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1、第二十三講:《電從哪里來》
知識點梳理
一:電能的產生
A、化學電池:把化學能轉化為電能的裝置?;瘜W電池分為鋅錳干電池、鎳鎘電池、鋰電池、銀鋅電池等等。
常用的干電池為鋅錳干電池,分為1號、2號、5號、7號。每節(jié)電池的電壓為1.5V
水果電池屬于化學電池類。
化學電池含有汞、鎘等重金屬元素,隨意丟棄會污染環(huán)境、破壞生態(tài)。所以應分類回收集中處理。
常見的發(fā)電方式:
(1)火力發(fā)電:將燃料的化學能轉化為電能。
燃料的化學能→水和水蒸氣的機械能→發(fā)電機轉子的機械能→電能
火力發(fā)電要消耗大量的煤、石油等一次性能源,還要排放大量的二氧化碳、含硫的氣體、粉
2、塵等,污染環(huán)境,降低空氣質量,對生態(tài)會產生不利影響。
(2)水力發(fā)電:將水的機械能轉化為電能。
水的機械能→水輪機的機械能→發(fā)電機轉子的機械能→電能
水力發(fā)電對環(huán)境無污染,但是受到資源的額地理位置和自然條件的限制。
(3)核能發(fā)電:將鈾原子核裂變時釋放的核能轉化為電能。
核能→水和水蒸氣的內能→發(fā)電機轉子的機械能→電能
核能發(fā)電可以節(jié)省大量的煤、石油,用料省、運輸方便。
(4)正在研究其他發(fā)電方式:
海浪發(fā)電(潮汐發(fā)電)、地熱發(fā)電、風力發(fā)電、磁流體發(fā)電。
二:電磁感應
三:發(fā)電機的工作原理:
1、發(fā)電機原理:利用電磁感應現象制成。
2、發(fā)電機的能量轉
3、化:機械能轉化為電能。
3、直流電動機和交流發(fā)電機的比較:
?
直流電動機
交流發(fā)電機
原理
通電線圈在磁場中受力而發(fā)生轉動
電磁感應
構造
與電刷接觸的是換向器
與電刷接觸的兩個銅環(huán)
能量轉化
電能轉化為機械能
機械能轉化為電能
原理圖
?
?4、交流電的周期和頻率:
(1)?發(fā)電機的轉子轉動一周所用的時間就是交流電的周期,在一個周期內交流電的方向改變兩次,交流電的方向隨時間不斷的變化。
(2)我國交流電的頻率為50HZ,就是說,我國交流電在一秒內有50個周期,每秒內交流電的方向改變100次。
四:電能的輸送:
1、
4、采用高壓輸電,減小輸電線路上的電能損失。
因為當導體中有電流通過時,導體就會發(fā)熱,發(fā)熱的功率為P=I2R,即電能的損失與電流的平方成正比,與導體的電阻成正比,在遠距離輸電時,減小導體的電阻是不可能做到的,因此要減小輸電線路中因發(fā)熱而損失的電能,最好的辦法就是減小導線中的電流,在發(fā)電機的輸出功率一定時,根據P=UI可知,要減小輸電的電流,就只有提高輸電電壓U。所以,遠距離輸電要采用高壓輸電。
2、變壓器的工作原理是電磁感應。變壓器只能改變交流電的電壓(升高、降低均可),不能改變直流電的電壓。
4、高壓觸電:高壓電弧觸電和跨步電壓觸電。
5、高壓觸電防護:不靠近高壓帶電體。
5、
重點、難點突破
1、電磁感應
例1、下列關于感應電流方向的說法正確的是( )
A.感應電流方向只與磁場方向有關
B.感應電流方向只與導體切割磁感應線方向有關
C.只要是磁場方向改變或導體切割磁感線方向改變,感應電流方向就要改變
D.只要是磁場方向和導體切割磁感線方向同時改變,感應電流方向就要改變
解析:在電磁感應現象中,所產生的感應電流的方向跟兩個因素有關:磁場方向和導體切割磁感線的方向,這兩個因素中不論哪一個因素發(fā)生了改變,產生的感應電流方向否會發(fā)生改變;如果兩個因素同時改變,所產生的感應電流方向不變。
答案:C
小練習:
1、下列電器設備中屬于利用電磁
6、感應現象原理工作的是 ( )·
A·電烙鐵 B·發(fā)電機 C·電動機 D·電磁起重機
2、 圖為課本上的一個演示實驗圖,該實驗表明了 ( )·
A、通電導體四周與磁體一樣,存在著磁場
B、通電導體在磁場中會受到力的作用
C、閉合電路中的一部分導體在磁場中作切割磁感線運動,導體中會產生電流
D、導體通電后會產生熱能
答案:1、B 2、C
2、發(fā)電機的工作原理
例2、下列說法正確的是( )
A.電動機工作時將機械能轉化成電能
B.發(fā)電機線圈可能產生直流電
C.變壓器是根據電磁感應原理制造的
D.
7、蓄電池不能將電能轉化成化學能
解析:電動機工作時要消耗電能,獲得機械能,是把電能轉化為機械能,選項A 錯誤;發(fā)電機工作時,線圈在轉動的過程中,每轉過半圈電流方向就改變一次,因而不論是直流發(fā)電機還是交流發(fā)電機,它們工作時線圈中產生的電流都是交流電,故選項B 錯誤;蓄電池放電時把化學能轉化為電能,當它充電時把電能轉化為化學能儲存起來,所以選項D 也是錯誤的。變壓器是利用電磁感應原理制造的是正確的。
答案:C
小練習:
1、如圖所示,在微型電扇的插頭處接一只發(fā)光二極管,用手旋轉葉片,發(fā)現二極管發(fā)光.上述實驗現象說明了( )
8、
A.磁能生電
B.磁場對電流有力的作用
C.電流的磁效應
D.電流的熱效應
2、動圈式喇叭當麥克風用,可以將聲音變成電信號,其中用到的物理知識是( 0
A、電能轉變成動能 B、電磁感應
C、電流的磁效應 D、磁場對電流的作用
答案:1、A 2、B
綜合訓練
一:填空題:
1、把一只一號或五號干電池拆開(注意操作安全,不要將廢氣物隨意丟棄),觀察其內部結構。思考:它的正極是_______,負極是_______。供電時_
9、______能轉化為_______.
2、手機、數碼相機等常用充電電池作為電源,如圖所示是某手機電池銘牌,觀察可知該電池的電壓是
V.它充足電后所儲存的電能是 J.圖案打“×”的表示普通垃圾箱,它告訴我們_______________。
3、 電路的一部分導體在磁場里做
運動時,導體就會產生感應電流。
4、如圖是 機的示意圖,電流的大小和方向 改變的電流叫 ,如果要使輸出的電流方向不變,最簡單的方法是將線圈的兩端接到同軸安裝的 上,這樣輸
10、出的電流方向就不改變,稱之為直流電。
5、在遠距離輸送電能時,若輸電功率不變,輸電線的電阻不變,為了減小輸電線路上的電能損失,從發(fā)電站發(fā)出的電能,必須先經過變壓器把 升高,從而減小通過輸電線的 ,達到減小輸電線路上電能損失的目的;通過架設高壓輸電線送到用電地區(qū)的變電站進行一到兩次 ,到達工礦、科研和生活區(qū)等目的地,再用變壓器降到 V供家庭使用。
6、用“長征三號”發(fā)射的某航天器,它的一部分光電池板面積S=8㎡,正對太陽能產生U=120V的電壓,為工作室提供I=10A的電流,為工作室提供的功率為
11、 W;太陽光照射處每平方米面積上獲得的太陽輻射功率P=1000W,試估算該光電池的光電轉換效率為 。
7、淮南煤炭資源十分豐富,是安徽省最大的火力發(fā)電站之一,發(fā)電過程中是將
能轉化為 ,然后轉化為發(fā)電機轉子的 ,最后轉化為 。
8、大規(guī)模用電時的電源是_____________ ,它是利用___________現象制成的。我國交流電的頻率是50Hz,由此可知,在每秒內電流方向變化周期為__________秒·
二
12、:選擇題:
1.關于電源下列說法正確的是( )
A.電源是向電路提供電壓的裝置,電源都有“+”“—”極之分
B.宇宙飛船內所需的電能主要來自于安裝在其內的蓄電池。
C.發(fā)電機與電動機一樣都是提供電能的裝置,是我們生活中常見的電源
D.廢舊電池應分類回收
2.下述物理史實中正確的說法是( )
A.第一個發(fā)現電磁關系的是法拉第
B.第一個發(fā)現磁能生電的是奧斯特
C.最早研究磁偏角的是沈括
D.第一個發(fā)現電流磁性應的是愛因斯坦
3.下列關于感應電流方向的說法正確的是( )
A.感應電流方向只與磁場方向有關
B.感應電流方向只與導體切割磁感應線方向有關
C.只要是
13、磁場方向改變或導體切割磁感線方向改變,感應電流方向就要改變
D.只要是磁場方向和導體切割磁感線方向同時改變,感應電流方向就要改變
4、英國科學家法拉第的重大發(fā)現是( ?。?
A.導體中有電流通過時,導體都要發(fā)熱,即電流的熱效應
B.通電導體的周圍和磁體一樣,存在磁場
C.通電導體在磁場中要受到磁場力的作用
D.電磁感應現象
5、圖中“O”表示垂直于紙面的一根導線,這是閉合電路的一部分,它在磁場中的運動方向如圖所示,不可能產生感應電流的是( )
6、下列說法正確的是( )
A、在地磁場的作用下,指南針的N極始終指向南方
B、為了在電流過大時能自動切斷電
14、路,保險絲應串聯在電路中
C、在不斷開電源的情況下,只要人不與地面接觸就不會觸電
D、導體做切割磁感線運動時,導體中就一定會產生電流
7、雙腳站在高壓線上的鳥,沒有發(fā)生觸電事故的主要原因是( )
A.電線上有一層絕緣的保護材料
B.鳥的腳爪是很好的絕緣體
C.鳥兩腳間的電壓很低
D.鳥的兩腳是非常干燥
8、下列說法正確的是( )
A.電動機工作時將機械能轉化成電能
B.發(fā)電機線圈可能產生直流電
C.變壓器是根據電磁感應原理制造的
D.蓄電池不能將電能轉化成化學能
9、并非電能優(yōu)越性表現的選項是( )
A.來源廣
15、泛;
B.容易轉變?yōu)槠渌问降哪埽?
C.便于遠距離輸送;
D.使用不當容易造成人體觸電.
10、平時輸送電能中,為了減少電能在線路中的損耗,通常采取的辦法是( )
A.加大輸送電流;
B.用高壓輸電;
C.用超導體輸電;
D.減少輸送功率.
11、某發(fā)電機輸出的電壓是2200V,輸出電流是400A,發(fā)電機到用戶之間的輸電線的電阻是2Ω,則輸電線路上損耗的電功率是( )
A.880kW B.320kW C.800kW D.2420kW
12、對于交流電,下列說法中證確的是 (
16、 )·
A、線圈轉動一周,電流方向改變一次,大小改變兩次
B、線圈轉動一周,電流方向改變兩次,大小改變兩次
C、線圈轉動一周,電流方向改變兩次,大小隨時間改變
D、線圈轉動一周,電流方向改變四次,大小隨時間改變
13、下列電器設備中屬于利用電磁感應現象原理工作的是 ( )·
A、電烙鐵 B、發(fā)電機 C、電動機 D、電磁起重機
14、圖為課本上的一個演示實驗圖,該實驗表明了 ( )
A、通電導體四周與磁體一樣,存在著磁場
B、通電導體在磁場中會受到力的作用
C、閉合電路中的一部分導體在磁場中作切割磁感線運動,導體中會產生
17、電流
D、導體通電后會產生熱能
三、實驗與探究題
1、學校實驗室里常用一種電源代替干電池,通常稱這種電源叫做學生電源。這個電源將照明電路的220V交變電源變成可以調節(jié)的低壓交、直流電源。這種電源的主要優(yōu)點是:
①__________________________________________________;
②__________________________________________________;
③__________________________________________________。
2、如圖所示是探究電磁感應現象的實驗裝置。
(1)保持導
18、線a、b不動,閉合開關,檢流計的指針不動,這時導線中________電流.
(2)在磁場中做切割磁感線運動時,可以觀察到電流表指針發(fā)生偏轉,其偏轉的最大位置如圖所示,此時的電流值為 mA,。
(3)保持電路閉合,當導線a、b向左運動和向右運動時,檢流計的指針會向左和向右偏轉,表明導線中的感應電流方向與_______________有關。
(4)將U形磁鐵反轉對調磁極,閉合開關,當導線西向左運動和向右運動時,檢流計的指針會向右和向左偏轉,表明導線中的感應電流方向與____________有關。
(5)實驗中為了使檢流計指針明顯偏轉,你采取了哪些措施?(寫出一條即可)
3、如圖所示
19、為遠距離輸電系統示意圖,請指出:
(1)發(fā)電機的工作原理是:__________________________________________________;
(2)該系統中,采用高壓輸電的好處是:______________________________________;
(3)日常生活中要注意用電安全,請寫出兩條安全用電的原則:
①______________________________________; ②_________________________________;
(4)如果該系統中的發(fā)電廠是核電站,請在下面方框內填寫電站發(fā)電過程
20、中的能量轉化情況:
(5)核電站可能會帶來什么負面影響?
______________________________________________________________________________;
參考答案
一:填空題:
1、金屬帽 碳棒 化學 電能 2、3.6 9720J 舊電池要分類回收 3、閉合 切割磁感線 4、發(fā)電機 周期性 交流電
變向器
21、 5、電壓 電熱 降壓 6、1200 15%
7、化學 內能 機械能 電能 8、發(fā)電機 電磁感應 0.02
二:選擇題:
1、D 5、C 3、C 4、D 5、C 6、B 7、C
8、C 9、D 10、B 11、B 12、C 13、B 14、C
三:實驗與探究題
1、操作方便、安全 供電量大 既可以提供交流電,也可以提供直流電
可以獲得需要的電壓值
2、(1)沒有 (2)30 (3)導體切割磁感線的方向 (4)磁場方向
(5)使用線圈代替導體 換用磁性強的磁體
3、(1)電磁感應 (2)可以減小在輸電導線上的電能損失 (3)不接觸低壓帶電體 不靠近高壓帶電體 (4)核能 機械能 (5)核廢物或發(fā)生核泄漏會造成核污染