2020-2021学年第一节 电能的产生优秀课时训练

18.1电能的产生同步练习沪科版初中物理九年级全一册

一、单选题（本大题共10小题，共20.0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，所以废弃的干电池应集中分类处理

2. 在我国许多地区采用火力发电，火电站进的是“煤”，出的是“电”，如图所示，在这个过程中能量的转化情况是   

A. 化学能重力势能动能电能
B. 化学能内能机械能电能
C. 内能化学能机械能电能
D. 机械能内能机械能电能

3. 近年来，我国沿海地区利用潮汐现象建成了潮汐能发电站，其原理就是利用海水的流动来推动发电机工作。从能量转化的角度，潮汐能发电是将   

A. 海水的机械能转化成电能 B. 海水的化学能转化成电能
C. 电能转化成海水的势能 D. 电能转化成海水的机械能

4. 以下关于电能来源的说法中，正确的是     

A. 只有化学能才可以最终转化为电能
B. 电能的来源非常广泛，太阳能、水能、化学能等多种形式的能量都可以转化为电能
C. 无论通过何种形式得到的电能，都对环境有一定的污染
D. 太阳能电池、火力发电都对环境有污染

5. 如图所示为常用的锌锰干电池。下列关于这种电池的说法中，正确的是

A. 锌筒是电池的正极
B. 碳棒是电池的正极
C. 碳棒是电池的负极
D. 锌筒只起到容器的作用
 

6. 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

7. 关于如图所示的实验，下列说法正确的是

A. 实验研究的是发电机的原理
B. 实验研究的是电磁感应现象
C. 实验研究的是电动机的原理
D. 实验研究的是影响电磁铁磁性强弱的因素

8. 小罗把两个玩具电机用导线连接在一起如图，用力快速拨动甲电机的转叶，发现乙电机的转叶也缓慢转动起来。对这个现象分析正确的是

A. “甲电机”将电能转化为机械能
B. “乙电机”将机械能转化为电能
C. “甲电机”依据电磁感应来工作
D. 两电机的工作原理是相同的
 

9. 对下列四幅图解释正确的是

A. 图指南针N极指南
B. 图通电螺线管的右端为N极
C. 图为发电机的工作原理图
D. 图电磁铁A的磁性强

10. 在一次物理实验中，王瑞同学连接了如图所示的电路，线圈阻值为，电磁铁的B端有一个可自由转动的小磁针，闭合开关后，下列说法正确的是

A. 若电压表示数为零且只有一处故障，则一定是电磁铁线圈发生短路
B. 小磁针静止时，S极水平指向左
C. 利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机
D. 当滑动变阻器滑动片P向右端移动时，电磁铁磁性增强
 

二、填空题（本大题共4小题，共8.0分）

11. 小雨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所示，请你帮她在方框中填入相应的能量形式。

上面方框填写：          

下面方框填写：          

12. 如图所示的两幅图分别是交流电和直流电通过示波器时的图像，则图甲和图乙分别表示的是          电和          电。
13. 如图所示为手机电池，“”看不清了，但发现了“”字样如图甲所示。此电池在充满电时贮存的电能为          J。电极处略有凹陷如图乙所示，可以在一定程度上防止与硬币、钥匙等金属物体接触引起          选填“短路”或“开路”从而损坏电池。

14. 发电机是利用电磁感应现象制成的，我国发电厂发出的交流电的频率是          Hz。电动机是利用通电导体在磁场中受力的原理制成的，要改变通电导体在磁场中的受力方向，可以通过改变磁场方向或改变          方向来实现。

三、实验探究题（本大题共2小题，共12.0分）

15. 如图甲，使线圈位于两磁极间并接入电路中方框A内元件没有画出。

如果图甲是电动机模型，则方框A内应该接入的元件是________选填“电源”或“用电器”。接好元件后，如果图甲中ab段导线受到的力的方向向上，请画出此时cd段导线所受到的力的方向。

如果在方框A内接上螺线管，旁边放一个小磁针，如图乙。图丙中的“”是图乙中的ab段导线垂直于纸面的剖面图，这根导线如何运动才能使小磁针发生偏转？请在图丙“”上用箭头画出它的运动方向。

16. 如图甲为手摇交流发电机的模型，摇动手柄会看到小灯泡发光；图乙为交流发电机的原理图。回答下列问题：

发电机的工作原理是______________，发电时将_______能转化为_______能。

图乙可用来演示发电机发出来的是交流电。演示时应_______填“慢慢”或“快速”摇动手柄，才能明显地观察到电流表的指针_________填“左右晃动”或“向一侧摆动”，从而说明发出来的是交流电。

四、计算题（本大题共3小题，共24.0分）

17. 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下表，工作原理如图甲所示，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乙所示，在某次测试中，测试前蓄电池已储存的电能为，测试中全部由内燃机提供能量，汽车以的速度水平匀速行驶了1h，同时蓄电池的电能增加了，求：
    
    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。
    在该次测试中，所用燃料的热值为，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？
    在该次测试中，汽车牵引力做的功是多少J？
    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
    
    
    
    
    
    
     
18. 质量为4kg的扫地机器人，在4s内沿水平直线运动了2m，此过程机器人所提供的牵引力为50N，g取。求：
    扫地机器人核心部件是______ 选填“电动机”或“发电机”；
    若机器人静止充电时总受力面积为，则它对地面的压强；
    上述工作过程中牵引力的功率。
    
    
    
    
    
    
     
19. 智能家居为我们的生活提供了很多便利。香茗家新购置了一台mini智能空气加湿器，如图甲所示，、为发热电阻，且，，S为旋转型开关，1、2、3、4为触点，通过旋转开关S可实现“关”、“低挡”和“高挡”之间的转换，其高挡发热功率为2W．
    香茗与mini“对话”，即可实现对其功能的操作。mini将香茗的声音的声信号转化为电信号，这与______的原理相同选填“发电机”或“电动机”。
    低挡模式时，mini工作电路中的电流是多少？
    具有智能断电功能，当水量偏低时会自动切断电源，防止干烧。控制电路中，，R为压敏电阻，其阻值随压力的变化关系如图所示。当控制电路中的电流达到50mA时，衔铁才会吸合，工作电路接通。请通过计算说明，mini工作时至少需要加水多少千克？
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】D
 

【解析】略
 

2.【答案】B
 

【解析】略
 

3.【答案】A
 

【解析】略
 

4.【答案】B
 

【解析】略
 

5.【答案】B
 

【解析】略
 

6.【答案】B
 

【解析】略
 

7.【答案】D
 

【解析】解：A、图是通电导体在磁场中受力运动，这个过程中电能转化为机械能，是电动机原理，故A错误；
B、图中通电导体周围的小磁针发生偏转，说明通电导体周围存在磁场，是电流的磁效应，故B错误；
C、图是电磁感应实验，导体做切割磁感线运动且电路是闭合的，电路中才会产生感应电流，是发电机原理，故C错误；
D、图中实验装置是探究电磁铁磁性的强弱与电流大小、线圈匝数的关系，故D正确。
故选：D。
根据这几幅图，明确它们所反映的实验原理，再结合选项中的说法判断其是否正确
四幅图分别代表了电与磁中四个重要的物理实验，分别是电流的磁效应、通电导体在磁场中受力、电磁铁的探究、电磁感应，这都是我们应重点掌握的，在学习中相互比较更能有效地进行把握。
 

8.【答案】C
 

【解析】

【分析】
磁场对电流的作用：通电导线在磁场中要受到磁力的作用，是由电能转化为机械能，应用是制成电动机。
电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流；是由机械能转化为电能，应用是发电机。
本题考查对发电机、电动机的原理的理解；要理解电动机和发电机的工作过程是相反的：发电机是由磁场和运动产生电流；电动机是由磁场和电流产生运动。

【解答】
AC、用力快速拨动甲电机的转叶，发现乙电机的转叶也缓慢转动起来，甲电机相当于发电机，其工作原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能；故A错误，C正确；
B、甲电机转动，带动乙电机也转动，乙电机相当于电动机，其工作原理是通电导体在磁场中受力的作用，将电能转化为机械能；故B错误；
D、由以上分析可知，甲电机和乙电机的工作原理不同；故D错误。
故选：C。  

9.【答案】C
 

【解析】解：A、指南针的N极指向北方，故A错误；
B、闭合开关，电流从螺线管的右端进入，从左端流出，根据安培定则，可以判断螺线管的左端为N级，右端为S极，故B错误；
C、如图，通过闭合电路一部分线圈，磁场中做切割磁感线运动，线圈中产生感应电流，使小灯泡发光，这是发电机工作原理图，故C正确；
D、图中，两电磁铁串联，线圈匝数不同，吸引的小铁钉数目不同，是用来演示电磁铁的磁性强弱与线圈匝数的关系，B的匝数多磁性强，故D错误。
故选：C。
指南针N极所指的方向为北方；
知道螺线管的电流方向，根据安培定则判断螺线管的磁极；
电路中无电源，是发电机工作原理图；
电磁铁磁性的强弱与电流大小、线圈的匝数有关，电流越大、线圈匝数越多，电磁铁的磁性越强。
本题考查磁场的方向，通电螺线管的磁场方向，发电机原理，以及电磁铁的磁性强弱，是一道综合题。
 

10.【答案】D
 

【解析】解：
A、由图可知，该电路为串联电路，电压表测量螺线管两端的电压；若电压表示数为零且只有一处故障，则可能是电磁铁线圈发生短路，也可能是电压表断路，还可能是滑动变阻器断路，故A错误；
B、由图知，电流从螺线管的右端流入、左端流出，根据安培定则可知，电磁铁的A端是N极，B端是S极；由磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是N极，右端是S极，即S极水平指向右，故B错误；
C、该实验表明了电能生磁，该现象所揭示的原理可制成电磁铁，此现象与发电机的原理无关，故C错误；
D、当滑动变阻器滑动片P向右端移动时，变阻器接入电路的电阻变小，电路中电流变大，则电磁铁的磁性变强，故D正确。
故选：D。
电压表示数为零的原因：与电压表并联的元件短路，或者电压表断路，或者串联电路中其他部分断路；
开关闭合后，根据电流方向利用安培定则可判断螺线管的磁极；由磁极间的相互作用可判出小磁针的指向；
发电机的原理是电磁感应；
由滑动变阻器的滑片移动可得出电路中电流的变化，则可得出螺线管中磁场的变化。
该题考查了安培定则的应用、磁极间的作用规律的应用、电磁铁磁性强弱的影响因素等知识点，是一道综合题。
 

11.【答案】内

机械

【解析】略
 

12.【答案】直流

 交流

【解析】略
 

13.【答案】14652

短路

【解析】略
 

14.【答案】50

电流

【解析】解：我国发电厂发出的交流电的频率为，即每秒钟线圈在磁场内转动50周，电流方向改变100次；通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向两个因素有关，因此要改变通电导体在磁场中的受力方向可以改变电流方向或磁场方向。
 

15.【答案】电源  如图a所示  如图b、c所示

【解析】解：若题图甲是电动机模型，电动机利用的是通电导线在磁场中受力运动的原理，即电路中需要电源，所以方框A内应该接入的元件是电源；题图甲中ab的受力方向是向上的，由于磁场方向不变，cd中的电流方向与ab中的电流方向相反，则受力的方向也相反，即是竖直向下的，如图a所示；要想使小磁针发生偏转，则电磁铁中应该有电流通过；根据电磁感应现象可知，需要ab段导线做切割磁感线运动；磁体外部磁感线由N极指向S极，所以ab段导线需要竖直向上或竖直向下运动。如图b、c所示。
 

16.【答案】电磁感应；机械；电  快速；左右晃动
 

【解析】略
 

17.【答案】电磁感应  机械
 

【解析】解：驱动电机会反转变为发电机给蓄电池充电，发电机的原理是电磁感应，产生的电能是由汽车的机械能转化而来的；
燃料完全燃烧释放的热量为：；
汽车以的速度水平匀速行驶了1h时，由乙图像可知：，
汽车行驶的路程为：，
汽车牵引力做的功为：；
内燃机的效率为：。
答：电磁感应；机械；
燃料完全燃烧释放的热量为；
车牵引力做的功为；
内燃机的效率为。
发电机的原理是电磁感应，工作时将机械能转化为电能；
由公式计算燃料完全燃烧释放的热量；
由公式求得行驶的路程，根据图乙可知汽车以的速度匀速直线行驶时所受阻力的大小即牵引力的大小，由公式求得汽车做的功；
由公式计算内燃机的效率。
本题考查了发电机的原理及能量转化及热量、功和内燃机效率的计算，难度不大。
 

18.【答案】电动机
 

【解析】解：扫地机器人的核心部件是电动机，工作时将电能转化为机械能；
机器人静止充电时，对地面的压力：
；
机器人对地面的压强：
；
此过程中牵引力做的功：
；
牵引力的功率：
。
答：电动机；
若机器人静止充电时和地面的接触面积为，则它对地面的压强为；
牵引力的功率为25W。
扫地机器人工作时将电能转化为机械能，是根据通电线圈在磁场中受力而转动，同电动机的原理；
机器人静止在水平地面上时对地面的压力和自身的重力相等，根据求出它对地面的压力；又知道机器人与地面的接触面积即受力面积，根据求出它对地面的压强；
知道牵引力和移动的距离，利用求得此过程中牵引力所做的功，再利用求出牵引力的功率。
本题以扫地机器人为载体考查了重力和压强大小的计算、功和功率的计算，涉及的知识点较多，但总体难度不大。
 

19.【答案】解：发电机；
当开关S接3、4时，电路为的简单电路，加湿器处于高档，
由可得，的阻值：
，
当开关S接2、3时，、串联，加湿器处于低档，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，mini工作电路中的电流：
；
由题意可知，当电流为50mA时，此时控制电路的总电阻：
，
则压敏电阻的阻值：
，
由图可知，当时，压敏电阻受到的压力，
压敏电阻受到的压力是由水的重力产生的，则水的重力，
由可得所加水的最少质量：
。
答：发电机；
低挡模式时，mini工作电路中的电流是；
工作时至少需要加水。
 

【解析】解：香茗与mini“对话”，声音使膜片振动，使线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，
即将人的声音信号转化为电流信号，这是电磁感应现象，与发电机的原理相同；

电磁感应：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，发电机就是根据这一原理制成的；
当开关S接3、4时，电路为的简单电路，加湿器处于高档，根据求出的阻值；当开关S接2、3时，、串联，加湿器处于低档，根据电阻的串联和欧姆定律求出mini工作电路中的电流；
由题意可知，当电流为50mA时，根据欧姆定律求出此时控制电路的总电阻，根据电阻的串联求出压敏电阻的阻值，由图象可知压敏电阻受到的压力，压敏电阻受到的压力是由水的重力产生的，则可求出水的重力，根据求出所加水的最小质量。
本题考查了发电机的原理和串联电路的特点、电功率公式、欧姆定律、压力和重力的关系等，要注意最后一问中水质量的计算估算。