第一讲 电能的获得与转化

第一讲电能的获得与转化一、知识点知识点1.电能的获得发电机是根据电磁感应原理设计制造的。英国的物理学家法拉第在1831年发现了电磁感应现象，即闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应现象。从能的转化观点看：发电机是一种把机械能转化为电能的装置。安培力定义：通电导体在磁场中受到的作用力叫做安培力。2.方向：安培力的方向与通电导体所在的磁场方向以及导体中的电流方向均有关。3.大小：安培力大小与磁场强弱、电流大小以及在磁场中的导体长度都成正比，还与磁场方向和电流方向的夹角大小有关。直流电动机原理：电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。从能的转化观点看：电动机是把电能转化为机械能的装置。比较电动机和发电机的不同点发电机电动机原理电磁感应（磁生电）通电线圈在磁场中受力而转动（磁场对电流的作用）结构能量转化机械能转化为电能电能转化为机械能知识点2.电流的热效应1.定义：电流通过导体时，导体会发热的现象，叫电流的热效应。2.能量转化：电能转化为内能。3.影响因素：与电流大小、导体的电阻、通电的时间有关。4.焦耳定律公式：Q＝I2Rt。说明①在使用Q＝I2Rt计算时，单位一定要统一。②二、精选练习题知识点1.电能的获得【典例】1．目前，新能源电动汽车被越来越多的家庭所喜欢，其核心部件是电动机。如图所示能说明电动机工作原理的是（）A． B． C． D．2．株洲时代大道两旁的路灯杆上装有风力发电机，下列装置能反映其基本原理的是（）A． B． C． D．【变式训练】1．新能源汽车越来越普及，如图所示为新能源汽车专用号牌，号牌中的字母“D”表示纯电动汽车，这类汽车的动力装置为电动机，下列选项所示实验与其工作原理相同的是（）A． B． C． D．2．高铁列车在到站前可以利用减速发电。原理是高铁列车先停止供电，这段时间内，列车利用前进的。车上有电动机，电动机是利用工作的。在关闭电源后，电动机的线圈随车轮一起转动，闭合线圈的一部分在磁场中做切割磁感线运动，产生，此时电动机相当于电路基本组成中的。3．无线充电是一种给手机充电的新方式，无线充电的技术原理是：电流流过充电座的“送电线圈”产生磁场，手机中的“受电线圈”靠近该磁场时就会产生感应电流，给智能手机充电，如图所示，“受电线圈”处用到的实验原理与（选填“甲”或“乙”）图相同。生活中，利用另一图的原理制成了。手机充电过程是把电能转化为能。4．手摇发电机的工作原理与图中的（选填“甲”或“乙”）相同，它在工作时把机械能转化为能。知识点2.电流的热效应【典例】1．在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。下列说法正确的是（）①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象A．①② B．②③ C．②④ D．③④2．如图甲，闭合开关S，将滑动变阻器滑片P由b端向a端移动，得到电压表示数U0随滑动变阻器电阻R变化的关系如图乙，则电源电压为V，滑片P由b端向a端移动的过程中，在相同的时间内，电流通过电阻R0产生的热量（选填“增大”或“减小”）。【变式训练】1．用如图所示的实验装置探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”。以下说法中不正确的是（）A．观察温度计的示数比较电流产生的热量 B．该实验装置可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电阻的关系 C．该实验装置还可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电流的关系 D．甲、乙两瓶中可以装质量相同的不同液体2．小玥在妈妈指导下用电熨斗熨烫衣服，她首先阅读说明书，知道电熨斗有“低温”、“高温”两个挡位，其简化电路如图所示，R1、R2是电热丝，R1＝48.4Ω，R2＝96.8Ω，S为旋转式开关。当她旋转触片接触触点1和2时，电熨斗为挡位，该挡位通电1min，电流产生的热量为J。3．小明用如图所示电路研究调光灯的工作原理，所用电源电压恒为6V，灯泡L标有“4.8V0.3A”字样，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，当观察到时，可知灯泡正常发光，此时灯泡的实际功率为W，通电1min滑动变阻器产生的热量为J。4．如图所示是某电蒸锅的内部简化电路图，R1＝484Ω、R2＝44Ω。当S1、S2均闭合时，通过R1、R2的电流之比I1：I2＝，使用加热挡5min电蒸锅产生的热量是J。5．如图所示，电源电压恒为12V，R0＝60Ω，滑动变阻器的规格为“50Ω2A”，电流表的量程为“0～0.6A”，小灯泡上标有“6V3W”字样，不考虑温度对灯丝电阻的影响。当开关S闭合，S1、S2断开，小灯泡正常发光，则通电1min电流通过滑动变阻器产生的热量为J；当S、S1、S2都闭合，为了保证电路中各元件的安全，滑动变阻器允许接入电路中的最小阻值为Ω。6．在如图所示电路中，电源电压不变，R1＝10Ω，R2＝5Ω。（1）当只闭合开关S2，断开S1、S3时，电流表的示数为0.4A，求电源电压；（2）当闭合开关S1、S3，断开S2时，求通电10s内电阻R1产生的热量。7．如图所示是一款自动炖煮机的简化电路图，R1、R2是两个完全相同的电热丝，S为电源开关，通过控制开关S1、S2实现“低温”“中温”“高温”三个挡位间的切换。从该炖煮机铭牌信息中获知，其额定电压220V，加热效率为75%，但功率信息模糊不清。为研究该炖煮机的工作情况及有关信息，在炖煮机中装入5kg的水，闭合开关S，通过观察其电子显示屏（消耗电能忽略不计），记录有关信息如表格所示。水的比热