第一講 電能的獲得與轉(zhuǎn)化

第一講電能的獲得與轉(zhuǎn)化一、知識點知識點1.電能的獲得發(fā)電機是根據(jù)電磁感應原理設(shè)計制造的。英國的物理學家法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，即閉合電路的一部分導體在磁場里做切割磁感線的運動時，導體中就會產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應現(xiàn)象。從能的轉(zhuǎn)化觀點看：發(fā)電機是一種把機械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。安培力定義：通電導體在磁場中受到的作用力叫做安培力。2.方向：安培力的方向與通電導體所在的磁場方向以及導體中的電流方向均有關(guān)。3.大小：安培力大小與磁場強弱、電流大小以及在磁場中的導體長度都成正比，還與磁場方向和電流方向的夾角大小有關(guān)。直流電動機原理：電動機是根據(jù)通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動的原理制成的。從能的轉(zhuǎn)化觀點看：電動機是把電能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置。比較電動機和發(fā)電機的不同點發(fā)電機電動機原理電磁感應（磁生電）通電線圈在磁場中受力而轉(zhuǎn)動（磁場對電流的作用）結(jié)構(gòu)能量轉(zhuǎn)化機械能轉(zhuǎn)化為電能電能轉(zhuǎn)化為機械能知識點2.電流的熱效應1.定義：電流通過導體時，導體會發(fā)熱的現(xiàn)象，叫電流的熱效應。2.能量轉(zhuǎn)化：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。3.影響因素：與電流大小、導體的電阻、通電的時間有關(guān)。4.焦耳定律公式：Q＝I2Rt。說明①在使用Q＝I2Rt計算時，單位一定要統(tǒng)一。②二、精選練習題知識點1.電能的獲得【典例】1．目前，新能源電動汽車被越來越多的家庭所喜歡，其核心部件是電動機。如圖所示能說明電動機工作原理的是（）A． B． C． D．2．株洲時代大道兩旁的路燈桿上裝有風力發(fā)電機，下列裝置能反映其基本原理的是（）A． B． C． D．【變式訓練】1．新能源汽車越來越普及，如圖所示為新能源汽車專用號牌，號牌中的字母“D”表示純電動汽車，這類汽車的動力裝置為電動機，下列選項所示實驗與其工作原理相同的是（）A． B． C． D．2．高鐵列車在到站前可以利用減速發(fā)電。原理是高鐵列車先停止供電，這段時間內(nèi)，列車利用前進的。車上有電動機，電動機是利用工作的。在關(guān)閉電源后，電動機的線圈隨車輪一起轉(zhuǎn)動，閉合線圈的一部分在磁場中做切割磁感線運動，產(chǎn)生，此時電動機相當于電路基本組成中的。3．無線充電是一種給手機充電的新方式，無線充電的技術(shù)原理是：電流流過充電座的“送電線圈”產(chǎn)生磁場，手機中的“受電線圈”靠近該磁場時就會產(chǎn)生感應電流，給智能手機充電，如圖所示，“受電線圈”處用到的實驗原理與（選填“甲”或“乙”）圖相同。生活中，利用另一圖的原理制成了。手機充電過程是把電能轉(zhuǎn)化為能。4．手搖發(fā)電機的工作原理與圖中的（選填“甲”或“乙”）相同，它在工作時把機械能轉(zhuǎn)化為能。知識點2.電流的熱效應【典例】1．在“探究電流通過導體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”的實驗中，某同學采用了如圖甲、乙所示的實驗裝置（兩個透明容器中封閉著等量的空氣）。下列說法正確的是（）①U形管中液面高度變化主要是由液體熱脹冷縮引起的②圖甲裝置能探究電流通過導體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系③圖乙實驗過程中右邊透明容器中電阻絲阻值應該等于10Ω④用圖甲中的實驗結(jié)論能解釋“電爐絲熱得發(fā)紅而與電爐絲相連的導線幾乎不發(fā)熱”的現(xiàn)象A．①② B．②③ C．②④ D．③④2．如圖甲，閉合開關(guān)S，將滑動變阻器滑片P由b端向a端移動，得到電壓表示數(shù)U0隨滑動變阻器電阻R變化的關(guān)系如圖乙，則電源電壓為V，滑片P由b端向a端移動的過程中，在相同的時間內(nèi)，電流通過電阻R0產(chǎn)生的熱量（選填“增大”或“減小”）。【變式訓練】1．用如圖所示的實驗裝置探究“電流通過導體時產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)”。以下說法中不正確的是（）A．觀察溫度計的示數(shù)比較電流產(chǎn)生的熱量 B．該實驗裝置可以探究通電時間一定時，導體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系 C．該實驗裝置還可以探究通電時間一定時，導體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系 D．甲、乙兩瓶中可以裝質(zhì)量相同的不同液體2．小玥在媽媽指導下用電熨斗熨燙衣服，她首先閱讀說明書，知道電熨斗有“低溫”、“高溫”兩個擋位，其簡化電路如圖所示，R1、R2是電熱絲，R1＝48.4Ω，R2＝96.8Ω，S為旋轉(zhuǎn)式開關(guān)。當她旋轉(zhuǎn)觸片接觸觸點1和2時，電熨斗為擋位，該擋位通電1min，電流產(chǎn)生的熱量為J。3．小明用如圖所示電路研究調(diào)光燈的工作原理，所用電源電壓恒為6V，燈泡L標有“4.8V0.3A”字樣，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器滑片，當觀察到時，可知燈泡正常發(fā)光，此時燈泡的實際功率為W，通電1min滑動變阻器產(chǎn)生的熱量為J。4．如圖所示是某電蒸鍋的內(nèi)部簡化電路圖，R1＝484Ω、R2＝44Ω。當S1、S2均閉合時，通過R1、R2的電流之比I1：I2＝，使用加熱擋5min電蒸鍋產(chǎn)生的熱量是J。5．如圖所示，電源電壓恒為12V，R0＝60Ω，滑動變阻器的規(guī)格為“50Ω2A”，電流表的量程為“0～0.6A”，小燈泡上標有“6V3W”字樣，不考慮溫度對燈絲電阻的影響。當開關(guān)S閉合，S1、S2斷開，小燈泡正常發(fā)光，則通電1min電流通過滑動變阻器產(chǎn)生的熱量為J；當S、S1、S2都閉合，為了保證電路中各元件的安全，滑動變阻器允許接入電路中的最小阻值為Ω。6．在如圖所示電路中，電源電壓不變，R1＝10Ω，R2＝5Ω。（1）當只閉合開關(guān)S2，斷開S1、S3時，電流表的示數(shù)為0.4A，求電源電壓；（2）當閉合開關(guān)S1、S3，斷開S2時，求通電10s內(nèi)電阻R1產(chǎn)生的熱量。7．如圖所示是一款自動燉煮機的簡化電路圖，R1、R2是兩個完全相同的電熱絲，S為電源開關(guān)，通過控制開關(guān)S1、S2實現(xiàn)“低溫”“中溫”“高溫”三個擋位間的切換。從該燉煮機銘牌信息中獲知，其額定電壓220V，加熱效率為75%，但功率信息模糊不清。為研究該燉煮機的工作情況及有關(guān)信息，在燉煮機中裝入5kg的水，閉合開關(guān)S，通過觀察其電子顯示屏（消耗電能忽略不計），記錄有關(guān)信息如表格所示。水的比熱