1、第十八章第十八章 电能从哪里来电能从哪里来 一、单项选择题一、单项选择题（每小题 3 分，共 30 分） 1.干电池是一种常用的电池，以下说法中正确的是（ ） A.有的干电池提供直流电，有的干电池提供交流电 B.常用的干电池有 1 号、2 号、5 号、7 号，干电池的电压随号数的增大而增大 C.干电池是把电能转化为化学能的装置 D.多数干电池中有汞、镉等重金属元素，随便丢弃会污染环境，废弃的干电池应集中分类处理 2.水力发电中能量的转化情况是（ ） A.水的机械能水轮机的内能 B.水的机械能水轮机的机械能电能 C.水轮机的机械能水的机械能电能 D.水的机械能发电机的电能 3.关于电磁感应现象，
2、下列说法正确的是（ ） A.导体在磁场中做相对于磁场的运动，导体中会产生感应电流 B.当闭合电路的一部分导体在磁场中做相对于磁场的运动，导体中会产生感应电流 C.当闭合电路中的部分导体做切割磁感线的运动时，导体中就产生感应电流 D.当闭合电路的一部分导体在磁场中做平行于磁感线的运动时，导体中就产生感应电流 4.远距离输电采用高压电，这是为了（ ） A.增大输电线上的电流 B.节省输电线所用的材料 C.满足用电器对电压的需求 D.减少输电线上电能的损耗 5.如图 1，为闭合回路放在磁场中的线圈的一边的截面，箭头表示运动方向，当它在磁场中旋转一周时，下面说法正确的是（ ） A.图中感应电流的方向改
3、变一次 B.产生感应电流的方向与磁极分布无关 C.在位置时有感应电流 D.在位置时有感应电流 6.下列电池中不属于二次电池的是（ ） 图 1 A.碱性锌锰电池 B.铅酸蓄电池 C.镍镉电池 D.锂离子电池 7.某中学“STS”小组对开发和利用水资源进行研究，他们在老师的指导下经过研制，在水龙头处安装了一只小型水轮发电机当放水时水的机械能转化为电能。设小型水轮发电机的效率为 40%，水塔内的水面比水龙头高 10m 且保持不变。当水龙头放出 1t 水时，小型水轮发电机所产生的电能为（ ） A.4000J B.98000J C.58800J D.39200J 8.图 2 中灵敏电流计 G 的指针会发
4、生偏转的装置是 （ ） 9.下列说法正确的是（ ） A.如果高压输电线发生断裂，一端掉在地面上，可以用手把它拎起来，因为这时已经没有电了 B.为防止高压电弧触电，只要不在高压线下放风筝就行了 C.为了防止高压触电对人体造成危害，必须远离高压带电体 D.当发现高压输电线断裂掉在地面上时，可以走过去用棍挑起来，再设立警示牌 10.远距离输电的示意图如图 3 所示， 若发电机的输出电压不变， 两变压器之间输电线电阻不变，其余线路电阻不计，则下列叙述中正确的是（ ） A.用电高峰时，输电线上损失的功率与发电机的输出功率之比比用电低谷时小 B.用电高峰时，输电线上电流较小，因此灯光较暗 图 2 图 3
5、C.当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率减小 D.发电机输出的功率增大时用户得到的电压反而降低 二、填空题二、填空题（每空 1 分，共 23 分） 11.电池是一种把其他形式的能转化成_的装置，如图 4 是一节普通干电池，它的电压为_V。 12.小丽通过学习了解到太阳能热电站“吃”的是阳光， “发”的是电，在整个发电过程中，能量转化的情况如图 5 所示，请你帮她在方框中填入相应的能量形式。 13.如图 6 所示是发电机的工作原理图，放在水平方向磁场中的矩形线圈 abcd 沿逆时针方向转动，当线圈转到图甲位置时，由于线圈 ab 边和 cd 边_(选填“切割”或“不切割”)磁感线，因而电
6、路中_ (选填“有”或“无”)感应电流。当线圈转到乙、丁两图的位置时，由于ab 边以及 cd 边切割磁感线的方向_ (选填“相同”或“相反”)，因而电路中的感应电流方向_ (选填“相同”或“不同”)，可见电路中产生的是_ (选填“直流电”或“交流电”)。 14.在远距离输送电能时， 若功率不变， 输电线路电阻不变， 为了减小输电线路上的电能损失，从发电站发出的交流电，必须先经过变压器把_升高，从而减小通过输电线的_，达到减小输电线路上电能的损失。 15.如图 7，家庭电路中的电流在示波器(一种观察电信号变化信息的电子仪器)上显示的图像应如_ (选填“A”或“B”)图所示，这是因为_。 图 6
7、图 4 图 5 图 7 图 8 16.无线充电技术在智能手机行业广泛应用。如图 8 所示是支持最高 27 W 的无线超级快充正在给手机充电，则该无线超级快充 1 min 最多给手机充电_J，无线充电技术通过_ (选填“电磁感应”或“电流磁效应”)的方式实现给电池充电。 17.石墨烯电池是一种新能源电池， 这种新的电池可把数小时的充电时间压缩至短短不到一分钟，石墨烯电池在充电时相当于_，分析人士认为，一分钟快充石墨烯电池实现产业化后,将带来电池产业的变革，从而促使新能源汽车产业的革新，汽车行驶时石墨烯电池的_转化为电能。 18.如图 9 是实验室用的手摇发电机，把发电机跟小灯泡连接起来，使线圈在
8、磁场中转动，可观察到小灯泡发光，加快线圈的转动速度，灯泡变_；把两个发光二极管极性相反地并联起来，并与发电机串联，缓慢转动线圈，两个发光二极管_(选填“交替”或“同时”)发光，表明发电机发出的是交变电流。 19.如图 10 是同学们在宣传安全用电时所画的两幅画。图甲说明要警惕_的危害；图乙要注意防止_触电。 20.高压输电过程中，输电电压为 U，输电功率为 P，输电导线上的电阻为 R，则输电导线上电压损失为_，用户得到的功率为_。 三、实验探究题三、实验探究题（第 21 题 8 分，第 22 题 15 分，共 23 分） 21.小明用铜片和锌片作为电极插入较小的柠檬制成了一个水果电池，如图 1
9、1 所示。小华用铜片和铝片插入较大的柠檬也制成了一个水果电池。他们分别连通相同的音乐芯片，小华比小明的芯片声音要响一些。由此他们作出如下猜想： 猜想一：水果电池电压可能与水果的大小有关； 猜想二：水果电池电压可能与电极的材料有关。 图 9 图 10 图 11 (1)为了验证猜想一， 小明用同一个柠檬制成水果电池， 沿着电极插入的方向不断慢慢的切去外侧的部分柠檬，分别测出电压，如下表所示： 分析表中数据，说明猜想一是_（选填“正确”或“错误” ）的。 (2)为了验证猜想二，小华用铜片作为电池的正极，分别用外形相同的锌、铝、铁等金属片作为电池的负极，将金属片电极插入某一柠檬，并保持_和_相同，分别
10、测出电压，如下表所示： 电极材料 铜和锌 铜和铝 铜和铁 电压 U/V 0.80 0.60 0.46 分析表中数据，得到的结论是_。 (3)小华先将柠檬压在桌面上滚几下，再做成水果电池，测出电压达到 1.0V，据此请你提出一个有价值、可探究的问题：_？ 22.小明在研究电磁感应现象的实验中，用导线将金属棒 ab、开关及灵敏电流计连接成如图12 所示的电路，实验记录如下表所示。 (1)实验中， 蹄形磁铁的作用是_，灵敏电流计是用来_。 (2)综合分析上表实验记录可知： .感应电流产生的条件是： 电路必须是闭合的，该结论是分析比较实验序号_得出的； _，该结论是分析比较实验序号 2、3、4 得出的
11、。 柠檬大小 一个 大半个 半个 小半个 电压 U/V 0.80 0.80 0.80 0.80 实验 序号 磁极位置 开关 情况 导体运动情况 电流计指针 偏转情况 1 上 N 下 S 闭合 不运动 不偏转 2 上 N 下 S 闭合 上下运动 不偏转 3 上 N 下 S 闭合 水平向右运动 向右偏转 4 上 N 下 S 闭合 水平向左运动 向左偏转 5 上 N 下 S 断开 水平向右运动 不偏转 6 上 S 下 N 闭合 水平向左运动 向右偏转 图 12 .影响感应电流的方向的因素是： _，该结论是 3、4 分析比较实验序号得出的； 磁场的方向，该结论是分析比较实验序号_得出的。 (3)实验中
12、，小明发现每次灵敏电流表指针摆动的角度不同，他提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱有关”的猜想，为了验证猜想，他应进行的操作是_。 (4)利用该实验现象所示原理进行工作的装置是_（选填“电铃” “扬声器” “电磁起重机”或“动圈式话筒” ） 。 四、综合应用题四、综合应用题（第 23 题 9 分，第 24 题 7 分，第 25 题 8 分，共 24 分） 23.(9 分)随着人们环保意识的提高，风光互补路灯(如图 13 所示)得到了广泛的应用。它在有阳光时通过太阳能电池板发电，有风时通过风力发电机发电，两者皆备时同时发电，并将电能输送至蓄电池储存起来，供路灯晚间照明使用。为了能使蓄电池的使用
13、寿命更为长久，一般充电至90%左右停止充电，放电余留 20%左右停止电能输出。如下表所示为某型号风光互补路灯系统配置方案的相关参数。 (1)若遇到阴天并且无风，仅靠蓄电池供电，最多可供路灯正常发光多长时间? (2)若一块风光互补路灯的太阳能电池板的总面积为 5 m2。当其垂直太阳光方向放置时，最大发电功率达到 180 W，则垂直太阳光方向 1 m2范围内太阳能电池板所接收太阳辐射的最大功率为多少? (3)当风速为 6.0 m/s 时， 风力发电机的输出功率将变为 50 W。 在这种风速下， 持续光照 12 h，蓄电池的电量只由 20%充到了 70%，求此过程中太阳能电池板发电的平均功率。 图
14、13 24.(7 分)利用电磁感应原理，同学们开展了一次有趣的跳绳活动：如图 14，把一根大约 10m长的软电线的两端连接到一个灵敏电流表的两个接线柱上，形成闭合电路。两个同学摇动电线，并不断改变摇动的方向和所摇动电线的长度，观察电流表指针的变化。 (1)开展这一活动时，同学们建立的假设有： 地球是个_，周围存在地磁场，如果闭合电路一部分导体切割地磁场，就会产生感应电流； 产生感应电流的方向、大小与_有关。 (2)活动中，同学们应观察电流表指针的哪些变化？ 答：_ (3)活动中， 同学们发现摇动电线越快， 指针变化就越快。 请对此现象作出合理解释： _。 25.(8 分)我国现阶段社会发展突飞
15、猛进，综合国力增强，社会和家庭的用电量迅猛增加，这就给我国的输电线路提出了更高的要求。大家都知道，输电使用的金属导线有电阻，也会有电能损失， 即 Q损I2Rt， 或也称为损失功率， 即 P损I2R。 在输送电功率， 即 P输UI 不变的情况下，现在输电线路较长，为避免电能的损失，都采取高压输电的方法（图 15 甲） 。从发电站输出的电能，一般都要通过升压变压器提升电压，根据输送距离的远近，常采用 10 kV、35 kV、110 kV、220 kV 的高压输电， 甚至 1000 kV 以上的特高压输电， 到达用户处再用降压变压器逐级降低电压，风力发电机 太阳能电池组件 最小启动风速 1.0m/s
16、 太阳能电池 180W 最小充电风速 3.0m/s 太阳能转换效率 15% 最大限制风速 12.0m/s 蓄电池 400Ah12V 最大输出功率 400W 大功率 LED 路灯 80W12V 图 14 但也不能盲目提高输电电压，因为输电电压越高，输电架空线的建设，对所用各种材料的要求就越严格，线路的造价就越高。 (1)为减少输电线路上的损失功率，应采取的办法是_、_； (2)远距离输电时先要升高电压，后要降低电压，提升电压和降低电压都要用到_。 (3)中国已投产运行的 1000 kV 的特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程， 若甲乙丙地原来用 500 kV 的超高压输电，现用 1000 k
17、V 的特高压输电，当输电功率相同时，则线路上的功率损耗为原来的_倍。 (4)如图 15 乙，R 表示输电线的总电阻，配电站的供电电压 U 一定，傍晚用电高峰时期，家庭电路的电压与白天的比较，会_（选填“升高”或“不变” “降低” ） 。 (5)由电厂向用户输电，输送的功率 P 一定，如图 16 中关于输电电压 U 与输电电流的 I 的关系图像正确的是_。 U I R P 图 15 U U U U I I I I O O O O 图 16 参考答案参考答案 一、一、单项单项选择题选择题 1.D 2.B 3.C 4.D 5.C 6.A 7.D 8.B 9.C 10.D 二、填空题二、填空题 11.
18、电能；1.5 12.内；机械 13.不切割；无；相反；不同；交流电 14.电压；电流 15.B；家庭电路使用的是交流电 16.1620；电磁感应 17.用电器；化学能 18.亮；交替 19.跨步电压；高压电弧 20.UPR；22URPP 三、实验探究题三、实验探究题 21.(1)错误 (2)插入深度；电极间距离；水果电池的电压与电极材料有关 (3)水果电池的电压与水果的软硬程度有什么关系 22.(1)提供磁场；显示感应电流的大小和方向 (2)3、5；导体做切割磁感线运动；导体的运动方向；4、6 (3)改变磁场强弱，让导体 ab 以相同的速度做切割磁感线运动，观察电流表指针偏转幅度大小 (4)动
19、圈式话筒 四、综合应用题四、综合应用题 23.解：解： (1)充电至 90%左右停止充电，放电余留 20%左右停止电能输出。蓄电池的供电电能: J102096. 1%)20%90(hA400V127W 可供路灯正常发光的时间: h42s151200W80J102096. 17PWt (2)太阳能电池板的总面积为 5 m2， 当其垂直太阳光方向放置时最大发电功率达到 180 W， 所以太阳能电池板每 1 m2发电功率为W365W180电P 由表格数据可知：电最大PP%15，所以垂直太阳光方向 1 m2范围内太阳能电池板所接受太阳辐射的最大功率：W24015%W36最大P (3)蓄电池的电量由 20%充到 70%储存的电能： J1064. 8%)20%70(hA400V126W 风力发电机发电：J102.163600s12W506tPW电机电机 太阳能电池板发电: J106.48J102.16J1064. 8666电机太阳能WWW 太阳能电池板发电的平均功率W1503600s12J48. 66OtWP太阳能平均 24.(1)大磁体；站立的方向 (2)应观察电流表指针的偏转方向和偏转大小 (3)摇动电线越快，导体切割磁感线方向变化越快，产生的感应电流方向变化越快，指针变化就越快 25.(1)减小电流；减小电阻 (2)变压器 (3)1/4 (4)降低 (5)C
