【沪科版】九年级物理 第十八章 电能从哪里来 单元复习（课件+单元测试+知识清单）

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单元复习第十八章 电能从哪里来沪科版九年级物理复习目录CONTENTS第十八章 电能从哪里来第一节 电能的产生第十八章 电能从哪里来知识一、电池1. 电池概念电池是一种把其他形式的能转化成电能的装置，提供直流电。由于制作材料、工作原理和用途的不同，电池有很多种类。2. 化学电池（1）概念：化学电池是把化学能转化为电能的装置。（2）分类 ①根据所用的材料不同，化学电池分为锌锰干电池、铅酸蓄电池、镍镉电池、锂电池、银锌电池等。②原电池和二次电池：大多数电池的使用是一次性的，称之为原电池；有的电池，如铅酸蓄电池、锂电池等则可反复充电使用，称之为蓄电池或二次电池。知识一、电池（3）锌锰干电池锌锰干电池由碳棒（正极）、锌筒（负极）及二氧化锰和电解质等组成，它属于一次性使用的原电池。我国常用的1号、2号、5号、7号干电池都是原电池，它们的电压都是1.5V。（4）蓄电池①能量转化：充电时，把电能转化成化学能储存在电池内；使用时再把化学能转化为电能。②特点：蓄电池能多次充电并可供给较大的电流，电压也比较稳定。常见的铅酸蓄电池的极板是铅制的，电解质溶液是硫酸。使用时常将若干个蓄电池串联使用。知识一、电池3. 直流电和交流电（1）直流电：大小和方向不随时间变化的电流，在示波器上显示的图像在横轴的同侧。电池提供的是直流电。（2）交流电：大小和方向随时间做周期性变化的电流，在示波器上显示的图像跨过横轴。交流电周期性变化的次数与时间之比称为交流电的频率，单位是Hz。我国家庭电路中使用的 电流是交流电，其频率为50Hz。知识一、电池4. 太阳能电池（1）原理及能量转化：太阳能电池（又称光伏电池）是将太阳能转化成电能的装置。太阳能电池用半导体硅和金属导体制成，当太阳光照射到电池上时，在正、负两极之间形成电压。（2）特点：污染少，可以做得比较小巧；但使用时受天气的限制。（3）应用：太阳能电池可以做得比较小巧，能用在计算器、玩具等上面。大量的太阳能电池联成阵列，可以建成太阳能发电站，巨大的太阳能帆板是人造卫星上的主要电源之一。5. 几种常见电池的比较知识一、电池考点二、发电机1. 发电机的作用把其他形式的能转化成电能。电池提供的电能是有限的，更充足、更强大的电能要通过发电机获取。发电机也是一种把其他形式的能转化成电能的装置。2. 发电方式目前常用的发电方式有火力发电、水力发电和核能发电等。考点二、发电机煤 、石油等燃料燃烧，加热水，产生高温、高压水蒸气，推动汽轮机叶轮高速旋转， 带动发电机转子转动发电在江河上筑坝建水库，让水库中的水从可控制的闸门中流出，冲击水轮机， 带动发电机转子转动发电利用铀原子核裂变时释放出 的核能来加热水，产生高温、高压蒸汽，推动蒸汽涡轮机转动，带动发电机转子转动发电 燃料的化学能→水和水蒸气的内能→发电机转子的机械能→电能水的机械能→水轮机的机械能→发电机转子的机械能→电能核能→水和蒸汽的内能→发 电机转子的机械能→电能节省煤、石油等能源，且用料省，运输方便。但核废料具有放射性。无污染；但其发展受地理位置和自然条件变化的制约，且对生态有相当大的影响受燃料的制约，会对生态环境产生不利的影响考点二、发电机（4）其它发电方式人们还在研究更多种利用资源发电的方法，如海浪发电、地热发电、风力发电等，除了在地面建立太阳能电站外，还拟建立太空发电站。【例题1】手机是大家熟悉的通信工具，手机工作时靠电池来供电。手机的电池在供电过程中，电池内发生了化学变化，________能转化为______ 能：而使用一段时间后，电池内储存的电能不足，这时手机会提醒我们给电池充电，在给电池充电的过程中，电池就变成了用电器，将_______ 能转化为_________能储存在电池内 ，等到它供电时再释放出来。手机的电池在向外供电过程中，电池内发生了化学变化，把化学能转化为电能；在给电池充电的过程中，电池就变成了用电器，将电能转化为化学能储存在电池内．题型训练题型一、电池电 化学化学电 【例题2】如图所示是本溪到沈阳高速公路上的太阳能路灯，该路灯照明系统的太阳能电池白天对蓄电池充电，晚上蓄电池对路灯供电（　　）A．甲是“电能” B．乙是“太阳能”C．丙是“电能” D．丁是“机械能”CAB．太阳能电池工作时将太阳能转化为电能，故甲是太阳能，乙是电能，故AB不符合题意；C．太阳能给蓄电池充电时将电能转化为化学能，蓄电池放电时将化学能转化为电能，所以丙是电能，故C符合题意；D．路灯工作时将电能转化为光能和内能，故D不符合题意。题型训练题型一、电池故选C。【例题3】在我国许多地区采用火力发电，在火电站进的是“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B 燃料燃烧把化学能转化为内能，水蒸气推动涡轮机转动，把内能转化为机械能，涡轮机带动发电机发电，把机械能转化为电能。 故选B。题型训练题型二、发电机中的能量转化判断第二节 科学探究：怎样产生感应电流第十八章 电能从哪里来知识一、电磁感应现象1. 电磁感应现象利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应现象，电磁感应产生的电流叫作感应电流。2. 导体中产生感应电流的条件（1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流。（2）感应电流的方向与导体运动的方向和磁场方向有关。 知识一、电磁感应现象3. 正确理解电磁感应现象和感应电流（1）产生感应电流的条件：一是“闭合电路的一部分导体”，二是“做切割磁感线运动”。这两个条件缺一不可。（2）对“切割磁感线运动”的理解：导体的运动方向与磁感线方向垂直或有一定的夹角，但不能平行。（3）感应电流的方向：感应电流的方向与磁场的方向和导体的运动方向都有关。（4）能量转化：在电磁感应现象中，消耗了机械能，得到了电能，即机械能转化为电能。知识一、电磁感应现象4. 影响感应电流大小的因素当闭合电路的一部分导体垂直切割磁感线时，影响感应电流大小的因素是切割速度和磁场强弱。磁场一定时，导体切割磁感线的速度越大，感应电流越大；导体切割磁感线的速度一定时，磁场越强，感应电流越大。 5. 动圈式话筒（麦克风）（1）构造：如图甲所示。（2）工作原理：电磁感应原理，如图乙所示，声音使膜片振动，振动的膜片带动线圈振动，这样处于磁场中的线圈的振动产生随声信号强弱变化的电流，就把声信号转换成了电信号。知识二、发电机 （1）主要构造：蹄形磁铁、线圈、电刷、灯泡（或发光二极管）、摇把、手轮等。（2）线圈、电刷与发光二极管是串联起来的，缓慢摇动手柄，发光二极管会交替闪亮。 1. 手摇发电机发电2. 交变电流线圈在磁场中转动时，产生的感应电流的大小和方向随时间发生周期性变化，这种电流叫作交变电流。知识二、发电机2. 交流发电机工作原理示意图 知识二、发电机3. 实际的发电机实际发电机由转子和定子两部分组成。4. 发电机的能量转化从能量转化的角度看，发电机是一种将机械能转化为电能的装置。在发电的过程中，由于线圈存在电阻以及转动系统存在摩擦，因此还有部分能量转化为内能。（3）小红在实验中有了新的思考：如果把灵敏电流计换成________，就能继续探究磁场对通电导体的作用了。【例题1】小红在学习了电磁感应的知识后，用如图所示的装置重新做了“怎样产生感应电流”的实验。（1）她发现，如果开关处于_____ 状态，无论磁体怎样放置、导体棒怎样运动，灵敏电流计指针均不偏转，这说明闭合电路是产生感应电流的必要条件；（2）如图所示，电路闭合后，下列实验操作能使灵敏电流计指针发生偏转的是___________；A．磁体不动，导体棒水平向右运动B．磁体不动，导体棒向斜上方运动C．导体棒不动，磁体竖直向下运动D．导体棒不动，磁体水平向左运动ABD断开题型训练题型一、探究感应电流产生的条件电源（1）实验时，开关处于断开状态，电路是断路状态，无论磁体怎样放置、导体棒怎样运动，灵敏电流计指针均不偏转，说明电路中没有感应电流产生，说明断路状态不能产生感应电流，闭合电路是产生感应电流的必要条件。（2）A．磁体不动，导体棒水平向右运动，则导体棒在磁场中做切割磁感线运动，所以电路会产生感应电流，故能使灵敏电流计指针发生偏转，故A符合题意；B．磁体不动，导体棒向斜上方运动，则导体棒在磁场中做切割磁感线运动，所以电路会产生感应电流，故能使灵敏电流计指针发生偏转，故B符合题意；C．导体棒不动，磁体竖直向下运动，则导体棒不能做切割磁感线运动，所以电路不会产生感应电流，故灵敏电流计指针不会发生偏转，故C不符合题意；D．导体棒不动，磁体水平向左运动，则导体棒在磁场中做切割磁感线运动，所以电路会产生感应电流，故能使灵敏电流计指针发生偏转，故D符合题意。故选ABD。（3）要继续探究磁场对通电导体的作用，则导体棒中有电流通过，所以电路中需要有电源，故把灵敏电流计换成电源，就能继续探究磁场对通电导体的作用了。题型训练题型一、探究感应电流产生的条件【例题2】某同学用如图甲所示的装置探究什么情况下磁可以生电。在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线两端跟电流表连接组成闭合回路。 （1）让导线AB在磁场中静止，观察到电流表指针不偏转；然后换用磁性更强的蹄形磁体，观察到电流表指针也不偏转；保持蹄形磁体静止让导线AB从图中所示位置水平向右运动，观察到电流表指针偏转，说明有_____________产生；（2）如图乙中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分，它在磁场中按箭头方向运动时，会产生感应电流的是______（填标号）。电流/感应电流题型训练题型二、电磁感应现象CD（1）保持蹄形磁体静止让导线AB从图中所示位置水平向右运动，导线AB做切割磁感线运动，观察到电流表指针偏转，说明电路中产生了感应电流，这就是电磁感应现象。（2）磁场的方向都是从N极出发回到S极，图乙中的a表示垂直于纸面的一根导线，它在磁场中按箭头方向运动时，只有在CD两图中做切割磁感线运动，会产生感应电流，故AB不符合题意，CD符合题意。故选CD。题型训练题型二、电磁感应现象题型训练【例题3】英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象，人们根据这一现象制成了发电机。下列四个设备中应用了电磁感应现象的是（　　）A．麦克风 B．防水报警器C．电铃 D．扬声器A题型三、电磁感应现象的应用题型训练A．麦克风是将声信号转换成电信号，利用电磁感应原理工作的，故A符合题意；B．防水报警器是利用电磁继电器来工作的，原理是电流的磁效应，故B不符合题意；C．电铃是利用电流的磁效应来工作的，故C不符合题意；D．扬声器是将电信号转换成声信号，是利用通电导体在磁场中受力的作用，故D不符合题意。故选A。题型三、电磁感应现象的应用【例题4】图甲是物理老师上课时使用的“小蜜蜂”扩音器，图乙是其工作原理图，声信号由麦克风（话筒）转化为电信号，经放大器放大后，再传入扬声器转化为声信号播出。麦克风的工作原理是____________现象，扬声器的工作原理与________（选填“发电机”或“电动机”）的工作原理相同。麦克风将机械能转化为电能，原理是电磁感应现象，与发电机的工作原理相同。扬声器的工作原理是通电线圈在磁场中受到力的作用，与电动机的工作原理相同。 电动机题型训练题型三、电磁感应现象的应用电磁感应【例题5】如图所示，放在磁场中的矩形线圈ABCD自图示位置（即线圈平面垂直于磁感应线的位置）开始绕轴沿逆时针匀速转动，下列说法中正确的是（　　）A．线圈在磁场中转动过程中不受磁场力的作用B．线圈在转动的前半周中，线圈中的电流方向不变C．线圈在转动的过程中，每时每刻都有感应电流产生D．线圈在转动的过程中，AB、BC、CD及AD边都不停地切割磁感线B题型训练题型四、发电机A．在磁场中的矩形线圈ABCD自图示位置（即线圈平面垂直于磁感应线的位置）开始绕轴沿逆时针匀速转动，线圈在磁场中转动过程中线圈切割磁感线，产生感应电流，电流在磁场中受磁场力的作用，故A错误；B．线圈在转动的前半周中，磁场方向不变，切割磁感线的运动方向不变，线圈中产生的电流方向不变，故B正确；C．线圈在转动的过程中，当线圈处在其平面垂直于磁感应线的位置时，运动方向与磁场方向平行，线圈没有切割磁感应线，此时没有感应电流产生，故C错误；D．线圈在转动的过程中，BC、AD边没有切割磁感线，故D错误。故选B。题型训练题型四、发电机第三节 电能的输送第十八章 电能从哪里来知识一、高压输电（1）导线本身有电阻，电流在通过导线时会产生热效应，从而带来电能的损耗，输电线上损耗的电功率为P损=I2R，因为导线电阻R不变，要减小输电线上损耗的电功率 P损，所以需要减小输电线中的电流I。（2）设输送的电功率为P总，当P总一定时，根据P总=UI，电流I减小，只能提高电压U。由此可知高压输电的原因，即减少电能在输送线路上的损失。1. 选择高压输电的原因知识一、高压输电发电厂发出的交流电压通常在几千伏至数万伏，在发电厂内先用升压变压器把电压升高到数百千伏后再送到交流电网上，升压后的高压电流通过架空高压输电线送到用电地区的变电站，用降压变压器进行一至两次降压，电压降至10kV后送到工矿、科研和生活区等目的地，再用降压变压器降至220V供家庭用户使用（或380V供工厂等使用），如图表示了这种输送的过程。2. 电能远距离输送的过程知识一、高压输电3. 拓展——变压器原理和作用变压器的工作原理是电磁感应，它能将输入变压器的交流电压升高（升压变压器）或降低（降压变压器）。变压器不能改变直流电的电压。知识二、高压触电及其防护1. 高压触电形式（1）高压电弧触电当高压带电体与人、动物和建筑物等物体距离较近时会发生放电现象，使电流通过人或动物，造成高压电弧触电。知识二、高压触电及其防护（2）跨步电压触电高压输电线落在地上，地面上与电线断头距离不同的各点存在电压。当人走近断头时，两脚位于离断头远近不同的位置上，因而两脚之间有了电压，这时电流通过人体，造成跨步电压触电，如图所示。2. 高压触电防护为了防止高压触电造成人身伤害，必须远离高压带电体。如发现有高压输电线断落地面时，不可走近，应立即设立警示标志，并通知有关电力部门进行抢修。3. 安全用电原则 不接触低压带电体；不靠近高压带电体。知识二、高压触电及其防护【例题1】为了减少远距离输电在线路上的损失，通常采用的办法是（　　）A．增大输出线电线的电阻 B．减少通电时间C．增大输出电流 D．提高电压D题型训练题型一、高压输电A．在输电电流I输一定的情况下，由P损=I输2R知，输电导线电阻R越大，输电功率损失越大，故A不符合题意；B．输电过程中，主要考虑的是功率损耗，与通电时间无关，故B不符合题意；C．在输电导线电阻R一定情况下，由P损=I输2R知，输电电流I输越大，输电功率损失越大，故C不符合题意；D．由P =UI知，输电电流为I输=P输/U输，在输电功率P输一定的情况下，U输越大，输电电流I输越小，导线电阻R一定，由P损=I输2R知，则P损越小；所以提高电压能有效减少输电在线路上的损失，故D符合题意。 故选D。【例题2】为架设一条输电线路，有粗细相同的铁线和铝线可供选择，下面叙述最合理的是（ ）A. 因铁线坚硬，应选铁线 B. 因铝线易于架设，应选铝线C. 因铁较便宜，应选铁线 D. 因铝线电阻小，应选铝线 D题型训练题型一、高压输电铁线和铝线的长度和粗细都相同，且ρ铁＞ρ铝，由公式R=ρL/s可得R铁＞R铝，远距离输送电能的过程中应选择电阻较小的输电线路．故选D．【例题3】特高压输电是构建能源互联网的关键，准东——皖南特高压输电电压恒为1.1×106V，当输送的电功率为1.1×1010W时，输电电流为 A，1h输送的电能为 度，当输送的电功率不同时，若输送的电功率用P输表示，输电导线上消耗的电功率用P耗表示，则P耗与P输的 （填“一”或“二”）次方成正比。二次题型训练题型一、高压输电104 1.1×107 由P=UI可得，输电电流为根据W=Pt可得，1h输送的电能为W=Pt=1.1×1010×10-3kW×1h=1.1×107 kW·h=1.1×107 (度)已知特高压输电电压恒定，当输送的电功率不同时，损耗的功率输电电压U和输电线电阻R一定，所以输电导线上消耗的电功率P耗与输电功率P输的平方成正比，即P耗与P输的二次方成正比。题型训练题型一、高压输电【例题4】生活中需掌握一些安全用电常识，下列做法中正确的是（　　）A．触摸破损电线 B．爬到树上取电线上的风筝C．用干木棒拨开触电者身上的电线 D．同时在一个插板上用很多电器C题型训练题型二、高压触电与安全用电A．触摸破损电线，非常容易发生触电事故，故A不正确；B．爬到树上取电线上的风筝，容易接触到带电的电线，发生触电事故，故B不正确；C．发生触电时，应该用绝缘体挑开触电者身上的电线，木棒是绝缘体，C符合题意；D．同时在一个插板上用很多电器，容易使电功率过大，导致导线发热，引起火灾，故D不符合题意。故选C。【例题5】干电池的电压只有 1.5 V ，不会对人造成伤害;家庭照明电路的电压是 220 V ，就已经很危险了；高压输电线路的电压高达几万伏甚至几十万伏，即使不直接接触，也能致命。（1）高压触电的形式有哪两种？（2）既然高压输电有危险，为什么还要采用高压输电？题型训练题型二、高压触电与安全用电（1）高压触电包括高压电弧触电和跨步电压触电。（2）由P=UI可知，当输送的总功率一定时，电压越大，电流越小；又因为P损= I2R，导线的电阻一定，电流越小，电路中损耗的热功率就越小，所以采用高压输电的方式来减少输电线电阻的热损耗。减少电能在输送线路上的损失。高压电弧触电和跨步电压触电。