資源簡介

12.7 電磁感應(yīng)及其應(yīng)用
知識(shí)梳理
1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象
放在變化磁通量中的導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱為電磁感
應(yīng)。此電動(dòng)勢稱為感應(yīng)電動(dòng)勢，若將此導(dǎo)體閉合成一回路，則該電動(dòng)勢會(huì)驅(qū)使電子流動(dòng)，形成感應(yīng)電流。感應(yīng)電動(dòng)勢是反映電磁感應(yīng)現(xiàn)象本質(zhì)的物理量，感應(yīng)電動(dòng)勢的方向規(guī)定為內(nèi)電路中的感應(yīng)電流方向。
1.1電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件
a．閉合電路中的一部分導(dǎo)體與磁場發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)
b．穿過閉合電路的磁場發(fā)生變化讓磁通量發(fā)生變化的方法有兩種，一種方法是讓閉合電路中的導(dǎo)體在磁場中做切割磁感
線的運(yùn)動(dòng)，另一種方法是讓磁場在導(dǎo)體內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
1.2 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生原因
電路的一部分在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于電路的一部分內(nèi)的自由電子在磁場中作不
沿磁感線方向的運(yùn)動(dòng)，故自由電子會(huì)受洛倫茲力的作用在導(dǎo)體內(nèi)定向移動(dòng)，若電路的一部分處在閉合回路中就會(huì)形成感應(yīng)電流，若不是閉合回路，兩端就會(huì)積聚電荷產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。
1.3 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的規(guī)律
法拉第電磁感應(yīng)定律：當(dāng)穿過回路所包圍面積的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與穿過回路的磁通量對(duì)時(shí)間的變化率成正比。
楞次定律：感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向，總是使感應(yīng)電流的磁場通過回路的磁通量阻礙原磁通量的變化。
2 電磁感應(yīng)在生活中的應(yīng)用
2.1 電磁爐
電磁爐工作原理圖
電磁爐是利用電磁感應(yīng)加熱原理制成的電氣烹飪器具。它由外殼、高級(jí)耐熱晶化陶瓷板、PAN電磁線盤、加熱電路板、控制電路板、顯示電路板、風(fēng)扇組件及電等組成。
使用時(shí)，加熱線圈中通入交變電流，線圈周圍便產(chǎn)生交變磁場，交變磁場的磁力線大部分通過金屬鍋體，在鍋底中產(chǎn)生大量渦流，從而產(chǎn)生烹飪所需的熱。
在電磁爐內(nèi)部，由整流電路將50Hz的交流電壓變成直流電壓，再經(jīng)過控制電路將直流電壓轉(zhuǎn)換成頻率為15～40kHz的高頻電壓，高速變化的電流流過扁平空心螺旋狀的感應(yīng)
加熱
線圈，線圈會(huì)產(chǎn)生高頻交變磁場。其磁感線穿透灶臺(tái)的陶瓷臺(tái)板而作用于不銹鋼鍋底部，在烹飪鍋體內(nèi)因電磁感應(yīng)就有強(qiáng)大的渦流產(chǎn)生。渦流克服鍋體的內(nèi)阻流動(dòng)時(shí)完成電能向熱能的轉(zhuǎn)換，鍋底迅速釋放出大量的熱量，就是烹調(diào)的熱。
2.2 發(fā)電機(jī)
發(fā)電機(jī)的工作原理就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，即閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流，且電流的方向跟磁場的方向和導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方
向有關(guān)。
發(fā)電機(jī)的基本元件就是原動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)子、定子。原動(dòng)機(jī)提供能量驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子利用剩磁或者直流電產(chǎn)生磁場，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)于定子就形成相對(duì)的切割磁力線運(yùn)動(dòng)，在定子上
就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電勢，如果定子和外部回路接通形成閉合回路就有電流輸出給負(fù)荷了。
以三相同步發(fā)電機(jī)的工作原理為例說明電磁感應(yīng)在發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用:同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)的,其中裝設(shè)的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組線圈兩端與兩個(gè)彼此絕緣的滑環(huán)連接,外界是通過壓在
滑環(huán)上的電刷將直流電送給勵(lì)磁繞組的,當(dāng)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組得電后,就會(huì)產(chǎn)生磁場。當(dāng)轉(zhuǎn)子在原動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí),三相定子電樞繞組就處在旋轉(zhuǎn)磁場中切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電勢,輸出端接入負(fù)荷,發(fā)電機(jī)就會(huì)向負(fù)載供電。
2.3 電磁炮
電磁炮是利用電磁發(fā)射技術(shù)制成的一種先進(jìn)的動(dòng)能殺傷武器。傳統(tǒng)火炮提高炮彈初速只能通過增加發(fā)射藥量來實(shí)現(xiàn)，但火炮藥室尺寸的增大及炮管長度的加長均受限制，所以傳統(tǒng)
火炮最大初速難以超越物理限度，而電磁炮則完全擺脫了這一瓶頸。與傳統(tǒng)的大炮將火藥燃?xì)鈮毫ψ饔糜趶椡璨煌姶排谑抢秒姶畔到y(tǒng)中電磁場的作用力，其作用的時(shí)間要長得多，可大大提高彈丸的速度和射程。
電磁炮主要由能、加速器、開關(guān)三部分組成。電磁炮的原理非常簡單。磁場對(duì)電流的作用力，可以使通電導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。利用這一原理，科學(xué)家提出用磁場對(duì)
電流的作用力發(fā)射炮彈。可以說，電磁炮是一種比較特殊的電動(dòng)機(jī)，因?yàn)樗霓D(zhuǎn)子不是旋轉(zhuǎn)的，而是作直線加速運(yùn)動(dòng)的炮彈。加速炮彈的力與磁場和電流之積成正比，要獲得足夠強(qiáng)的加速磁場一般靠超導(dǎo)磁體。用超導(dǎo)線圈產(chǎn)生磁場已是相對(duì)成熟的技術(shù)，一個(gè)最
簡單的電磁炮設(shè)計(jì)如下：用兩根導(dǎo)體制成軌道，中間放置炮彈，使電流可以通過三者建立回路。把這個(gè)裝置放在磁場中，并給炮彈通電，炮彈就會(huì)加速向前飛出。
基礎(chǔ)訓(xùn)練
一、單選題
1．北京冬奧會(huì)期間，某“網(wǎng)紅”智慧餐廳從廚師到服務(wù)員均是機(jī)器人，接到指令后，機(jī)器人內(nèi)部的電動(dòng)機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)其底部的輪子將美食送到指定位置。圖中與機(jī)器人驅(qū)動(dòng)原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【詳解】機(jī)器人的jnws利用的是通電導(dǎo)體在磁場中受力運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于電動(dòng)機(jī)原理。
A．圖中導(dǎo)體中有電流通過時(shí)，磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，表明通電導(dǎo)體的周圍存在磁場，是電流的磁效應(yīng)，故A不符合題意；
B．圖中是電磁繼電器，利用的是電流的磁效應(yīng)，故B不符合題意；
C．圖中探究的就是通電導(dǎo)體在磁場中受力運(yùn)動(dòng)，屬于電動(dòng)機(jī)原理，故C符合題意；
D．圖中導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電表發(fā)生偏轉(zhuǎn)，表明產(chǎn)生了感應(yīng)電流，探究的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故D不符合題意。
故選C。
2．下列對(duì)電磁現(xiàn)象說法正確的是（　　）
A．圖甲中的POS刷卡機(jī)讀出信息的原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
B．圖乙中水位達(dá)到物塊A時(shí)綠燈亮報(bào)警
C．圖丙通電導(dǎo)體框在磁場中發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，原理是磁場對(duì)通電導(dǎo)體的作用
D．圖丁中同時(shí)改變電流方向和磁場方向，可以改變導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向
【答案】C
【詳解】A．圖甲中的POS刷卡機(jī)讀出信息的原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，磁卡移動(dòng)式切割磁感線，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故A錯(cuò)誤；
B．圖乙中水位達(dá)到物塊A時(shí)，線圈所在的電路被接通，電磁鐵將銜片吸下，下面的紅燈被接通，紅燈亮報(bào)警，故B錯(cuò)誤；
C．圖丙通電導(dǎo)體框在磁場中受到力的作用，可使線圈發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，原理是磁場對(duì)通電導(dǎo)體的作用，故C正確；
D．圖丁只改變電流方向或只改變磁場方向，可以改變導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向，二者同時(shí)改變，導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向不變，故D錯(cuò)誤。
故選C。
3．我國的白鶴灘水電站擁有全球單機(jī)容量最大的水輪發(fā)電機(jī)組。下列四個(gè)裝置能反映發(fā)電機(jī)基本原理的是（　　）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【詳解】發(fā)電機(jī)基本原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
A．圖中為奧斯特實(shí)驗(yàn)，說明電流的周圍存在磁場，故A不符合題意；
B．圖為研究通電螺線管磁性的實(shí)驗(yàn)，故B不符合題意；
C．通電后導(dǎo)體ab運(yùn)動(dòng)，表明通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用，這是電動(dòng)機(jī)的原理，故C不符合題意；
D．導(dǎo)體ab在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故D符合題意。
故選D。
4．跳繩也可以“發(fā)電”。用一根帶有絕緣皮的長銅導(dǎo)線做跳繩，將它的兩端與固定在地面上的靈敏電流計(jì)相連，據(jù)動(dòng)跳繩時(shí)，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針左右擺動(dòng)。則（　　）
A．向任意方向搖繩均可產(chǎn)生電流 B．電流方向與繩子運(yùn)動(dòng)方向無關(guān)
C．此過程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 D．跳繩發(fā)電屬于電流的磁效應(yīng)
【答案】C
【詳解】AB．地球是個(gè)大磁體，地磁南極在地理北極附近，地磁北極的地理南極附近，所以磁感線大致南北方向，所以兩位同學(xué)站在東西方向，搖動(dòng)銅線跳繩切割磁感線運(yùn)動(dòng)，銅線跳繩才能切割磁感線運(yùn)動(dòng)，才有電流，電流方向與繩子運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)，故AB不符合題意；
C．此過程中要切割磁感線產(chǎn)生電流，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，故C符合題意；
D．跳繩發(fā)電屬于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故D不符合題意。
故選C。
5．圖中的a表示垂直于紙面的一段導(dǎo)線，它是閉合電路的一部分。當(dāng)a在下列磁場中沿圖中所示方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【詳解】當(dāng)閉合電路的一部分導(dǎo)體切割磁感線時(shí)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，而ABC導(dǎo)體都在切割磁感線，而只有D順著磁感線運(yùn)動(dòng)，不會(huì)切割磁感線，故ABC不符合題意，D符合題意。
故選D。
6．電流的磁效應(yīng)被發(fā)現(xiàn)后，科學(xué)家篤信自然力的統(tǒng)一，以逆向的思想，開始在磁生電的研究中進(jìn)行艱辛的探索。下列科學(xué)家與其重要發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)正確的是（　　）
A．法拉第——電磁感應(yīng)現(xiàn)象 B．奧斯特——電流的熱效應(yīng)
C．安培——通電導(dǎo)體周圍存在磁場 D．焦耳——磁場對(duì)通電導(dǎo)體的作用
【答案】A
【詳解】A．1831年，一位叫邁克爾·法拉第的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了磁與電之間的相互聯(lián)系和轉(zhuǎn)化關(guān)系。閉合電路的部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，閉合電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱為電磁感應(yīng)，故A正確；
B．焦耳發(fā)現(xiàn)了通過電阻時(shí)，電流做功而消耗電能，產(chǎn)生了熱量，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)，故B錯(cuò)誤；
C．1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，即通電導(dǎo)線周圍存在磁場，故C錯(cuò)誤；
D．安培發(fā)現(xiàn)了磁場對(duì)通電導(dǎo)體的作用，故D錯(cuò)誤。
故選A。
7．如圖所示，在蹄形磁體的磁場中放置一根導(dǎo)線。利用此實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（　　）
A．在a、b間接入電，可以探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象
B．在a、b間接入電，可以探究電動(dòng)機(jī)的工作原理
C．在a、b間接入電流表，可以探究磁場對(duì)電流的作用
D．在a、b間接入電流表，只要使導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)，電流表指針就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)
【答案】B
【詳解】AB．在a、b間接入電，通電導(dǎo)體在磁場中會(huì)受到力的作用，可以探究電動(dòng)機(jī)的工作原理，故A錯(cuò)誤，B正確；
CD．在a、b間接入電流表，電路中無電，閉合電路中的部分導(dǎo)體只有在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)（若導(dǎo)線沿磁感線方向豎直上下運(yùn)動(dòng)，測不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)），會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流表指針才會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可以探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故CD錯(cuò)誤。
故選B。
8．謝麗爾四個(gè)電磁實(shí)驗(yàn)中，能夠說明“磁場對(duì)電流有力的作用”的實(shí)驗(yàn)是（　　 ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【詳解】A．圖中裝置說明電磁感應(yīng)現(xiàn)象，閉合電路的一部分在磁場中做切割磁感應(yīng)線運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，故A不符合題意；
B．圖中裝置為電磁繼電器的應(yīng)用，利用了電流的磁效應(yīng)，故B不符合題意；
C．圖中裝置為發(fā)電機(jī)原理圖，利用了電磁感應(yīng)原理，故C不符合題意；
D．圖中裝置電路中有電，閉合開關(guān)后可觀察到導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)，說明了磁場對(duì)通電導(dǎo)體有力的作用，即磁場對(duì)電流有力的作用，故D符合題意。
故選D。
9．下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)芊从硠?dòng)圈式話筒工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】C
【詳解】動(dòng)圈式話筒工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
A．圖中通電后串聯(lián)的兩繞有線圈的鐵釘都可吸引大頭針，但右邊吸引的個(gè)數(shù)要多，說明通電螺線管的磁極強(qiáng)弱與線圈匝數(shù)有關(guān)，應(yīng)用的原理是電流的磁效應(yīng)，故A不符合題意；
B．將小磁針平行的放在導(dǎo)線下方，當(dāng)導(dǎo)線中有電流通過時(shí)，小磁針就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明通電導(dǎo)體周圍存在磁場，即電流的磁效應(yīng)，故B不符合題意；
C．圖中靈敏電流計(jì)、開關(guān)、導(dǎo)體串聯(lián)，開關(guān)閉合后閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，是動(dòng)圈式話筒的工作原理，故C符合題意；
D．圖中有電，閉合開關(guān)，導(dǎo)體棒在磁場中就會(huì)運(yùn)動(dòng)起來，說明通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用，是電動(dòng)機(jī)原理，故D不符合題意。
故選C。
10．閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，利用此原理，人們制造了（　　）
A．電磁鐵 B．電熱器 C．電動(dòng)機(jī) D．發(fā)電機(jī)
【答案】D
【詳解】閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，即電磁感應(yīng)現(xiàn)象。
A．電磁鐵是利用電流的磁效應(yīng)工作的，故A不符合題意；
B．電熱器是利用電流的熱效應(yīng)工作的，故B不符合題意；
C．電動(dòng)機(jī)是利用通電導(dǎo)體在磁場中受到力的作用來工作的，故C不符合題意；
D．發(fā)電機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故D符合題意。
故選D。
二、填空題
11．如圖所示，中國科技館“探索與發(fā)現(xiàn)A廳”中有一個(gè)展品叫“磁棒過線圈”。如圖所示，磁棒靜止在線圈中時(shí)，電路中沒有電流，靈敏電流計(jì)的指針指在中間零刻度線位置。若讓磁棒在線圈中向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，靈敏電流計(jì)的指針向左偏轉(zhuǎn)：若讓磁棒在線圈中向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，靈敏電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)。請(qǐng)你根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象。提出一個(gè)可探究的問題：___________。
【答案】感應(yīng)電流的方向與磁棒在線圈中運(yùn)動(dòng)的方向是否有關(guān)
【詳解】由題意可知，將磁棒從線圈中向上取出時(shí)，電流表（靈敏電流計(jì)）指針向左偏轉(zhuǎn)；當(dāng)把磁棒向下插入線圈中時(shí)，電流表（靈敏電流計(jì)）指針向右偏轉(zhuǎn)；因?yàn)榍懈畲鸥芯€的方向發(fā)生了變化，所以電流方向發(fā)生變化，則靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變；所以探究的問題是感應(yīng)電流的方向與磁棒在線圈中的運(yùn)動(dòng)方向是否有關(guān)。
12．請(qǐng)閱讀《“波浪能”真的能發(fā)電嗎》并回答題
“波浪能”真的能發(fā)電嗎
波浪能作為一種清潔能，因其分布廣、儲(chǔ)量巨大受到了研究者們的重點(diǎn)關(guān)注。什么是波浪能呢？波浪能是從海浪中提取的能量，是海洋表面所具有的動(dòng)能和勢能的和。波浪沖擊海岸時(shí)會(huì)激起大量浪花，劇烈的垂直和水平運(yùn)動(dòng)蘊(yùn)含大量動(dòng)能。1平方千米海面上，每秒可產(chǎn)生焦左右的能量，能儲(chǔ)量十分豐富。
波浪能是怎樣發(fā)電的？波浪能從捕獲到發(fā)電一般經(jīng)過三級(jí)能量轉(zhuǎn)換，如圖所示，一級(jí)轉(zhuǎn)換為波浪蘊(yùn)含的能量通過捕能機(jī)構(gòu)在波浪下的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為傳動(dòng)系統(tǒng)所需能量，二級(jí)轉(zhuǎn)換為將捕獲的能量通過傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成發(fā)電機(jī)所需的能量形式，三級(jí)轉(zhuǎn)換為通過發(fā)電機(jī)等設(shè)備將能量以電能形式輸出。當(dāng)然，經(jīng)過一級(jí)轉(zhuǎn)換捕捉的能量也可以通過直線發(fā)電機(jī)直接轉(zhuǎn)換為電能輸出。波浪能的發(fā)電方式有很多種，按照不同的能量轉(zhuǎn)換形式，分為機(jī)械式發(fā)電、氣動(dòng)式發(fā)電和液壓式發(fā)電。
波浪能是一種機(jī)械能，是海洋能中質(zhì)量最好的能，同時(shí)也使其能量轉(zhuǎn)化裝置相對(duì)簡單，已設(shè)計(jì)并投入運(yùn)用的發(fā)電裝置迭代發(fā)展。其中，鷹式波浪能發(fā)電裝置“先導(dǎo)一號(hào)”（如圖所示）可移動(dòng)能平臺(tái)并網(wǎng)技術(shù)的成功實(shí)現(xiàn)，使我國成為了全球首個(gè)在深遠(yuǎn)海布放波浪能發(fā)電裝置并成功并網(wǎng)的國家。“先導(dǎo)一號(hào)”平臺(tái)裝機(jī)容量260千瓦，通過2000米長的電纜由電站連接至岸上電力接入點(diǎn)，已成功并入三沙市永興島電網(wǎng)。平臺(tái)也在海上波-光-儲(chǔ)互補(bǔ)技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了重大突破，為其他海上多功能互補(bǔ)平臺(tái)提供了成功經(jīng)驗(yàn)。未來的能結(jié)構(gòu)布局中新能必定將占有舉足輕重的地位，合理分配使用傳統(tǒng)能，著力研發(fā)波浪能等新型清潔能是發(fā)展大勢，波浪能前景十分廣闊！
根據(jù)上述材料，回答下列問題：
（1）波浪能屬于______（選填“可再生”或“不可再生”）能。
（2）波浪能的發(fā)電是指將波浪能轉(zhuǎn)換為______能的過程。
（3）如果以“1平方千米海面上，每秒可產(chǎn)生焦左右的能量”來計(jì)算，每天正常發(fā)電6h（小時(shí)），則每天可發(fā)電______度（kW·h）。
（4）“先導(dǎo)一號(hào)”平臺(tái)并入的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，“先導(dǎo)一號(hào)”相當(dāng)于電路中的______（填符號(hào)）。
A．電 B．用電器 C．開關(guān) D．導(dǎo)線
【答案】 可再生 電能 A
【詳解】（1）[1]波浪能是從海浪中提取的能量，是海洋表面所具有的動(dòng)能和勢能的和。波浪能能短時(shí)間內(nèi)在自然界中獲得補(bǔ)充，波浪能屬于可再生能。
（2）[2]波浪能的發(fā)電的原理是電磁感應(yīng)，是指將波浪能轉(zhuǎn)換為電能的過程。
（3）[3]如果以“1平方千米海面上，每秒可產(chǎn)生焦左右的能量”來計(jì)算，每天正常發(fā)電6h（小時(shí)），則每天可發(fā)電
（4）[4]“先導(dǎo)一號(hào)”利用波浪能發(fā)電，相當(dāng)于電路中的電。故A符合題意，BCD不符合題意。
故選A。
13．如圖所示，兩根絕緣細(xì)線懸掛著的導(dǎo)體ab，放在U形磁鐵中央，ab兩端連接著導(dǎo)線，在虛線框中接入______（選填“靈敏電流計(jì)”或“電池組”時(shí)可以探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，要完成該實(shí)驗(yàn)，應(yīng)閉合開關(guān)，導(dǎo)體ab應(yīng)_______（選填“上下”或“左右”）運(yùn)動(dòng)，這就是_______（選填“發(fā)電機(jī)”或“電動(dòng)機(jī)”）的工作原理。
【答案】 靈敏電流計(jì) 左右 發(fā)電機(jī)
【詳解】[1]電磁感應(yīng)現(xiàn)象是閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象，因此要探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，虛框中應(yīng)接入靈敏電流計(jì)。
[2]應(yīng)閉合開關(guān)，導(dǎo)體ab要切割磁感線，應(yīng)左右運(yùn)動(dòng)。
[3]發(fā)電機(jī)的工作原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，電動(dòng)機(jī)的工作原理為通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用。
14．如圖所示，水平放置的兩光滑金屬導(dǎo)軌與電路連接并置于垂直于導(dǎo)軌向里的勻強(qiáng)磁場（磁場強(qiáng)弱和方向處處相同）中，兩根相同的金屬棒AB、CD與導(dǎo)軌緊密接觸且可自由滑動(dòng)，導(dǎo)軌足夠長，AB、CD電阻均為R。
（1）固定金屬棒AB，把雙向開關(guān)接到接線柱2，使金屬棒CD水平向右運(yùn)動(dòng)，此時(shí)金屬棒AB中有從A流向B的電流；若使金屬棒CD水平向左運(yùn)動(dòng)，則此時(shí)金屬棒AB中___________（選填“有”或“沒有”）電流；請(qǐng)判斷電流的方向___________；（選填“從A流向B”或“從B流向A”）
（2）固定金屬棒AB，把雙向開關(guān)接到接線柱3，金屬棒CD受到水平向左的磁場力作用，此時(shí)金屬棒AB___________（選填“有”或“沒有”）受到磁場力；該磁場力的方向___________（選填“水平向左”或“水平向右”）。如果要改變金屬棒AB中的受力方向，需要的實(shí)驗(yàn)步驟是：___________。
【答案】 有 從B流向A 有 水平向左 對(duì)換電正負(fù)極或改變磁場方向
【詳解】（1）[1][2]閉合導(dǎo)體切割磁感線將產(chǎn)生感應(yīng)電流，固定金屬棒AB，把雙向開關(guān)接到接線柱2，使金屬棒CD水平向右運(yùn)動(dòng)，此時(shí)金屬棒AB中有從A流向B的電流，
若使金屬棒CD水平向左運(yùn)動(dòng)，則切割方向發(fā)生了改變，此時(shí)金屬棒中仍有電流，但是電流的方向與之前相反，是從B流向A。
（2）[3][4]固定金屬棒AB，把雙向開關(guān)接到接線柱3，金屬棒CD受到水平向左的磁場力作用，通電導(dǎo)體在磁場中會(huì)受到力的作用，此時(shí)金屬棒AB受到磁場力，且兩金屬棒中電流方向相同，金屬棒AB與金屬棒CD受到的力的方向相同，都是水平向左。
[5]金屬棒受力的方向與磁場方向和電流方向有關(guān)，如果要改變金屬棒AB中的受力方向，可以對(duì)換電正負(fù)極或改變磁場方向。
15．如圖是一款能發(fā)電的魔方充電器，轉(zhuǎn)動(dòng)魔方時(shí)，它根據(jù)______的原理發(fā)電，這個(gè)過程______能轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存于魔方內(nèi)。魔方還能通過USB端口給移動(dòng)設(shè)備充電，給移動(dòng)設(shè)備充電時(shí)，魔方相當(dāng)于電路中的______（選填“電”或“用電器”）。
【答案】 電磁感應(yīng) 機(jī)械 電
【詳解】[1][2]魔方中有磁場和閉合電路，轉(zhuǎn)動(dòng)魔方時(shí)，閉合電路的一部分切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流，故它是根據(jù)電磁感應(yīng)原理發(fā)電，這個(gè)過程機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
[3]給移動(dòng)設(shè)備充電時(shí)，魔方將儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能供給用電器，此時(shí)魔方相當(dāng)于電路中的電。
三、計(jì)算題
16．如圖是“探究導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”的實(shí)驗(yàn)裝置．
（1）閉合開關(guān)后，當(dāng)導(dǎo)體ab向左或向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表指針偏轉(zhuǎn)，當(dāng)導(dǎo)體ab向上或向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表指針不偏轉(zhuǎn)，說明閉合電路中的部分導(dǎo)體在磁場中做________運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．
（2）在此實(shí)驗(yàn)過程中，能量轉(zhuǎn)化情況是________．
（3）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)導(dǎo)體ab向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，當(dāng)導(dǎo)體ab向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)，說明________．
（4）小明猜想“感應(yīng)電流大小可能與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度大小有關(guān)”，他驗(yàn)證猜想的過程是：讓導(dǎo)體在第一次實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動(dòng)較慢，在第二次實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動(dòng)較快，觀察兩次實(shí)驗(yàn)中的________，然后進(jìn)行分析與判斷．
【答案】 切割磁感線 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 感應(yīng)電流的方向跟導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向有關(guān) 電流表指針偏轉(zhuǎn)情況
【分析】要產(chǎn)生感應(yīng)電流，則電路是閉合的，且導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)；產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能．
導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向不同，指針偏轉(zhuǎn)的方向不同，即感應(yīng)電流的方向不同；
要驗(yàn)證感應(yīng)電流的大小和導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)快慢的關(guān)系，就要控制其它因素一定，而導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)快慢不同，據(jù)此解答．
【詳解】（1）在此次操作中，使導(dǎo)體ab向上或向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，沒有切割磁感線，所以不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，因此要產(chǎn)生感應(yīng)電流，必須同時(shí)滿足兩個(gè)條件：電路是閉合的；導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)；
(2)導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)，消耗了機(jī)械能，產(chǎn)生了電能，所以產(chǎn)生感應(yīng)電流的過程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的過程．
（3）由于感應(yīng)電流是導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的，當(dāng)導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)的方向改變時(shí)，電流表指針偏轉(zhuǎn)方向也改變，由此可以聯(lián)想到感應(yīng)電流的方向跟導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)；
（4）要驗(yàn)證感應(yīng)電流的大小和導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)快慢的關(guān)系，就要控制其它因素一定，而導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)快慢不同，讓導(dǎo)體在第一次實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動(dòng)較慢，在第二次實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動(dòng)較快，觀察到兩次電流表的指針偏轉(zhuǎn)情況不同，由此可以聯(lián)想到感應(yīng)電流的大小跟導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)．12.7 電磁感應(yīng)及其應(yīng)用
知識(shí)梳理
1 電磁感應(yīng)現(xiàn)象
放在變化磁通量中的導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，這種利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象稱為電磁感
應(yīng)。此電動(dòng)勢稱為感應(yīng)電動(dòng)勢，若將此導(dǎo)體閉合成一回路，則該電動(dòng)勢會(huì)驅(qū)使電子流動(dòng)，形成感應(yīng)電流。感應(yīng)電動(dòng)勢是反映電磁感應(yīng)現(xiàn)象本質(zhì)的物理量，感應(yīng)電動(dòng)勢的方向規(guī)定為內(nèi)電路中的感應(yīng)電流方向。
1.1電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生條件
a．閉合電路中的一部分導(dǎo)體與磁場發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)
b．穿過閉合電路的磁場發(fā)生變化讓磁通量發(fā)生變化的方法有兩種，一種方法是讓閉合電路中的導(dǎo)體在磁場中做切割磁感
線的運(yùn)動(dòng)，另一種方法是讓磁場在導(dǎo)體內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
1.2 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的產(chǎn)生原因
電路的一部分在做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，相當(dāng)于電路的一部分內(nèi)的自由電子在磁場中作不
沿磁感線方向的運(yùn)動(dòng)，故自由電子會(huì)受洛倫茲力的作用在導(dǎo)體內(nèi)定向移動(dòng)，若電路的一部分處在閉合回路中就會(huì)形成感應(yīng)電流，若不是閉合回路，兩端就會(huì)積聚電荷產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢。
1.3 電磁感應(yīng)現(xiàn)象的規(guī)律
法拉第電磁感應(yīng)定律：當(dāng)穿過回路所包圍面積的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的大小與穿過回路的磁通量對(duì)時(shí)間的變化率成正比。
楞次定律：感應(yīng)電動(dòng)勢產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向，總是使感應(yīng)電流的磁場通過回路的磁通量阻礙原磁通量的變化。
2 電磁感應(yīng)在生活中的應(yīng)用
2.1 電磁爐
電磁爐工作原理圖
電磁爐是利用電磁感應(yīng)加熱原理制成的電氣烹飪器具。它由外殼、高級(jí)耐熱晶化陶瓷板、PAN電磁線盤、加熱電路板、控制電路板、顯示電路板、風(fēng)扇組件及電等組成。
使用時(shí)，加熱線圈中通入交變電流，線圈周圍便產(chǎn)生交變磁場，交變磁場的磁力線大部分通過金屬鍋體，在鍋底中產(chǎn)生大量渦流，從而產(chǎn)生烹飪所需的熱。
在電磁爐內(nèi)部，由整流電路將50Hz的交流電壓變成直流電壓，再經(jīng)過控制電路將直流電壓轉(zhuǎn)換成頻率為15～40kHz的高頻電壓，高速變化的電流流過扁平空心螺旋狀的感應(yīng)
加熱
線圈，線圈會(huì)產(chǎn)生高頻交變磁場。其磁感線穿透灶臺(tái)的陶瓷臺(tái)板而作用于不銹鋼鍋底部，在烹飪鍋體內(nèi)因電磁感應(yīng)就有強(qiáng)大的渦流產(chǎn)生。渦流克服鍋體的內(nèi)阻流動(dòng)時(shí)完成電能向熱能的轉(zhuǎn)換，鍋底迅速釋放出大量的熱量，就是烹調(diào)的熱。
2.2 發(fā)電機(jī)
發(fā)電機(jī)的工作原理就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，即閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場里做切割磁感線的運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流，且電流的方向跟磁場的方向和導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方
向有關(guān)。
發(fā)電機(jī)的基本元件就是原動(dòng)機(jī)、轉(zhuǎn)子、定子。原動(dòng)機(jī)提供能量驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子利用剩磁或者直流電產(chǎn)生磁場，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)于定子就形成相對(duì)的切割磁力線運(yùn)動(dòng)，在定子上
就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)感應(yīng)電勢，如果定子和外部回路接通形成閉合回路就有電流輸出給負(fù)荷了。
以三相同步發(fā)電機(jī)的工作原理為例說明電磁感應(yīng)在發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用:同步發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)的,其中裝設(shè)的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組線圈兩端與兩個(gè)彼此絕緣的滑環(huán)連接,外界是通過壓在
滑環(huán)上的電刷將直流電送給勵(lì)磁繞組的,當(dāng)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組得電后,就會(huì)產(chǎn)生磁場。當(dāng)轉(zhuǎn)子在原動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)時(shí),三相定子電樞繞組就處在旋轉(zhuǎn)磁場中切割磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電勢,輸出端接入負(fù)荷,發(fā)電機(jī)就會(huì)向負(fù)載供電。
2.3 電磁炮
電磁炮是利用電磁發(fā)射技術(shù)制成的一種先進(jìn)的動(dòng)能殺傷武器。傳統(tǒng)火炮提高炮彈初速只能通過增加發(fā)射藥量來實(shí)現(xiàn)，但火炮藥室尺寸的增大及炮管長度的加長均受限制，所以傳統(tǒng)
火炮最大初速難以超越物理限度，而電磁炮則完全擺脫了這一瓶頸。與傳統(tǒng)的大炮將火藥燃?xì)鈮毫ψ饔糜趶椡璨煌姶排谑抢秒姶畔到y(tǒng)中電磁場的作用力，其作用的時(shí)間要長得多，可大大提高彈丸的速度和射程。
電磁炮主要由能、加速器、開關(guān)三部分組成。電磁炮的原理非常簡單。磁場對(duì)電流的作用力，可以使通電導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)，把電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。利用這一原理，科學(xué)家提出用磁場對(duì)
電流的作用力發(fā)射炮彈。可以說，電磁炮是一種比較特殊的電動(dòng)機(jī)，因?yàn)樗霓D(zhuǎn)子不是旋轉(zhuǎn)的，而是作直線加速運(yùn)動(dòng)的炮彈。加速炮彈的力與磁場和電流之積成正比，要獲得足夠強(qiáng)的加速磁場一般靠超導(dǎo)磁體。用超導(dǎo)線圈產(chǎn)生磁場已是相對(duì)成熟的技術(shù)，一個(gè)最
簡單的電磁炮設(shè)計(jì)如下：用兩根導(dǎo)體制成軌道，中間放置炮彈，使電流可以通過三者建立回路。把這個(gè)裝置放在磁場中，并給炮彈通電，炮彈就會(huì)加速向前飛出。
基礎(chǔ)訓(xùn)練
一、單選題
1．北京冬奧會(huì)期間，某“網(wǎng)紅”智慧餐廳從廚師到服務(wù)員均是機(jī)器人，接到指令后，機(jī)器人內(nèi)部的電動(dòng)機(jī)會(huì)驅(qū)動(dòng)其底部的輪子將美食送到指定位置。圖中與機(jī)器人驅(qū)動(dòng)原理相同的是（　　）
A． B．
C． D．
2．下列對(duì)電磁現(xiàn)象說法正確的是（　　）
A．圖甲中的POS刷卡機(jī)讀出信息的原理是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
B．圖乙中水位達(dá)到物塊A時(shí)綠燈亮報(bào)警
C．圖丙通電導(dǎo)體框在磁場中發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，原理是磁場對(duì)通電導(dǎo)體的作用
D．圖丁中同時(shí)改變電流方向和磁場方向，可以改變導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)方向
3．我國的白鶴灘水電站擁有全球單機(jī)容量最大的水輪發(fā)電機(jī)組。下列四個(gè)裝置能反映發(fā)電機(jī)基本原理的是（　　）
A． B．
C． D．
4．跳繩也可以“發(fā)電”。用一根帶有絕緣皮的長銅導(dǎo)線做跳繩，將它的兩端與固定在地面上的靈敏電流計(jì)相連，據(jù)動(dòng)跳繩時(shí)，發(fā)現(xiàn)靈敏電流計(jì)的指針左右擺動(dòng)。則（　　）
A．向任意方向搖繩均可產(chǎn)生電流 B．電流方向與繩子運(yùn)動(dòng)方向無關(guān)
C．此過程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能 D．跳繩發(fā)電屬于電流的磁效應(yīng)
5．圖中的a表示垂直于紙面的一段導(dǎo)線，它是閉合電路的一部分。當(dāng)a在下列磁場中沿圖中所示方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（　　）
A． B．
C． D．
6．電流的磁效應(yīng)被發(fā)現(xiàn)后，科學(xué)家篤信自然力的統(tǒng)一，以逆向的思想，開始在磁生電的研究中進(jìn)行艱辛的探索。下列科學(xué)家與其重要發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)正確的是（　　）
A．法拉第——電磁感應(yīng)現(xiàn)象 B．奧斯特——電流的熱效應(yīng)
C．安培——通電導(dǎo)體周圍存在磁場 D．焦耳——磁場對(duì)通電導(dǎo)體的作用
7．如圖所示，在蹄形磁體的磁場中放置一根導(dǎo)線。利用此實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（　　）
A．在a、b間接入電，可以探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象
B．在a、b間接入電，可以探究電動(dòng)機(jī)的工作原理
C．在a、b間接入電流表，可以探究磁場對(duì)電流的作用
D．在a、b間接入電流表，只要使導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)，電流表指針就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)
8．謝麗爾四個(gè)電磁實(shí)驗(yàn)中，能夠說明“磁場對(duì)電流有力的作用”的實(shí)驗(yàn)是（　　 ）
A． B．
C． D．
9．下列四個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)芊从硠?dòng)圈式話筒工作原理的是（　　）
A． B．
C． D．
10．閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，利用此原理，人們制造了（　　）
A．電磁鐵 B．電熱器 C．電動(dòng)機(jī) D．發(fā)電機(jī)
二、填空題
11．如圖所示，中國科技館“探索與發(fā)現(xiàn)A廳”中有一個(gè)展品叫“磁棒過線圈”。如圖所示，磁棒靜止在線圈中時(shí)，電路中沒有電流，靈敏電流計(jì)的指針指在中間零刻度線位置。若讓磁棒在線圈中向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，靈敏電流計(jì)的指針向左偏轉(zhuǎn)：若讓磁棒在線圈中向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，靈敏電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)。請(qǐng)你根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象。提出一個(gè)可探究的問題：___________。
12．請(qǐng)閱讀《“波浪能”真的能發(fā)電嗎》并回答題
“波浪能”真的能發(fā)電嗎
波浪能作為一種清潔能，因其分布廣、儲(chǔ)量巨大受到了研究者們的重點(diǎn)關(guān)注。什么是波浪能呢？波浪能是從海浪中提取的能量，是海洋表面所具有的動(dòng)能和勢能的和。波浪沖擊海岸時(shí)會(huì)激起大量浪花，劇烈的垂直和水平運(yùn)動(dòng)蘊(yùn)含大量動(dòng)能。1平方千米海面上，每秒可產(chǎn)生焦左右的能量，能儲(chǔ)量十分豐富。
波浪能是怎樣發(fā)電的？波浪能從捕獲到發(fā)電一般經(jīng)過三級(jí)能量轉(zhuǎn)換，如圖所示，一級(jí)轉(zhuǎn)換為波浪蘊(yùn)含的能量通過捕能機(jī)構(gòu)在波浪下的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為傳動(dòng)系統(tǒng)所需能量，二級(jí)轉(zhuǎn)換為將捕獲的能量通過傳動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成發(fā)電機(jī)所需的能量形式，三級(jí)轉(zhuǎn)換為通過發(fā)電機(jī)等設(shè)備將能量以電能形式輸出。當(dāng)然，經(jīng)過一級(jí)轉(zhuǎn)換捕捉的能量也可以通過直線發(fā)電機(jī)直接轉(zhuǎn)換為電能輸出。波浪能的發(fā)電方式有很多種，按照不同的能量轉(zhuǎn)換形式，分為機(jī)械式發(fā)電、氣動(dòng)式發(fā)電和液壓式發(fā)電。
波浪能是一種機(jī)械能，是海洋能中質(zhì)量最好的能，同時(shí)也使其能量轉(zhuǎn)化裝置相對(duì)簡單，已設(shè)計(jì)并投入運(yùn)用的發(fā)電裝置迭代發(fā)展。其中，鷹式波浪能發(fā)電裝置“先導(dǎo)一號(hào)”（如圖所示）可移動(dòng)能平臺(tái)并網(wǎng)技術(shù)的成功實(shí)現(xiàn)，使我國成為了全球首個(gè)在深遠(yuǎn)海布放波浪能發(fā)電裝置并成功并網(wǎng)的國家。“先導(dǎo)一號(hào)”平臺(tái)裝機(jī)容量260千瓦，通過2000米長的電纜由電站連接至岸上電力接入點(diǎn)，已成功并入三沙市永興島電網(wǎng)。平臺(tái)也在海上波-光-儲(chǔ)互補(bǔ)技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了重大突破，為其他海上多功能互補(bǔ)平臺(tái)提供了成功經(jīng)驗(yàn)。未來的能結(jié)構(gòu)布局中新能必定將占有舉足輕重的地位，合理分配使用傳統(tǒng)能，著力研發(fā)波浪能等新型清潔能是發(fā)展大勢，波浪能前景十分廣闊！
根據(jù)上述材料，回答下列問題：
（1）波浪能屬于______（選填“可再生”或“不可再生”）能。
（2）波浪能的發(fā)電是指將波浪能轉(zhuǎn)換為______能的過程。
（3）如果以“1平方千米海面上，每秒可產(chǎn)生焦左右的能量”來計(jì)算，每天正常發(fā)電6h（小時(shí)），則每天可發(fā)電______度（kW·h）。
（4）“先導(dǎo)一號(hào)”平臺(tái)并入的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，“先導(dǎo)一號(hào)”相當(dāng)于電路中的______（填符號(hào)）。
A．電 B．用電器 C．開關(guān) D．導(dǎo)線
13．如圖所示，兩根絕緣細(xì)線懸掛著的導(dǎo)體ab，放在U形磁鐵中央，ab兩端連接著導(dǎo)線，在虛線框中接入______（選填“靈敏電流計(jì)”或“電池組”時(shí)可以探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象，要完成該實(shí)驗(yàn)，應(yīng)閉合開關(guān)，導(dǎo)體ab應(yīng)_______（選填“上下”或“左右”）運(yùn)動(dòng)，這就是_______（選填“發(fā)電機(jī)”或“電動(dòng)機(jī)”）的工作原理。
14．如圖所示，水平放置的兩光滑金屬導(dǎo)軌與電路連接并置于垂直于導(dǎo)軌向里的勻強(qiáng)磁場（磁場強(qiáng)弱和方向處處相同）中，兩根相同的金屬棒AB、CD與導(dǎo)軌緊密接觸且可自由滑動(dòng)，導(dǎo)軌足夠長，AB、CD電阻均為R。
（1）固定金屬棒AB，把雙向開關(guān)接到接線柱2，使金屬棒CD水平向右運(yùn)動(dòng)，此時(shí)金屬棒AB中有從A流向B的電流；若使金屬棒CD水平向左運(yùn)動(dòng)，則此時(shí)金屬棒AB中___________（選填“有”或“沒有”）電流；請(qǐng)判斷電流的方向___________；（選填“從A流向B”或“從B流向A”）
（2）固定金屬棒AB，把雙向開關(guān)接到接線柱3，金屬棒CD受到水平向左的磁場力作用，此時(shí)金屬棒AB___________（選填“有”或“沒有”）受到磁場力；該磁場力的方向___________（選填“水平向左”或“水平向右”）。如果要改變金屬棒AB中的受力方向，需要的實(shí)驗(yàn)步驟是：___________。
15．如圖是一款能發(fā)電的魔方充電器，轉(zhuǎn)動(dòng)魔方時(shí)，它根據(jù)______的原理發(fā)電，這個(gè)過程______能轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存于魔方內(nèi)。魔方還能通過USB端口給移動(dòng)設(shè)
備充電，給移動(dòng)設(shè)備充電時(shí)，魔方相當(dāng)于電路中的______（選填“電”或“用電器”）。
三、計(jì)算題
16．如圖是“探究導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件”的實(shí)驗(yàn)裝置．
（1）閉合開關(guān)后，當(dāng)導(dǎo)體ab向左或向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表指針偏轉(zhuǎn)，當(dāng)導(dǎo)體ab向上或向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表指針不偏轉(zhuǎn)，說明閉合電路中的部分導(dǎo)體在磁場中做________運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．
（2）在此實(shí)驗(yàn)過程中，能量轉(zhuǎn)化情況是________．
（3）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)導(dǎo)體ab向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)，當(dāng)導(dǎo)體ab向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)，說明________．
（4）小明猜想“感應(yīng)電流大小可能與導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)速度大小有關(guān)”，他驗(yàn)證猜想的過程是：讓導(dǎo)體在第一次實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動(dòng)較慢，在第二次實(shí)驗(yàn)中運(yùn)動(dòng)較快，觀察兩次實(shí)驗(yàn)中的________，然后進(jìn)行分析與判斷．

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