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第19章 电能从哪里来 整合与提升
探究产生感应电流的条件
在“探究导体在磁场中运动时产生电流的条件”的实验中，小磊将U形磁体放在水平桌面上，将导体棒悬挂在U形磁体的两磁极之间，按如图所示将导体棒、开关和灵敏电流计连接起来。已知电路元件均完好。
(1)如图甲所示，导体棒沿水平方向向右快速运动，灵敏电流计指针不发生偏转，这是因为____________________。
(2)闭合开关，使导体棒竖直上下运动，观察发现灵敏电流计的指针_________________；再使导体棒水平向右运动，发现灵敏电流计指针向左偏转；再让导体棒水平向左运动，发现灵敏电流计指针向右偏转，说明感应电流的方向与导体的____________有关。
开关没有闭合
不发生偏转
运动方向
(3)如图乙所示，使导体棒以v1速度水平向右运动，发现灵敏电流计指针向右偏转，说明感应电流的方向与_____________有关，接着使导体棒以v2(v2＞v1)速度水平向右运动，则看到的现象是灵敏电流计指针偏转角度________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
磁场方向
变大
【补充设问】
(4)如果将灵敏电流计换成________，可以探究磁场对通电导体的作用。
电源
电磁感应　发电机
1．(2025·遵义模拟)最早发现利用磁场能够获得电流的科学家是 (A)
A．法拉第 B．安培 C．焦耳 D．沈括
2．(2024·毕节模拟)电流通过输电线时，由于电流的热效应，输电线上不可避免会有电能损失。发电站向外输出的功率一定，采用高压输电的方法可减少输电线上的电能损失，这主要是为了减小输电线上的( )
A．电流 B．电压 C．电阻 D．电荷
A
3．(2024·铜仁期末)目前，我国大部分地区电能的主要来源是火力发电。关于火力发电过程中的能量转化，下列说法正确的是
( )
A．化学能→内能→机械能→电能
B．化学能→内能→势能→电能
C．内能→机械能→电能
D．化学能→内能→电能
A
4．(2025·遵义模拟)如图是一种手摇发电手电筒，当沿图中箭头方向来回摇动时，灯泡就能发光，这个手电筒壳体透明，可以清晰地看到里面有线圈，摇动时可以感觉到有一个物块在来回运动。下列分析正确的是 ( )
A．来回运动的物体可能是塑料做的
B．该手电筒与发电机的工作原理相同
C．线圈中的电流不会产生磁场
D．线圈中的电流方向始终不变
B
5． (2024·贵州)如图所示是银行卡信息读卡器，将银行卡的磁条在读卡器的刷卡槽内快速刷过时，相当于磁体穿过闭合金属线圈，产生了___________，经读卡器处理，就能识别卡片信息。
感应电流
6．(2025·贵阳模拟改编)如图所示，阴影区域有垂直于纸面的磁场，一封闭铜质圆形线框用细线悬挂，由左侧静止释放，线框以O点为圆心向下做圆弧运动，线框刚进入磁场时，其产生的感应电流方向和受到磁场力的方向如图所示，当线框离开磁场时，受到磁场力的方向与进入时________(选填“相同”或“不同”)。
相同
7．(遵义模拟)如图所示，小宇同学将一个有小缺口的铜环从斜面上A处由静止释放，经过B处滚动到C处刚好停下，B处右侧区域存在着垂直于纸面向里的磁场，其中AB段光滑，BC段粗糙；然后小宇用轻质铜片将小缺口补满，将补满缺口的铜环重新从A处由静止释放，铜环所停位置能不能到达C处？请结合所学能量知识进行判断并说明理由。(不计空气阻力和忽略缺口补满前后的质量变化)
答：不能；因为小宇用轻质铜片将小缺口补满后，是一个闭合的铜环，该铜环在进入磁场和离开磁场时做切割磁感线运动，会产生感应电流，由焦耳定律可知，该铜环会产生热量，将一部分机械能转化为内能，铜环离开磁场时的机械能比之前要小，所以铜环所停位置不能到达C处。
电磁综合
8．(多选)(2024·山东潍坊)物理学家法拉第经过10年探索发现的规律，进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系。下列实验能反映法拉第发现的规律的是 ( )
CD
9．(2024·贵阳模拟)如图，将强磁体吸在电池两端做成“小火车”，将小火车全部推入由铜丝绕成的线圈一端，干电池、强磁体和线圈就构成了一个闭合电路，“小火车”就会自动跑起来，直到抵达线圈另一端。下列与“小火车”运行原理相同的是 ( )
A．电暖炉 B．手摇发电机
C．电动机 D．动圈式话筒
C
10．(2025·贵阳校级段考)如图所示，AB、CD是固定在水平绝缘桌面上的两根光滑长金属导轨，EF和GH是静止在导轨上的两根金属杆，它们与导轨接触良好。现加上一垂直于桌面的磁场后，用力向右拉动金属杆GH，磁场随即给EF施加一个向右的力，EF将____能转化为机械能；若磁场方向变为与原来相反，重复上述操作，则EF受到的磁场力方向为_______(选填“向左”或“向右”)。
电
向右(共16张PPT)
第三节　电能的储存与输送
电池
概　念：电池是一种把__________能转化成____能的装置，它提供的是________电。
电池的种类：主要有________、__________等。
其他形式的
电
直流
化学电池
太阳能电池
高压输电
高压输电的原因：在保证输出功率一定的情况下，根据P＝____可知，提高电压可以减小______，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，从而减少电能在输送线路上的损失。
高压输电的过程：发电站→___________(升高电压)→__________
(输送)→____________(降低电压)→工厂或居民用电。
UI
电流
升压变压器
高压线路
降压变压器
高压触电及其防护
电弧触电：当______带电体与人、动物和建筑物等物体距离较近时会产生______现象，使人和动物触电，称为电弧触电。因此，高压输电线都架得很______。
跨步电压：若高压输电线不慎发生断裂，一端落到地上，在地面上以落地点为中心的区域内会形成很高的______。人若走到此区域，其两脚之间承受了较高电压，这个电压通常称为跨步电压，此时会发生触电事故。
防　护：为了防止高压触电造成人身伤害，必须远离高压带电体。如发现有高压输电线断落地面时，不可走近，应立即设立警示标志，并通知有关电力部门进行抢修。
高压
放电
高
电压
电池及其发展
1．关于干电池，下列说法中正确的是 ( )
A．有的干电池提供直流电，有的干电池提供交流电
B.干电池是把电能转化为化学能的装置
C．常用的1号、2号、5号、7号干电池的电压随号数的增大而增大
D．多数干电池中含有汞、镉等重金属元素，随便丢弃会污染环境，所以废干电池应该集中分类处理
D
2．下列关于蓄电池的说法中，正确的是 ( )
A．蓄电池是电源，任何情况下都能提供电能
B．蓄电池是用电器，总是消耗电能
C．蓄电池在充电时是电源，将化学能转化为电能
D．蓄电池在充电时是用电器，将电能转化为化学能
D
3． 如图是电解水实验原理图，蓄电池在向外供电时把________能转化为电能。为增强水的导电性，通常向水中加少量的NaOH。在闭合开关的瞬间，溶液中的Na＋移动方向是从C到D，则蓄电池的A端是____极。
化学
负
4．如图所示的太阳能电池板是单体的太阳能电池联成的阵列，太阳能电池是将________能转化为______能的装置。
太阳
电
高压输电
5．近年来国家对边远农村陈旧老化的电网进行改造，以减少远距离输电的电能损耗而降低电费价格，减轻农民负担。对于远距离输电，下列说法正确的是 ( )
A．远距离输电输送的是直流电
B．高压输电可以减少电能损失
C．高压线路上的电压可以随意升高
D．输电线上的电阻越大，则电能损失越小
B
6．为什么远距离输电的电压越来越高？原来，当电流通过输电线时，由于电流的热效应，输电线上就不可避免地有电能损失。在输电线电阻一定的情况下，要减小输电线上的电能损失，就要尽可能减小____________；为了在一定时间内输送更多的电能，就应该采用____________。
输电电流
高压输电
高压触电及其防护
7．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．减少电能损失
A
8．为宣传安全用电，某同学制作了两幅宣传画，如图所示。请为这两幅宣传画配上解说词。
图甲：__________________________；
图乙：__________________________。
不靠近高压带电体
不要在高压输电线下放风筝
9．(多选)下列说法正确的是 ( )
A．发现有人触电，应先切断电源
B．高压输电线掉落在地上，容易造成跨步电压触电
C．可以在高压线下钓鱼
D．小鸟停在高压输电线上并不会触电是因为小鸟两爪间电压很低
ABD
10．如图是四根高压输电线上的一个装置，利用这个装置将四根导线并联起来，相当于增大了导线的____________，从而减小了导线的________，以达到减小输电线上电能损失的目的。
横截面积
电阻
11．电池寿命一般用“循环寿命”来衡量，即电池寿命结束前进行的100%全循环放电次数。影响电池循环寿命的因素主要有充放电电流、放电深度等。研究人员以不同的放电深度，对某电池循环寿命进行研究，得到了如图图像。
(1)联系生活经验，你认为电池的循环寿命还与____________(写一点即可)有关。
(2)分析图像可以获取的信息是____________________________
___________________________(写一条即可)。请你结合信息分析，提出有效延长电池使用寿命的方法：_____________________
________(写一条即可)。
电池温度
放电深度为40%时，100%全循环放电次数最多(合理即可)
电池用掉40%的电量时充电(共16张PPT)
第二节　发电机是怎样工作的
发电机
工作原理：根据__________原理制造的。所产生的电流分为______电与______电。
主要结构：由____________________、______________和其他部件组成。
电磁感应
直流
交流
转动部分(转子)
不动部分(定子)
发电机与能量转化
常用发电方式中的能量转化：(1)火力发电：燃料的________→水和水蒸气的________→发电机转子的________→电能。(2)水力发电：水的________→水轮机的______→发电机转子的________→电能。(3)核能发电：核能→水和蒸汽的______→发电机转子的________→电能。
化学能
内能
机械能
机械能
机械能
机械能
内能
机械能
发电机的工作原理
1．(2024·黑龙江绥化)随着新能源技术的日渐成熟，风力发电机已经在我市投入使用，图中与发电机原理相同的是 ( )
B
2．(多选)如图所示为发电机的工作原理图，下列说法中正确的是 ( )
A．发电机的基本原理是电磁感应
B．线圈转动过程中电能转化为机械能
C.线圈转动过程中感应电流的方向不变
D．此发电机产生的是交流电
AD
3．如图所示，将两个发光二极管极性相反的并联起来，并与手摇发电机串联。转动转轮，使线圈在磁场中转动，可观察到两个发光二极管会_______(选填“交替”或“同时”)发光，这说明线圈上产生的是________(选填“直流电”或“交流电”)；发电机的工作原理是__________________。
交替
交流电
电磁感应现象
4．如图甲是发电机发电原理示意图，图乙中的“ ”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____，该发电机产生_____(选填“交流”或“直流”)电。
1
交流
发电机与能量转化
5．(多选)下列几种发电方式中，能量传递和转化情况正确的是 ( )
A．水力发电：水的机械能→水轮机的机械能→发电机转子的机械能→电能
B．火力发电：燃料的内能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能
C．核能发电：核能→水和蒸汽的内能→发电机转子的机械能→电能
D．风力发电：风能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能
AC
发电机和电动机的模型图易混
6．发电机的工作原理是___________，能说明直流电动机工作原理的是图____。
【点拨】电动机和发电机的区别：电动机外部电路有源，电能转化为机械能；发电机外部电路有电流表或用电器，机械能转化为电能。
电磁感应
乙
7． 2024年3月2日，我国航天员首次完成在轨航天器舱外设施的维修任务。关于空间站使用的供电装置，你认为最可行的是( )
A．太阳能电池 B．化学蓄电池
C．柴油发电机 D．风力发电机
A
8．(2024·甘肃)马拉松比赛计时采用感应芯片，运动员佩戴感应芯片通过起点和终点磁场地带时，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．发电机 B．电磁继电器
C．电风扇 D．电铃
A
9．(多选)如图所示，线圈转动过程中，下列说法正确的是 ( )
A．线圈在转动过程中会受到磁场施加的力的作用
B．线圈在转动的过程中每时每刻都会产生感应电流
C．通过灯泡的电流大小发生变化
D．线圈中产生电流的原理是电流的磁效应
AC
10．如图所示，有一种“能量收集船”，通过波浪推动船体两侧的“工作臂”带动船内线圈切割磁感线，从而获得电能，并储存起来。该“能量收集船”的发电原理是____________现象，将______能转化为电能。
电磁感应
机械
11．(2024·陕西副卷)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，发生汽化，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_______(选填“吸收”或“放出”)热量，变成液态水。发电机的工作原理是_____________。
放出
电磁感应
12．小亮同学用甲、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”)，乙的工作原理是__________，生活中应用这一原理工作的还有___________(选填“动圈式扬声器”或“动圈式话筒”)。
甲
电磁感应
动圈式话筒
13．物理兴趣小组在老师的指导下做了一个有趣的“摇绳发电”实验。如图所示，他们用一根导线做成跳绳，将跳绳的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，摇动“跳绳”时，发现灵敏电流计的指针左右摆动，这说明导线中产生了__________，摇绳发电将______能转化为电能。
感应电流
机械(共17张PPT)
第十九章　电能从哪里来
第一节　探究：产生感应电流的条件
电磁感应现象
定　义：闭合电路的部分导体在磁场中做_____________运动时产生电流的现象是一种电磁感应现象。
感应电流：_____________中产生的电流称为感应电流。感应电流的方向与__________的方向和_____________的方向皆有关。
应　用：发电机、生活中常用的一种动圈式话筒、______________、电磁炉等都是应用电磁感应原理制成的。
切割磁感线
电磁感应现象
磁场
导体运动
手机无线充电器
实验：探究产生感应电流的条件
1．首先发现电磁感应现象的科学家是 ( )
A．奥斯特　 B．法拉第　 C．赫兹　 D．安培
2．关于感应电流产生的条件，下列说法正确的是( )
A．闭合电路中的部分导体在磁场中运动
B．导体在磁场中做切割磁感线运动
C．产生感应电流的电路必须是闭合的
D．把闭合电路中的部分导体放在磁场中
B
C
3．在探究导体在磁场中运动时产生电流的条件的实验中，小明用绝缘细线将导体AB悬挂起来，使导体AB水平置于U形磁体的磁场中，并把导体AB的两端用导线与灵敏电流计、开关连接起来，如图所示。他闭合开关后，进行了多次实验，观察并记录灵敏电流计的指针偏转情况如表所示。请回答下列问题：
实验 序号 磁感线 的方向 导体AB的 运动情况 灵敏电流计指
针的偏转情况
1 竖直向下 竖直上下运动 不偏转
2 水平左右运动 偏转
3 斜向左右运动 偏转
(1)根据实验现象可知，闭合电路的部分导体在磁场中做_____________运动时，电路中产生感应电流。
(2)小明在实验过程中，还发现导体AB向右运动时，灵敏电流计的指针向左偏转；导体AB向左运动时，灵敏电流计的指针向右偏转。由此可知：感应电流的方向与_______________________
__有关。
(3)从能量角度分析，导体AB在磁场中运动时产生感应电流，是_______能转化为电能的过程。
切割磁感线
导体切割磁感线运动的方向
机械
【补充设问】
(4)如果导体AB不动，将U形磁体向左移动，电路中____(选填“能”或“不能”)产生感应电流。
(5)实验中发现灵敏电流计指针偏转不明显，为了使指针偏转明显，请你从实验装置或操作上提一条改进建议：____________。
能
换强磁体
电磁感应及其应用
4．下列设备工作时利用电磁感应原理的是 ( )
A．电动机
B．汽油机
C．发电机
D．电磁起重机
C
5． (多选) 如图所示，a表示垂直于纸面的一根导体，是闭合电路的一部分。它在磁场中按图中所示的方向运动时，会产生感应电流的是( )
CD
6．无线充电是一种新型的手机充电技术，如图甲所示。目前较成熟的无线充电技术原理是：电流流过送电线圈产生磁场，受电线圈靠近该磁场时就会产生电流，给智能手机充电，如图乙所示，受电线圈处用到的物理原理是______________。
电磁感应
7．如图所示是动圈式话筒的结构示意图。当你对着话筒说话或唱歌时，由于人的声带_______产生的声音，通过______传播到膜片，使与膜片相连的线圈跟着一起运动，线圈在磁场中的这种运动，能产生随声音的变化而变化的_______。
振动
空气
电流
辨析电动机和发电机的工作原理
8．如图所示，甲、乙两图是电磁学部分的两个重要实验。甲图闭合开关后，会发现直导线在磁场中运动；乙图闭合开关后，如果用力推动直导线沿左右方向运动，会发现灵敏电流计指针也左右摆动。请判断：人们是根据____图的原理制成了发电机，根据____图的原理制成了电动机。
乙
甲
9．(2024·贵阳校级模拟)KTV丰富了人们的业余文化生活，唱歌时用的麦克风(动圈式话筒)如图所示，它的工作原理是：对着话筒说话时，话筒将声音转变为随声音变化的电流，然后经扬声器(喇叭)还原为声音。麦克风的工作原理与下列装置的工作原理相同的是 ( )
C
10．如图是一款“运动手环”，其内部有一段密闭的空心塑料管，管内置有一小块磁体，管外缠绕着线圈。戴着这种手环走路时，小磁体在管内反复运动，线圈中便会产生电流，此过程利用了___________的原理。
电磁感应
11．如图所示，磁感线垂直纸面向里，用“×”表示，导体棒ab在磁场中沿金属导轨向右做切割磁感线运动，导体棒cd静止在导轨上，则导体棒cd中的电流方向是从_____(选填“c到d”或“d到c”)。
c到d
12．如图，将与灵敏电流计组成闭合电路的导体放在U形磁体右侧(见放大图)，将该导体竖直向上快速移动时(沿图中箭头方向)，请你判断电路中____(选填“有”或“无”)感应电流产生，判断的依据是____________________________________________。
有
闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动
13． 如图所示，铜质金属框ABCD正下方有一均匀磁场区域(磁感线方向与纸面垂直)。某时刻金属框开始自由下落，下落过程中金属框始终保持竖直状态。请判断金属框BC边进入磁场后，AD边进入磁场前，金属框是否有可能做匀速运动？请从能量转化的角度阐述理由。(不计空气阻力)
答：金属框有可能做匀速运动；金属框的BC边进入磁场后，其高度下降，重力势能减小，因BC边切割磁感线，则电路中会产生感应电流，金属框的机械能转化为电能，若该过程中减小的重力势能恰好等于转化的电能，则金属框的动能不变，其质量不变，速度也不变，所以金属框有可能做匀速运动。

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