消耗了机械能，在闭合电路中产生了电能，这就实现了机械能向电能的转化。
交流发电机
原理：电磁感应原理。
基本结构：磁体、矩形线圈、铜环、电刷等。
(1)左上图，ab向左运动，cd向右运动，运动方向与磁场方向平行(不切割磁感线),线圈中没有电流。
(2)右上图，ab向下运动，cd向上运动，运动方向与磁场方向垂直(切割磁感线)，线圈中有电流，线圈中的电流方向为d→c→b→a。
(3)左下图，ab和cd边的运动方向与上图中相反，与磁场方向平行(不切割磁感线),线圈中没有电流。
(4)右下图，ab和cd边的运动方向与上图中相反，与磁场方向垂直(切割磁感线),线圈中有电流，线圈中的电流方向与上图中的相反，为a→b→c→d。
能量转化：机械能转化为电能。
线圈在磁场中转动一周，感应电流方向改变两次。
定子和转子：实际使用的大型发电机中的转子不是线圈(线圈是由多匝铜线绕制而成的，因此很重),而是电磁铁。大型发电机一般采用线圈不动、磁极旋转的方式来发电。
交流电与直流电
(1)交流电：大小和方向都发生周期性变化的电流叫交流电。
(2)直流电：方向不变的电流叫直流电。
(3)我国生产和生活中使用的交流电的周期是0.02秒，频率是50赫兹。在1秒内电流方向改变100次。
(4)发电机线圈中产生的电流始终是交流电，如果外电路中使用的是两个铜质圆环，则外电路中的电流是交流电，如果是两个铜质的半环，则外电路中的电流是直流电(半环的作用相当于换向器)。
二、家庭电路及安全用电
1. 家庭电路
(1)进户线:从户外输电线上引进，其中一根叫火线，另一根叫零线。火线与零线之间的电压正常值为220伏，火线和大地之间的电压也为220伏，零线和大地之间的电压为零。
(2)电能表:用来测量用户在某一段时间内消耗电能的多少，通常装在家庭电路的干路上。外面供电线路接入家庭后，首先接到电能表上。
(3)总开关:常用闸刀开关或空气开关，用来控制整个家庭电路的通断。便于检测电路，更换电器设备，装在电能表之后。
(4)熔断器:也叫做保险盒，内含保险丝，用于保护家庭电路的安全。现在家庭中常用一种断路器(“空气开关”)来替代闸刀开关和熔断器。连接时应该串联在火线上，当电路中电流过大时，就会自动切断电路，起到保护电路的作用。
(5)插座:可给移动的用电器供电，插座应并联在电路中。插座一般分为两孔式插座和三孔式插座。
(6)电灯和开关:电灯安装在灯座上用来照明，开关用来控制电灯的亮灭，注意开关一定要接在火线上，且与灯泡串联。
2.测电笔
(1)作用:辨别火线和零线。
(2)结构:如图所示，测电笔主要由笔尖金属体、电阻、氖管、弹簧、笔尾金属体等组成。
(3)使用方法:用手接触测电笔的金属笔夹(或笔尾金属体)，笔尖金属体接触待测导线，若氖管发光，则所测导线为火线；若氖管不发光， 则所测导线为零线。
正确方法:手接触金属笔卡；笔尖金属体接触火线时氖管发光，接触零线时氖管不发光
不正确方法:手未接触金属笔卡，笔尖金属体接触火线时氖管仍不会发光
(4)巧用测电笔
①用测电笔判断零线断开:正常情况下，测电笔接触火线时才能发光，如果用测电笔检测闭合开关后的电灯(电灯不发光)两端，均能发光，说明家庭电路中进户零线断开。
②用测电笔判断火线断开:如果用测电笔检测插座的双孔，均不能发光，说明家庭电路中与插座相连的火线断开。
3、熔断器和断路器
熔断器
(1)结构:熔断器一般有封闭管式熔断器和敞开插入式熔断器两种。熔断器内有保险丝，封闭管式熔断器的保险丝被封闭在玻璃管内，插入式熔断器的保险丝装在盒盖上。
(2)连接:串联在火线上。
(3)保险丝
①作用:当电路中的电流过大时，保险丝会自动熔断，切断电路，起到保护电路的作用。
②材料:一般由熔点较低的金属合金制成。
③选择依据:保险丝有各种不同的规格，通常标有额定电流(正常工作电流)。选用保险丝应使保险丝的额定电流等于或稍大于电路中正常工作时的电流。
断路器
(1)作用:当流过断路器的电流超过额定电流时，断路器可以自动断开电路，从而起到保护电路的作用。
(2)连接:断路器一般串联在火线上。
(3)优点:断路器能手动复位，接通电路，也能手动切断电路。断路器因使用方便、安全而得到普及。
家庭电路中电流过大的原因
(1)发生短路
短路就是指电流没有经过用电器而直接构成通路。发生短路时，电路中的电阻很小，由公式可得在电压U=220伏不变时，电路中电流很大。造成家庭电路短路的三种情况:
①电线或用电器使用太久绝缘皮破损或老化，使火线和零线直接连通。
②接线时没有仔细查看造成短路。
③用电器两端的接线柱上有一根导线没接牢而脱落并和另一根导线连通，造成短路。
(2)用电器的总功率过大，造成家庭电路中用电器的总功率过大的情况:
①使用了大功率的用电器。如使用大功率的空调或大功率的电热水器等。
②使用的用电器过多。如炎热的夏季傍晚，某家庭中可能同时使用照明电器、做饭的电器、消暑降温的电器和娱乐休闲的电器等。
4.插座
插座的分类
(1)两孔式插座:右孔连接火线，左孔连接零线。使用时只要把两脚插头插人插孔即可。
(2)三孔式插座:右孔连接火线、左孔连接零线、上孔连接接地线。与接地孔相对应的那个插头的插脚接用电器的金属外壳。（左零右火上接地）
大功率家用电器配置三脚插头的原因
与三孔式插座对应的是三脚插头,下面两个脚接用电部分(如电冰箱、洗衣机中的电动机)，最上面那个与接地孔相对应的脚是跟用电器的金属外壳接通的。这样把三脚插头插在三孔式插座里，在把用电部分连入电路的同时，也把用电器金属外壳与大地连接起来。如果内部火线绝缘皮破损或失去绝缘性能，致使火线与外壳接通，外壳就带了220伏的电压，人体接触外壳等于接触火线，就会发生触电事故。如果把外壳用导线接地，即使外壳带了电，电流会直接经接地线进人大地，人体接触外壳就没有危险了。这也是我们我们看到的三脚插座，上面那头长一点的原因，如果真的有漏电，也是先接通地线，拔掉的时候后断开地线，保证安全。
连接家庭电路时在安全用电方面应注意的问题
(1)闸刀开关切勿倒装。正确的安装方法是将闸刀开关上端的静触头与进户线相连。如果闸刀开关倒置安装，在切断电源的时候，闸刀开关可能会因自身的重力作用自动合闸接通电路，造成触电或损坏线路的事故。
(2)控制电灯的开关要接在电灯和火线之间。在开关断开的时候，电灯各部分都脱离火线，人在触摸灯头等部位时，不会造成触电事故。
(3)螺丝口式灯座的螺旋套必须接在零线上，在正常情况下，零线与大地之间没有电压。在更换灯泡时，若人不慎触摸到灯泡的螺旋(与灯座螺旋套相连)，也不会发生触电事故。
(4)插座，特别是接大功率用电器的插座，一般只在接入插座的火线上装一根保险丝。
5. 触电事故
(1)触电：指通过人体的电流达到一定值时对人体造成的伤害事故。
(2)安全电流：大于30毫安会感到剧痛，神经麻木，呼吸困难，有生命危险，达到100毫安短时间内心跳停止。
(3)安全电压：
人体是导体，不同人体的电阻是不同的，所以不同的人产生触电感觉的电压是不同的。一般情况下，36伏以下的电压才是安全的。但在潮湿环境中，安全电压应在24伏甚至12伏以下。
(4)触电形式：常见的触电形式有低压触电和高压触电两种。
1).低压触电(家庭电路触电)
我国家庭电路的电压是220伏，动力电路的电压是380伏。它们虽然是低压电，但是已远远超过了安全电压。家庭电路中的触电事故，大多数是人体直接或间接接触火线，有过大电流通过人体造成的。有单线触电和双线触电两种类型。
①单线触电：站在地上的人触到火线，则有电流由火线进入人体，流到大地，这时火线、人体、大地和供电设备形成闭合回路，造成触电事故。如图甲所示。
②双线触电：站在绝缘体上的人若同时触及火线和零线，电流将由火线流人人体，再流回零线而形成回路，造成触电事故。如图乙所示。
(2)高压触电
高压触电有两种形式：一类是高压电弧触电，当人体靠近高压带电体到一定距离时，高压带电体和人体之间会发生放电现象，这时有电流通过人体，造成高压电弧触电。另一类是跨步电压触电，高压输电线落在地面上，地面上与电线断头距离不同的各点间存在着电压，当人走近断头时，两脚位于离断头远近不同的位置上，因而两脚之间有了电压(跨步电压)，这时有电流通过人体，造成跨步电压触电。因此，为了安全，不要靠近高压带电体。
安全用电常识
(1)安全用电原则：不接触低压带电体(安全电压的带电体除外)，不靠近高压带电体。
(2)安全用电注意事项
1)将插头插入插座时，手不要接触金属插脚。2)不要用湿的手触摸电器、插座和开关。3)防止电线的绝缘层老化或破损。4)不要在高压线旁钓鱼或放风筝。5)不要使插座超负荷。6)避免在浴室中使用电器。7)导线旁不要放发热物体。8)不要在电线上晾衣服。9)不要同时使用大量大功率用电器。
(3)触电的急救措施
1)首先要切断电源(断开总开关)，在无法切断电源的情况下，用绝缘的干木棍、竹竿等将电线挑开，使人体与带电体分离。如果贸然用手直接去拉触电者，不但不能救人，反而也会使自己触电。
2)将人体与带电体分开后，进行现场抢救或拨打求救电话。
3)如果用电时引发火灾，要先切断电源，绝不能向带电体泼水灭火。
四、典型例题
（一）考点：发电机
【例1】（2023绍初单元）“卫星悬绳发电”是人类为寻找卫星的新型电力供应系统而进行的实验。假设在实验中，用飞机拖着一根很长的金属线(其下端悬挂一个金属球，以保证金属线总是呈竖直状态)，在我国上空平行地面飞行，如果用该系统为卫星供电，则下列说法正确的是( )
A.这是电磁感应原理，金属线相当于发电机的线圈
B.如果飞机自北向南飞行，金属线上有感应电流产生
C.如果飞机自南向北飞行，金属线上有感应电流产生
D.飞机只有由正西飞向正东方向，金属线上有感应电流产生
【例2】（2023绍初单元）近年，东营的路边出现了一种风光互补式路灯(如图所示)，该路灯装有风力和太阳能发电装置。白天该路灯将获得的电能储存在蓄电池内，夜间蓄电池对灯泡供电。关于该路灯，下面说法不正确的是( )
太阳能发电装置是将太阳能转化为电能
B.风力发电机是将机械能转化为电能
C.白天，对蓄电池充电是将化学能转化为电能
D.风力发电机的工作原理是电磁感应
【例3】如图是动圈式话筒的部分结构。声波使振膜左右振动，连接在振膜上的线圈也随之一起振动，切割永磁体的磁感线产生电流，此过程中（　　）
A．利用了电磁感应原理 B．利用了通电导体在磁场中受力的原理
C．利用了电流的磁效应 D．产生了直流电
【例4】.(2023元培单元）如图甲所示是一手压电筒，按压手柄，塑料齿轮带动线圈内磁性飞轮高速旋转，使灯泡发光。图乙四个实验中与手压电筒产生电流的工作原理相同的是( )
【例5】(2023元培单元）如图，为闭合回路放在磁场中的线圈的一边的截面a，当它在磁场中旋转一周时，下面说法正确的是( )
A. a在位置①③时有感应电流 B. a 在位置②④时有感应电流
C.图中感应电流的方向改变一次 D. a在所有位置时均有感应电流
【例6】（2022浙江模拟）把一台手摇发电机跟灯光连接起来，使线圈在磁场中转动，可以看到灯光发光。关于手摇发电机发电过程，下列说法正确的是( )
A．发电机是将电能转变动能的装置
B．匀速摇动转轮，灯光的亮度不变
C．转轮转速越快灯光亮度越暗
D．转轮在一个周期内电流方向改变两次
【例7】（2023绍初单元）在下列电器设备中：①电风扇；②电熨斗；③电磁起重机；④动圈式话筒;⑤发电机.利用电磁感应原理工作的有_________利用磁场对通电导体有力的作用原理工作的有_________
【例8】(2023建功单元）小安通过查找资料后制作了“电能无线传输”装置(如图所示) 来模拟无线充电。图中送电线圈利用电流产生磁场，受电线圈利用磁场产生电流。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。
己知受电线圈两端电压大小与受电线圈的匝数有关。小安用相同规格的漆包线绕制了多个匝数相同、直径不同的受电线圈进行探究。实验数据如下表： (送电线圈直径为70.0mm)
实验次数 受电线圈的直径D/mm 两线圈之间的距离r/mm 受电线圈两端的电压U/V
1 70.0 22.0 8.6
2 70.0 11.0 14.1
3 70.0 5.5 20.5
4 145.0 5.5 10.3
5 105.0 5.5 16.9
6 45.0 5.5 13.9
7 32.0 5.5 5.4
(1) 分析____________三次实验数据可初步得出结论： 在受电线圈的直径和匝数相同时，两线圈之间的距离越小，受电线圈两端的电压越____________.
(2) 分析3、4、5、6、7五次实验数据可初步得出结论： 在两线圈之间的距离和受电线圈的匝数相同的情况下，随着受电线圈的直径增大，两端的电压____________此实验方法叫____________.
(3)目前无线充电还存在一些缺点，请提出一条____________
（二）考点：家庭电路
【例1】（2023绍初单元）图中有关家庭电路的连接完全正确的是( )
【例2】（2023绍初单元）断路器因方便、安全，被越来越广泛使用.如图所示是断路器的工作原理，当电流过大时，它的工作顺序是( )
A.①②③④ B、④②③① C、③④①② D、②④③①
①簧锁装置脱开②触点断开
③电流过大，双层金属片发热过多
④双层金属片弯曲，触动簧锁装置
【例3】（2023绍初单元）某居民家中的电路如图所示，开始时各部分工作正常，将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但电灯仍能正常发光.拨出电饭煲的插头，把试电笔插入插座的左、右插孔，氖管均能发则( )
A.仅电热壶所在的C、B两点间发生了断路故障
B.仅电热壶所在的C、B两点间发生了短路故障
C.仅导线AB断路
D.因插座用导线接地，所以发生了上述故障
【例4】（2023绍初单元）如图所示，甲站在干燥的木桌上一只手接触到火线；乙站在地上一只手接触到零线；丙站在干燥的木桌上一只手接触到火线。此时，丁站在地面上用手去拉丙。则( )
A.甲、乙都会触电 B.甲、丙都会触电 C.乙、丁都会触电 D.丙、丁都会触电
【例5】（2023绍初单元）如图是小明设计的电路。图中虚线框1和2应连入开关和电灯，则开关应装在_________方框中。安装好后，闭合开关，电灯不亮N用测电笔分别测试a、b、c、d点时，a点氖管不发光b、c、d三点都发光，则电路的故障为_________
【例6】 (2023元培单元）在宾馆的客房常常需要插卡用电，如图所示。房卡的作用是相当于一个__________接在干路上，房间里的电灯、电视等用电器是__________联的。某房客把断开开关的台灯插头插入插座时，房间里其它电灯全部熄灭， 保险丝熔断， 故障的原因是__________
四、学力训练
A组 夯实基础
1.（2023绍初单元）如图所示的四幅实验装置图，对它们的解释合理的是( )
A、甲实验说明导体在磁场中运动时，就一定产生电流
B、乙实验说明磁场能产生电流
C、丙实验说明同名磁极相吸，异名磁极相斥
D、丁实验说明电磁铁的磁性强弱与电流大小有关
2.浙江丽水景宁县完成了91个水电站生态改造，擦亮“中国农村水电之乡”的金名片。以下哪一实验装置最能体现水电站发电原理（　　）
A．通电导体产生磁场 B．通电螺线管产生磁场
C．通电导体在磁场中受力运动 D．导体在磁场中切割磁感线
3.(2023元培单元）下图所示的四个家庭电路， 正确的是()
4.（2023绍初单元）如图甲、乙、丙三个同学用长导线作为“绳子”，按图所示情景进行跳绳游戏。当甲、乙同学沿_________方向站立摇绳时，电流表指针偏转最明显。
5.针对“感应电流的大小与哪些因素有关”这一问题，小乐进行了如下探究：
建立猜想：导体切割磁感线运动的速度越大，感应电流越大。
实验装置：如图所示，足够大的蹄形磁体放在水平面上，绝缘硬棒ab、cd可拉动导体PQ水平向右运动（导体PQ运动区域的磁场强度相同）。
（1）小乐建立上述猜想的依据是：导体切割磁感线运动的速度越大，动能就越大，转化成的　 　能就越多。
（2）小乐利用上述实验装置，进行如下操作：让导体PQ先后以　 　（选填“相同”或“不同”）的速度水平向右运动；同一次实验，应使导体PQ做　 　（选填“匀速”或“变速”）运动。
（3）若小乐的猜想正确，则观察到的现象是　 　。
B组 强化提高
1.(2023建功单元）如图所示， 导体ab在外力作用下向左运动时电流表指针偏转，向右运动时电流表指针向另一方向偏转。这个实验事实说明( )
A.通电导线在磁场中受力大小与电流大小有关
B.通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关
C.感应电流的大小与导体在磁场中切割磁感线运动的快慢有关
D.感应电流的方向与导体在磁场中切割磁感线运动的方向有关
2.图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“○”表示图在磁场中分别转动到1-4位置时，运动方向已用箭头标出，图甲中的导线ab，当它下列说法正确的是（ ）
A.在位置1时，电路中不会产生感应电流 B.图甲的电路中没有电源
C.在位置3时，电路中不会产生感应电流 D.发电机产生的电流方向不变
3.(2023建功单元）如图所示的电路中，正常发光的三盏灯中突然有两盏灯L 、L 熄灭， 经检查保险丝完好，在插座没有插入任何用电器的情况下，用试电笔插进插座的两孔，氖管均发光。造成这一现象的原因是 ( )
A.一定是插座发生短路了
B. 一定是进户的零线 BD之间断了
C.一定是进户的零线 BC之间断了
D. 一定是进户的零线 CD之间断了
(2023浙江模拟）如图“O”表示闭合电路中的一部分导体得横截面，箭头表示导体运动方向，下列说法正确得是（　　）
A．两图中均不能获得感应电流 B．两图中感应电流方向不同
C．两图中感应电流方向相同 D．以上说法均不正确
5.(2023建功单元）用电热壶烧开水既方便又卫生，因此被广泛使用，某电热壶的结构如果甲所示。当电热点接入家庭电路正常工作时，图中的a端应与____________相连， c端应与____________相连(以上均选填“地线”“零线”或“火线”)。用测电笔检测b端时，测电笔的氖管____________(选填“会”或“不会”)发光。图乙、丙中所示的两种测电笔握法，正确的是____________。
6.(2023孙端期中）去年“五一”假期，铁路接触网遭异物侵扰的新闻多次上热搜。铁路部门有明确规定：在高铁线路两侧各500m范围内，不得升放风筝。若导电性能好的金属丝风筝线散落在高铁接触网(高压电路)上，会造成短路而使动车组失去动力。下列电路能解释上述现象的是( )
7.（2023绍初单元）如图所示，某小组探究导体在磁场中产生感应电流的条件，实验时保持磁体位置不变。
(1)如图甲所示，电流计指针不偏转，这是因为导体ab _________
(2)如图乙所示，电流计指针也不偏转，这是因为_________
(3)如图丙所示，电流计指针仍不偏转，这是因为导体ab 虽有运动，但没有_________
(4)分析比较图中四个实验现象，可以初步得出产生感应电流的条件：_________的部分导体，在磁场中做_________运动。
8.(2023元培单元）如图甲所示是家庭电路中使用的定时插座， 可以按照设定时间给用电器供电，当用电器充满电时自动切断电路。
(1) 定时插座上的定时开关应接在图乙中的__________(选填“①”或“②”)。
(2) 如图丙所示是测电笔的两种提法， 其中正确的是__________(选填“A”或“B”).
(3) 闭合开关后灯L不亮，用测电笔测试图乙电路中A， B， C， D四处时，发现只有B 处氖管不发光， 其他三处氖管发光。造成这一现象的原因可能是__________(选填“AD”、“CD”或“BC”)间断路。
9. (2023元培单元）如图为家庭电路的组成， 其中接入①的用电器和②为__________联,②和③为__________联。
10. (2023元培单元）作图题
(1)请在如图所示的虚线方框内，画上适当的电器元件，与框外的通电螺线管和开关组成一个闭合电路，使此电路在开关S 闭合后能够满足：①改变电流的强弱；②使小磁针静止时方向如图中所示，然后再根据小磁针的指向， 在图中标出通电螺线管的N、S极。
(2) 如图所示， 请用笔画线代替导线，将图中元件按入家庭电路中， 要求：
①开关控制电灯后接入、 ②三孔插座单独接入。
C组 瞄准中考
1.(2023浙江专题）如图所示，虚线区域内的“×"为垂直纸面的磁感线。当线框从位置A向右匀速移动到位置B时，关于线框内产生感应电流的情况，下列说法中正确的是(　　)
A．无→有→无→有→无 B．无→有→无
C．没有感应电流 D．一直有感应电流
2.(2023元培单元）对图中所示的四幅图的分析， 正确的是 ( )
A.甲：通电导线周围存在磁感线 B.乙：电动机的工作原理
C.丙：动圈式话筒是利用电磁感应原理工作的 D.丁：动圈式扬声器是利用电磁感应原理工作的
3.(2023元培单元）仔细观察家里电饭锅、洗衣机等所用的插头，我们会发现有一根插头要长一些， 如图所示。 那么，较长的那根插头接的是__________填(“火线”“零线”或“地线”)： 你认为这根插头做长点的主要目的是__________。
4.(2023元培单元）如图所示的电路是家庭电路的一部分。据图回答：
(1) 电工师傅想再安装一个插座， 该插座与灯L 、L __________联。
(2) 电工师傅按下面的顺序进行检测： ①闭合S ， 灯L 亮；
②再闭合 S ，灯L 马上熄灭， 灯 L 不亮，则故障可能是L 所在支路发生__________。
5. (2023元培单元）图甲是台灯的实物图，图乙是该台灯的电路图， A、B表示台灯插头的两个插脚。
(1)小明将台灯插头插入插座后，闭合台灯开关， 发现台灯L 不发光。电路中开关及导线接触良好，用测电笔检测 M点， 氖管发光， 再测N 点， 氖管不发光， 则可知台灯L 出现__________、填“开路”或“短路”)故障。
(2) 图丙是某种测电笔的结构图，使用时手指千万不能接触测电笔的__________(填字母)部位。
参考答案
四、典型例题
（一）考点：发电机
【例1】（2023绍初单元）“卫星悬绳发电”是人类为寻找卫星的新型电力供应系统而进行的实验。假设在实验中，用飞机拖着一根很长的金属线(其下端悬挂一个金属球，以保证金属线总是呈竖直状态)，在我国上空平行地面飞行，如果用该系统为卫星供电，则下列说法正确的是( )
A.这是电磁感应原理，金属线相当于发电机的线圈
B.如果飞机自北向南飞行，金属线上有感应电流产生
C.如果飞机自南向北飞行，金属线上有感应电流产生
D.飞机只有由正西飞向正东方向，金属线上有感应电流产生
【答案】A
【例2】（2023绍初单元）近年，东营的路边出现了一种风光互补式路灯(如图所示)，该路灯装有风力和太阳能发电装置。白天该路灯将获得的电能储存在蓄电池内，夜间蓄电池对灯泡供电。关于该路灯，下面说法不正确的是( )
太阳能发电装置是将太阳能转化为电能
B.风力发电机是将机械能转化为电能
C.白天，对蓄电池充电是将化学能转化为电能
D.风力发电机的工作原理是电磁感应
【答案】C
【例3】如图是动圈式话筒的部分结构。声波使振膜左右振动，连接在振膜上的线圈也随之一起振动，切割永磁体的磁感线产生电流，此过程中（　　）
A．利用了电磁感应原理 B．利用了通电导体在磁场中受力的原理
C．利用了电流的磁效应 D．产生了直流电
【答案】A
【例4】.(2023元培单元）如图甲所示是一手压电筒，按压手柄，塑料齿轮带动线圈内磁性飞轮高速旋转，使灯泡发光。图乙四个实验中与手压电筒产生电流的工作原理相同的是( )
【答案】C
【例5】(2023元培单元）如图，为闭合回路放在磁场中的线圈的一边的截面a，当它在磁场中旋转一周时，下面说法正确的是( )
A. a在位置①③时有感应电流 B. a 在位置②④时有感应电流
C.图中感应电流的方向改变一次 D. a在所有位置时均有感应电流
【答案】A
【例6】（2022浙江模拟）把一台手摇发电机跟灯光连接起来，使线圈在磁场中转动，可以看到灯光发光。关于手摇发电机发电过程，下列说法正确的是( )
A．发电机是将电能转变动能的装置
B．匀速摇动转轮，灯光的亮度不变
C．转轮转速越快灯光亮度越暗
D．转轮在一个周期内电流方向改变两次
【答案】D
【例7】（2023绍初单元）在下列电器设备中：①电风扇；②电熨斗；③电磁起重机；④动圈式话筒;⑤发电机.利用电磁感应原理工作的有_________利用磁场对通电导体有力的作用原理工作的有_________
【答案】④⑤ ①
【例8】(2023建功单元）小安通过查找资料后制作了“电能无线传输”装置(如图所示) 来模拟无线充电。图中送电线圈利用电流产生磁场，受电线圈利用磁场产生电流。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。
己知受电线圈两端电压大小与受电线圈的匝数有关。小安用相同规格的漆包线绕制了多个匝数相同、直径不同的受电线圈进行探究。实验数据如下表： (送电线圈直径为70.0mm)
实验次数 受电线圈的直径D/mm 两线圈之间的距离r/mm 受电线圈两端的电压U/V
1 70.0 22.0 8.6
2 70.0 11.0 14.1
3 70.0 5.5 20.5
4 145.0 5.5 10.3
5 105.0 5.5 16.9
6 45.0 5.5 13.9
7 32.0 5.5 5.4
(1) 分析____________三次实验数据可初步得出结论： 在受电线圈的直径和匝数相同时，两线圈之间的距离越小，受电线圈两端的电压越____________.
(2) 分析3、4、5、6、7五次实验数据可初步得出结论： 在两线圈之间的距离和受电线圈的匝数相同的情况下，随着受电线圈的直径增大，两端的电压____________此实验方法叫____________.
(3)目前无线充电还存在一些缺点，请提出一条____________
【答案】1、2、3 大 先变大后变小 控制变量法 充电距离太短
（二）考点：家庭电路
【例1】（2023绍初单元）图中有关家庭电路的连接完全正确的是( )
【答案】B
【例2】（2023绍初单元）断路器因方便、安全，被越来越广泛使用.如图所示是断路器的工作原理，当电流过大时，它的工作顺序是( )
A.①②③④ B、④②③① C、③④①② D、②④③①
①簧锁装置脱开②触点断开
③电流过大，双层金属片发热过多
④双层金属片弯曲，触动簧锁装置
【答案】C
【例3】（2023绍初单元）某居民家中的电路如图所示，开始时各部分工作正常，将电饭煲的插头插入三孔插座后，正在烧水的电热壶突然不能工作，但电灯仍能正常发光.拨出电饭煲的插头，把试电笔插入插座的左、右插孔，氖管均能发则( )
A.仅电热壶所在的C、B两点间发生了断路故障
B.仅电热壶所在的C、B两点间发生了短路故障
C.仅导线AB断路
D.因插座用导线接地，所以发生了上述故障
【答案】C
【例4】（2023绍初单元）如图所示，甲站在干燥的木桌上一只手接触到火线；乙站在地上一只手接触到零线；丙站在干燥的木桌上一只手接触到火线。此时，丁站在地面上用手去拉丙。则( )
A.甲、乙都会触电 B.甲、丙都会触电 C.乙、丁都会触电 D.丙、丁都会触电
【答案】D
【例5】（2023绍初单元）如图是小明设计的电路。图中虚线框1和2应连入开关和电灯，则开关应装在_________方框中。安装好后，闭合开关，电灯不亮N用测电笔分别测试a、b、c、d点时，a点氖管不发光b、c、d三点都发光，则电路的故障为_________
【答案】
2 入户零线断开
【例6】 (2023元培单元）在宾馆的客房常常需要插卡用电，如图所示。房卡的作用是相当于一个__________接在干路上，房间里的电灯、电视等用电器是__________联的。某房客把断开开关的台灯插头插入插座时，房间里其它电灯全部熄灭， 保险丝熔断， 故障的原因是__________
【答案】开关 并 台灯插头短路
四、学力训练
A组 夯实基础
1.（2023绍初单元）如图所示的四幅实验装置图，对它们的解释合理的是( )
A、甲实验说明导体在磁场中运动时，就一定产生电流
B、乙实验说明磁场能产生电流
C、丙实验说明同名磁极相吸，异名磁极相斥
D、丁实验说明电磁铁的磁性强弱与电流大小有关
【答案】D
2.浙江丽水景宁县完成了91个水电站生态改造，擦亮“中国农村水电之乡”的金名片。以下哪一实验装置最能体现水电站发电原理（　　）
A．通电导体产生磁场 B．通电螺线管产生磁场
C．通电导体在磁场中受力运动 D．导体在磁场中切割磁感线
【答案】D
3.(2023元培单元）下图所示的四个家庭电路， 正确的是()
【答案】C
4.（2023绍初单元）如图甲、乙、丙三个同学用长导线作为“绳子”，按图所示情景进行跳绳游戏。当甲、乙同学沿_________方向站立摇绳时，电流表指针偏转最明显。
【答案】东西
5.针对“感应电流的大小与哪些因素有关”这一问题，小乐进行了如下探究：
建立猜想：导体切割磁感线运动的速度越大，感应电流越大。
实验装置：如图所示，足够大的蹄形磁体放在水平面上，绝缘硬棒ab、cd可拉动导体PQ水平向右运动（导体PQ运动区域的磁场强度相同）。
（1）小乐建立上述猜想的依据是：导体切割磁感线运动的速度越大，动能就越大，转化成的　 　能就越多。
（2）小乐利用上述实验装置，进行如下操作：让导体PQ先后以　 　（选填“相同”或“不同”）的速度水平向右运动；同一次实验，应使导体PQ做　 　（选填“匀速”或“变速”）运动。
（3）若小乐的猜想正确，则观察到的现象是　 　。
【答案】电能 不同 匀速 运动速度大的，电流表指针偏转角度更大
B组 强化提高
1.(2023建功单元）如图所示， 导体ab在外力作用下向左运动时电流表指针偏转，向右运动时电流表指针向另一方向偏转。这个实验事实说明( )
A.通电导线在磁场中受力大小与电流大小有关
B.通电导线在磁场中受力方向与电流方向有关
C.感应电流的大小与导体在磁场中切割磁感线运动的快慢有关
D.感应电流的方向与导体在磁场中切割磁感线运动的方向有关
【答案】D
2.图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“○”表示图在磁场中分别转动到1-4位置时，运动方向已用箭头标出，图甲中的导线ab，当它下列说法正确的是（ ）
A.在位置1时，电路中不会产生感应电流 B.图甲的电路中没有电源
C.在位置3时，电路中不会产生感应电流 D.发电机产生的电流方向不变
【答案】A
3.(2023建功单元）如图所示的电路中，正常发光的三盏灯中突然有两盏灯L 、L 熄灭， 经检查保险丝完好，在插座没有插入任何用电器的情况下，用试电笔插进插座的两孔，氖管均发光。造成这一现象的原因是 ( )
A.一定是插座发生短路了
B. 一定是进户的零线 BD之间断了
C.一定是进户的零线 BC之间断了
D. 一定是进户的零线 CD之间断了
【答案】C
(2023浙江模拟）如图“O”表示闭合电路中的一部分导体得横截面，箭头表示导体运动方向，下列说法正确得是（　　）
A．两图中均不能获得感应电流 B．两图中感应电流方向不同
C．两图中感应电流方向相同 D．以上说法均不正确
【答案】C
5.(2023建功单元）用电热壶烧开水既方便又卫生，因此被广泛使用，某电热壶的结构如果甲所示。当电热点接入家庭电路正常工作时，图中的a端应与____________相连， c端应与____________相连(以上均选填“地线”“零线”或“火线”)。用测电笔检测b端时，测电笔的氖管____________(选填“会”或“不会”)发光。图乙、丙中所示的两种测电笔握法，正确的是____________。
【答案】火线 地线 不会 丙
6.(2023孙端期中）去年“五一”假期，铁路接触网遭异物侵扰的新闻多次上热搜。铁路部门有明确规定：在高铁线路两侧各500m范围内，不得升放风筝。若导电性能好的金属丝风筝线散落在高铁接触网(高压电路)上，会造成短路而使动车组失去动力。下列电路能解释上述现象的是( )
【答案】D
7.（2023绍初单元）如图所示，某小组探究导体在磁场中产生感应电流的条件，实验时保持磁体位置不变。
(1)如图甲所示，电流计指针不偏转，这是因为导体ab _________
(2)如图乙所示，电流计指针也不偏转，这是因为_________
(3)如图丙所示，电流计指针仍不偏转，这是因为导体ab 虽有运动，但没有_________
(4)分析比较图中四个实验现象，可以初步得出产生感应电流的条件：_________的部分导体，在磁场中做_________运动。
【答案】没有运动 电路未闭合 切割磁感线 闭合电路中 切割磁感线
8.(2023元培单元）如图甲所示是家庭电路中使用的定时插座， 可以按照设定时间给用电器供电，当用电器充满电时自动切断电路。
(1) 定时插座上的定时开关应接在图乙中的__________(选填“①”或“②”)。
(2) 如图丙所示是测电笔的两种提法， 其中正确的是__________(选填“A”或“B”).
(3) 闭合开关后灯L不亮，用测电笔测试图乙电路中A， B， C， D四处时，发现只有B 处氖管不发光， 其他三处氖管发光。造成这一现象的原因可能是__________(选填“AD”、“CD”或“BC”)间断路。
【答案】① B BC
9. (2023元培单元）如图为家庭电路的组成， 其中接入①的用电器和②为__________联,②和③为__________联。
【答案】并 串
10. (2023元培单元）作图题
(1)请在如图所示的虚线方框内，画上适当的电器元件，与框外的通电螺线管和开关组成一个闭合电路，使此电路在开关S 闭合后能够满足：①改变电流的强弱；②使小磁针静止时方向如图中所示，然后再根据小磁针的指向， 在图中标出通电螺线管的N、S极。
(2) 如图所示， 请用笔画线代替导线，将图中元件按入家庭电路中， 要求：
①开关控制电灯后接入、 ②三孔插座单独接入。
【答案】图略
C组 瞄准中考
1.(2023浙江专题）如图所示，虚线区域内的“×"为垂直纸面的磁感线。当线框从位置A向右匀速移动到位置B时，关于线框内产生感应电流的情况，下列说法中正确的是(　　)
A．无→有→无→有→无 B．无→有→无
C．没有感应电流 D．一直有感应电流
【答案】A
2.(2023元培单元）对图中所示的四幅图的分析， 正确的是 ( )
A.甲：通电导线周围存在磁感线 B.乙：电动机的工作原理
C.丙：动圈式话筒是利用电磁感应原理工作的 D.丁：动圈式扬声器是利用电磁感应原理工作的
【答案】C
3.(2023元培单元）仔细观察家里电饭锅、洗衣机等所用的插头，我们会发现有一根插头要长一些， 如图所示。 那么，较长的那根插头接的是__________填(“火线”“零线”或“地线”)： 你认为这根插头做长点的主要目的是__________。
【答案】地线 可以在火线接触用电器前，先把用电器金属外壳接地，就算有漏电，也能及时导入地下不会引起危险。并且在断开火线后，再断开地线，同样保证用电安全。
4.(2023元培单元）如图所示的电路是家庭电路的一部分。据图回答：
(1) 电工师傅想再安装一个插座， 该插座与灯L 、L __________联。
(2) 电工师傅按下面的顺序进行检测： ①闭合S ， 灯L 亮；
②再闭合 S ，灯L 马上熄灭， 灯 L 不亮，则故障可能是L 所在支路发生__________。
【答案】并 短路
5. (2023元培单元）图甲是台灯的实物图，图乙是该台灯的电路图， A、B表示台灯插头的两个插脚。
(1)小明将台灯插头插入插座后，闭合台灯开关， 发现台灯L 不发光。电路中开关及导线接触良好，用测电笔检测 M点， 氖管发光， 再测N 点， 氖管不发光， 则可知台灯L 出现__________、填“开路”或“短路”)故障。
(2) 图丙是某种测电笔的结构图，使用时手指千万不能接触测电笔的__________(填字母)部位。
【答案】开路 D
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