九上电能概念和练习

1、第四章电能【概念与规律】一、电能的获得和转化1发电机：是一种把机械能转化为电能的装置。发电机的原理：根据电磁感应原理设计制造的。在外力带动下，让发电机的转子在磁场中连续做切割磁感线运动，由于电磁感应，发电机的转子线圈中就能产生感应电流。2安培力：通电导体在磁场中受到的作用力。安培力的大小：既跟磁场强弱、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。（当夹角为0时，安培力为0，当夹角为90时，安培力最大。）安培力的方向：与磁场方向、电流方向有关，可用左手定则来判断。3直流电动机（DCelectricmotor）：使用直流电源供电，把电能转化为机械能的装置。直流电动

2、机的原理：直流电动机是利用通电线圈在磁场中受力而转动的原理设计制造的。换向器作用：每当线圈转到平衡位置时，切断通入线圈的电流，线圈利用惯性转过平衡位置后，立即改变通入线圈的电流方向，使线圈向同一个方向连续转动。直流电动机的特点：结构简单（主要部件：电枢线圈转子，换向器、电刷、产生磁场的定子），起动快（只要用开关接通电源），倒转、变速方便（利用倒顺开关改变电流方向就能改变转动方向，改变通入的电流大小就能改变转动速度，切断电源，就停止转动）。4电流热效应及其应用：电流的热效应：电流通过导体时，导体会发热的现象叫做电流的热效应。这是电能转化为内能的过程。电流热效应的应用：照明用的白炽灯、炼钢用的高温

3、电炉、家用的电烤箱、电饭煲、电热毯、电熨斗、电热水器、电热取暖器等各种电热设备。5电流的化学效应：电流的化学效应：当电流通过导电溶液时，在两个电极会发生化学反应，这种现象叫做电流的化学效应，又叫做电解。电流的化学效应中，存在着电能和化学能的转化。电流化学效应的应用：蓄电池的充电，电解炼铜、炼铝，电镀等。二、电能的量度1.电功：电功的概念：电流所做的功，简称电功。电流做功的过程就是电能和其他形式能的转化过程，电流做了多少功，就有多少电能发生了转化。电功就是用来量度转化的电能的多少。电功的计算：电流在某段电路上做的功等于该电路两端的电压、电路中的电流和通电时间的乘积。公式为W=UIt公式中，电压U

4、的单位是伏（V）,电流强度I的单位是安（A）,时间t的单位是秒（s），电功W的单位是焦（J）。焦（J）这个单位很小，在工业生产和家庭用电中常用"千瓦时”（KV?h）作为单位，俗称"度”，1度=16千瓦时（KWh）=1000瓦（WX3600（s）=3.6X10焦（J）电功率（electricpower）：意义：用来描述电流做功的快慢，即表示电能转化的快慢。定义：电流在单位时间内所做的功，叫做电功。计算公式：P=UI公式中，电压U的单位是伏（V,电流强度I的单位是安（A）,电功率P的单位是瓦（W。常用的电功率单位还有千瓦（KW,兆瓦（MW。1兆瓦（MW=103千瓦（KW=106

5、瓦（W。2 用电器的额定功率（ratedpower）：额定电压：用电器能够正常工作的电压。额定功率：用电器在额定电压下工作时消耗的电功率,叫做额定功率。当用电器两端的实际电压高于或低于额定电压时,则用电器的实际功率也将高于或低于其额定功率。4. 电能表：用来测量在一段时间里电流所做的功，它能累计记录在一段时间内该电路中电流所做的功,即用来测量所转化的电能的多少。电能表上月初和月底显示的两次读数之差，就是这个月该家庭电路所消耗的电能。所用的单位是千瓦时（KWh,俗称“度”。5.家庭电路：家庭电路的基本组成：进户线和连接导线电能表，闸刀开关和熔丝盒，插座，灯座和开关。相线和零线：家庭电路供电电线有

6、两根，其中一根叫做相线，俗称火线，另一根叫做零线，零线在线网处（或电网的电源端）是接地的。我国家庭电路相线与零线之间的电压是220V,零线和地之间的电压为零，所以相线与在之间的电压也为220V。辨别相线和零线可以用测电笔。熔丝（保险丝）的作用：当电路中的电流过大，超过一定限度时，因熔丝的熔点低，它首先熔断、切断电路，从而起到保护电路和电能表的作用。熔丝线径越大，熔断电流越大，熔丝熔断电流的大小一般跟配用的电能表允许通过的最大电流相适应。灯与干路的连接：必须做到相线进开关，零线进灯座，再连通开关和灯座。二孔插座的连接：应使右边插孔与相线相连，左边插孔与零线相E/養呃连。三孔插座的连接：除应使右边

7、插孔与相线相连，左边插孔与零线相连外，上边的插孔应是接地的。（连接口诀：左零右火上接地）测电笔的使用：手触笔尾金属体，笔尖金属体接触被测电线，若氖管发光，则为相线，不发光的为零线。防止触电事故的发生：必须避免人体直接与相线接触，严禁带电检修电器，不要在输电线附近放风筝，不要用湿布揩拭电器，不要用湿手操作电气开关，切不可用手去拉触电者，切不要靠近高压电线。接火统機用电器【启迪与拓展】例1如图所示的三个模型示意图中，表示直流发电机、交流发电机和直流电动机的分别是哪个?6.安全用电图A图B图C分析：在构造上直流发电机和直流电动机没有多大区别，要区分它们，可根据其工作原理和外电路的情况进行判断。要区分

8、直流发电机和交流发电机，应看发电机对外输出的电流方向是否改变，可从其构造中是否有换向器来判断。答：发电机是根据电磁感应的原理工作的，当线圈在磁场中作切割磁感线运动时，就向外电路输出电流;电动机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的，必须给线圈通电，它才会转动。据此判断，可知图中的（A）因为与电源相连，所以是直流电动机；（B）和（C）因为在向外电路输出电流，应是发电机，其中（C）有换向器，是直流发电机，（B）是交流发电机。例2一个家用电热器，在电压为220V的照明电路上使用，电热器发热体的电阻丝的电阻是484Q，求这个电热器每分钟能将多少电能转化成热能？这个电热器的电功率多大？分析：电热器做

9、了多少功就有多少电能转化为热能，计算出电流通过电热器做了多少功，就知道有多少电能转化成热能。计算电功的公式是W=Ult，但本题只给出了电压U电阻R和通电时间t，没有给出电流2I，所以不能直接用这个公式来计算，须进行公式推导：W=Ult=utt。对电功率，可用公式P=RRt来计算，也可直接用来计算，也可直接用来计算。解：每分钟转化成热能的电能wEt二R(220V)484门60s=6000J这个电热器的电功率p=u220V100WR4840答：这个电热器每分钟能将6000J电能转化成热能；这个电热器的电功率为100W。例3一只家用的灯泡，标有“PZ22040”的字样，求：（1）正常发光时，灯泡的电

10、阻；（2）正常发光时，通过灯泡的电流；（3）1度电可供这个灯泡正常发光几小时？（4）若实际电压只有200V,则这个灯泡的实际功率为多大？灯泡发光的情况如何变化？此时灯泡的额定功率为多大。分析：灯泡上“PZ220-40”字样的意思如下：PZ表示普通照明灯泡，220表示这个灯泡的额定电压是220V,40表示这个灯泡的额定功率是40W本题只给出了灯泡的额定电压U额和额定功率P额，却要求出灯泡的电阻R、正常发光时的电流I等多个量。显然，都没有现成的公式可直接用来计算，为此，都得从现有的公式出发，推导出对应的计算公式。首先，可由公式P额=U额I额变形得到计算电流的公式：|额P额；u额接着，利用I额可推导

11、出计算电阻的公式:实际功率的公式:P实=U实I实=U实=（U实）求1度电可供灯泡正常发光的时间，可由公式P=W变形得到:t必须注意，灯泡的实际功率会随实际电压的变化而变化，灯泡的额定功率则是灯泡正常发光时的功率,是技术上的一个数值，不随实际电压改变而改变。解：（1）灯泡的电阻R=U额2(220V)2=1210门（2）正常发光时，通过灯泡的电流40W40WM18A220V（3）1度电可共这个灯泡正常发光的时间1KWh0.04KW=25h（4）这个灯泡的实际功率p实=（匕）2p额=（200V）240W:33WU额220V由于灯泡的实际功率小于额定功率，所以灯泡亮度变暗。一个灯泡的额定功率不会发生变

12、化，仍然是40W。例4有两个电阻R和艮，已知它们在某电路中串联时，R和R上消耗的电功率之比为3:2，若将R和Ra并联起来接入这电路，则R和R上的电功率之比为多大？分析：本题可先根据串联电路中用电器的电功率之比等于用电器的电阻之比，从而知道Ri和F2这两个电阻之比，再用并联电路中用电器的电功率之比等于用电器的电阻之反比的关系来求解。解：在串联电路中PiR3P2I2r2R22u2在并联电路中R'一R1R22P2'U23R2答：将Ri和R并联起来接入这电路，则R和Ra上的电功率之比为2:3。例5在使用电烙铁时，若中间有较长时间搁置待用，烙铁头会因高温氧化而不沾锡，且浪费了电，若在搁置

13、待用时切断电源，要用时再连通电源，则因电烙铁热起来到能熔化锡的温度，需要较长的预热时间，这样做，不但不方便，而且同样浪费电。通过学习，小明设计了如下的电路，在暂时不需要焊接时将S断开，使电烙铁处于预热状态；需要焊接时将S闭合，电烙铁就能很快达到焊接温度。已知电烙铁上标有“220V100W”字样，电灯泡上标有“PZ22025”字样（不考虑温度对电烙铁和灯泡的电阻的影响）。若将这个电路接入家庭电路，求S闭合和S断开时，电烙铁的实际功率。电烙铁分析：S闭合时，灯L被短路，电烙铁直接连在电压为220V的家庭电路上，电烙铁正常工作，此时的实际功率就是额定功率，无需计算；S断开时，电烙铁与灯L串联，可先分

14、别求出电烙铁和灯L的电阻，再求出串联电路的电流，然后用公式p=i2r来计算电烙铁的实际功率。串联电路的电流RRl220V484门1936"11解：S闭合时，电烙铁的实际功率P闭实=p额-1000W电烙铁的电阻RU12(220V)2二484门P100W灯L的电阻RlU22(220V)2=1936'1P225W1S断开时，电烙铁的实际功率P断实=I2R（丄a）2484G4W11答：闭合和S断开时，电烙铁的实际功率分别为100W和4W例6如图所示电路中，L1为“2.5V1W”的小灯，L2为“6V1.8W”的小灯，R为未知电阻，若Ki闭合K2断开,则Li能正常发光，若K2闭合K断开，

15、则L2能正常发光。求：（1）电阻R的阻值；（2）电路两端AB间的电压U分析：根据本题的已知条件，无法直接用公式来计算未知电阻R和电路两端AB间的电压U。只能根据已知条件找出已知量和未知量之间的关系，列出方程组来求解。但根据已知量和未知量之间的关系常可以列出很多方程组，为此，应选取较为简单明了、易求解的方程组来解题。解：由题意，根据串联电路电流相等得=Ui=UiiR-U2iR2r得2r得2（亠）2rHPPi2U.2U2U22P2R22P2广R=UUi广R=UUiPi说明：作为拓展思路，可将能列出的方程组尽可能多地列出来。如根据串联电路的总电压等于分电压之和得U-UiPi代入，得u-2.5ViW解

16、得：广U=i6.5VR"UiR-2.5VU-U2P2U-6Vi.8VR=350R"U2R-6V答:电阻R为35Q,电路两端AB间的电压U为i6.5V。UiU2除此之外，还可以列出多个方程组，请你尝试。例7有台用电动机带动的水泵，每秒钟可将60kg的水抽到20m高处，它的机械效率为85%现有三台电动机，额定功率分别为i0kw、i5kw和20kw，机械效率都为95%应选用哪台电动机与水泵配套？分析：用电动机来带动机械工作，要根据被带动的机械的功率来选用合适的电动机，应使电动机的额定功率等于或稍大于被带动的机械的总功率。若选用的电动机的功率太小，就无法使机械正常工作，电动机本身也

17、会损坏；若选用的电动机功率太大，会造成浪费。本题可先求出水泵的总功率，再求带动水泵的电动机所需的总功率，然后确定配套的电动机。解：水泵抽水时的总功率W总W总mgh60kg9.8N/kg20m=13835J85%-配套的电动机的功率P=P总=13835J=14563W应选用额定功率为I5kw的电动机。95%例8原来房间内电灯正常发光，当把台灯的插头插入插座时，房间内电灯随之全部熄灭，检查电路，发现台灯的开关是断开的，保险丝被熔断，出现这一现象的原因可能是（）A台灯的灯头处有短路B插上台灯后，整个电路的功率太大C.插座处原来有短路D台灯插头处有短路分析：保险丝被熔断，原因有两个：一是电路中发生短路

18、；二是电路中用电器的总功率过大。对选项A来说，若台灯的灯头处有短路，那只有当开关闭合时才会造成短路，而台灯的开关是断开的，不可能短路，所以是错的；因为原来房间内电灯正常发光，所以原来电路中不存在短路。插座处原来有短路是错的，选项C可排除；因为台灯的开关是断开的，当插头插入插座时，台灯并没有连通电路，电路的总功率不会增加，所以选项B也是错的；可见发生这一现象的原因只能是台灯插头处有短路，所以应选Do【思考与练习】1.要改变直流电动机的转动方向，只要（）A改变电流大小B并联一个合适的电阻C.改变线圈中的电流方向或改变磁场方向D.同时改变线圈中的电流方向和磁场方向2. 白炽灯的亮度决定于它的（）A额

19、定功率的大小B实际功率的大小C电灯两端电压的大小D电灯中流过的电流大小3. 下列四盏灯正常发光时，通过的电流最大的是（）A.36V40WB.24V25WC.110V100WD.220V60W4. 白炽灯的灯丝断了之后，如果将灯丝搭起来，就还能发光。这时灯泡消耗的电功率与原来相比是（）A.增大B.不变C.减少D.以上都有可能5. 将一个标有“36V40W'的灯泡接入某电路时，测得通过的电流是1A,那么它的实际功率是（）A.大于40WB.36W与40W之间C.等于36WD.小于36W6. 甲、乙两盏电灯并联在电路中，都正常发光，且甲灯比乙灯亮，则（）A.甲灯的电阻比乙灯大B.加在甲灯两端的

20、电压比乙灯大C.通过甲灯的电流比乙灯大D.甲灯消耗的电能比乙灯多7. 小灯泡甲标有“6V6W”，小灯泡乙标有“8V8W”，现把它们并联起来接到6V的电源上，则（）A.甲灯较亮B.乙灯较亮C.一样亮D.不一定是哪个灯亮8. 小灯泡的额定电压是6V,额定功率估计不超过4W做测定该灯泡额定功率实验时，电压表、电流表的量程最好选用（）A.15V,3AB.15V,0.6AC.3V,0.6AD.3V,3A9.如果加在某定植电阻两端的电压从9.如果加在某定植电阻两端的电压从6V升高到8V,通过该定植电阻的电流变化了100mA则该电阻的电功率变化了（）A.1.4WB的电功率变化了（）A.1.4WB1.8WC.

21、2WD.3.2W10.灯L1的电阻是灯10.灯L1的电阻是灯L2的3倍，如将L、L2并联，则L1和L2的电功率之比是（）A.1:3B.3:1A.1:3B.3:1C.1:9D.9:12:3，则这两支电烙铁中，电热丝的电阻之比11 .额定电压相同的两支电烙铁，它们额定功率之比是是（）A.2:3B.3:2C.4:912 .给你一个电压不变的电源和两根阻值一定的电热丝，用来加热一壶水，要使水温度升高最快，使用的方法是（）A.只选用一根电阻大的电热丝B.只选用一根电阻小的电热丝C.将两根电热丝串联起来使用D.将两根电热丝并联起来使用13 .一根电热管，把它接在220V电源上时，5min就可以把一壶水烧开

22、，若把一根同样的电热管和它串联起来，接入220V电源上，要把同样一壶水烧开需要的时间是（）10minC.15min20min14 .减少了（15 .A.C.若电网供电电压比正常电压降低10%）A.10%B.19%在下面情况中，会造成事故的是（站在干燥木凳上的人，一只手不小心碰到了火线站在地上的人，用手柄上有绝缘套的钳子去剪火线则相同时间内，电热器产生的热量比原来C）.81%.91%B.站在地上的人，两只手同时触到了零线D.站在地上的人触到了火线16 .安装家庭电路时，下列做法错误的是（）A.将保险盒安装在闸刀开关后A.将保险盒安装在闸刀开关后B.开关与灯串联它是根据火螺r零燼|H9C.插座要安

23、装在火线上D.各灯之间并联17 .电线着火了，下列紧急处理方法恰当的是（）A.用手拽断电线B.用剪刀剪断电线C.拉下开关切断电源D.用水扑救18 .右图为机的工作原理图，原理而工作的。19 .通电导体在中会受到力的作用，这个力叫做力20 .直流电动机是根据原理设计制造的；从能的转化观点来能转化为能的装置。21 .右图所示是电动机实验电路，闭合开关，电动机转动，现要使电动机转速加快，则应将滑动变阻器的滑片向端移动。（填A或B）22 .电流通过导体时，导体会的现象，叫做电流的热效应。导体上产生的热与导体中的，导体的以及有关。23 .蓄电池充电时是能转化为能的过程，放电时是能转化为能的过程。24 .

24、电流做功过程是将能转化为能的过程，电流做多少功就是的量度。25 .做同样多的功，电功率大的用电器工作的时间，在相同的时间里，电功率大的用电器做的功。26 .用电器的额定电压是用电器时的电压，用电器的额定功率是用电器在工作时消耗的电功率。当工作电压高于或低于额定值时，实际功率也将其额定功率。27 .一只电热水壶，在电压为220V的家庭电路上使用，通电10min，消耗电能0.1KWh,则这个电热水壶的电功率是W，通过电热水壶的电流是A,电热水壶中电热丝的电阻是Q。28 .电能表用来测量在一段时间里电流，所用的单位是，俗称。29 .家庭电路中，相线和零线之间的电压是V。对人体不造成危险的安全电压值是

25、_匚。30 .请你设想一下，假如现在电磁感应现象突然消失了，将会造成什么后果？31 .为什么螺丝口灯座的螺旋套只准接在零线上？32 .给大功率用电器使用的插座，常在接火线处串联一个保险盒，如图所示。为什么不把保险盒装在零线哪一边？33 .如果将两个定值电阻R和R以某种形式连接起来，两端与电源接通，则R消耗的电功率为9VV如果将这两个电阻换成另外一种形式连接起来，两端仍与该电源接通，则R消耗的电功率为16VV且通过Rz的电流为4A。求电源的电压和定值电阻Ri、Ra的阻值。34.饮水机是一种常见的家用电器，其工作电路可简化为如图所示的电路，其中开关是由温度控制，当水温升高到一定温度时，它会自动切换

26、，使饮水机处于保温状态；R）是饮水机加热管的电阻，R是与加热管串联的电阻。下表是从其说明书中摘录下的一些技术数据（不考虑R）、R的阻值受温度变化的影响，表中的功率均指加热管的功率）。额定电压220VZ频率50HzCZH11加热功率550W220VRR0保温功率22W（1）用你学过的自然知识推理、说明开关闭合时，饮水机是处于加热状态，还是处于保温状态？请写出必要的推导过程（2）求R的阻值。【探索与实验】课外实践1通电导线间的安培力器材：一根长1.5m左右的细铜导线（或漆包线，但两端的漆要去除干净）、一节干电池、胶带方法：先将铜导线对折，用胶带将铜导线对折处粘在桌子边沿，使两段铜导线间隔1cm左右

27、平行地悬垂下来；然后再在离铜导线下端15cm左右的地方用胶带将铜导线粘住，使两段铜导线间隔保持1cm左右。最后，将铜导线的一端按在干电池的负极，用胶带粘住，将铜导线的另一端快速地去碰触干电池的正极，观察原先平行的两段铜导线会有什么现象出现。想一想：通电时两段铜导线为什么会相互推斥？若两段平行导线中通入的电流方向相同，两段铜导线又会出现什么现象？为什么会出现这个现象？课外实践2用电能表测算用电器的电功率器材：装在家中的电能表、家中现成的各种用电器、手表方法：在其他用电器没有工作时，将被测试的用电器通电（例如，打开电视机）。然后，观察电能表，对转盘式的电能表，记下电能表转盘转过的圈数n和花的时间t

28、（一般电能表上标有3000R/KWh表示每转过3000圈，消耗电能1KW）用电器电功率的计算公式：P=1200nt对电子式的电能表，记下红色指示灯闪亮的次数n和花的时间t一般电能表上标有3200（mp/KWh,表1125J汇n示指示灯每闪亮3200次消耗电能1KWh。用电器电功率的计算公式：P=nt课外实践3不同规格的灯泡串联时的发光情况器材：“PZ220100”和“PZ220-15”灯泡各一个、插头一个、灯头二个、电线方法：先用电线将二个灯头串联起来，接到插头上，再将二个灯泡安装到灯头上，然后将插头插入电源插座上，看哪个灯泡比较亮。（操作中一定要注意用电安全！不要有导线裸露在外。）想一想：在

29、串联电路中，为什么额定功率大的灯泡反而暗？课外实践4电熨斗在各档温度工作时电热丝的连接可变温电熨斗内有两条规格相同的电热丝，通过转动调温开关，可改变电热丝的连接，使电熨斗分别在停档、低温档、中温档和高温档工作。请你探索一下，电熨斗在各档温度工作时，它的两条电热丝是怎么连接的？请画出连接的电路图。若电熨斗调温开关的连接如图所示，请判断各连接图分别是哪一档工作状态?电机发出来的，一然气做燃料，产生再带动发电机发电能的简单装置。燃料的化学能经成电能。但电池供完了，电池就得废处理废弃的电池，池原理图的装置置，去除多种能的【科学撷萃】直线电机驱动的高速磁浮列车世界上第一个商业化运营的高速磁浮交通系统是在

30、我国上海建成。磁浮列车没有轮子，运行时利用电磁力使列车悬浮在轨道上；也没有传动机构，它是利用长定子直线电机来驱动，最高运行速度达每小时430公里。直线电机与一般电动机不同，一般的电动机工作时都是转动的，而直线电机作的是直线运动。直线电机的原理可以从旋转电机引伸出来，它相当于把一般的电动机的定子和转子剖开了再展直。磁浮列车的直线电机定子线圈就安装在轨道两侧的下面，跟轨道一样长，所以称为长定子直线电机。当定子线圈通入交变电流时，就会产生一个运动磁场，在这个运动磁场的作用下，使磁浮列车受到电磁力而高速往前运行。新一代能源动力系统一一燃料电池（SmartFuelCell）我们常用的电是由发电厂的发般的

31、热电厂都是利用煤、石油或天高温高压的水蒸气，推动蒸汽轮机，电。电池也是大家熟悉的一种常用电源，是一种将化学能直接转化为它不像发电厂有庞大的装置，需将过热能、机械能的转化，然后转化电量有限当电池内的化学物质反应弃，不能长期地连续地供电。而且，也是当今环燃料电境保护的一个严重问题。能不能去除发电厂的庞大的装转换，只用简单聚合物电解质燃料电池亦称为质子交换膜（PEM）燃料电池，将燃料的化学能通过燃烧，直接转变成电能，且能长期地连续地供电又不对环境造成污染？人们利用水电解反应的逆过程，造出了这样的装置，这就是燃料电池。燃料电池构造简单，它由正极、负极和夹在正负极中间的电解质膜等这三个主要部分组成。它的

32、工作原理是这样的：工作时向负极输入燃料（氢），向正极输入氧化剂（空气）。在负极上，氢经过催化剂铂（Pt）的作用分解成带正电的氢离子和带负电的电子。分解出的带正电的氢离子能穿透正、负极中间的电解质膜，到达燃料电池正极的电解液中，而电子则不能通过电解质膜，只能留在负极。这样，在正极上聚集了大量带正电的氢离子，在负极上聚集了大量带负电的电子。当连通正、负极时，电子由负极移向正极，形成电流，从而提供电能。电子到达正极后，与电解液中的氢离子和空气提供的氧结合，形成了水。只要不断地向负极输入氢气或甲醇等燃料，并及时把正极上生成的水排出，就可以源源不断地向外部提供电能和热能。在燃料电池的工作过程中，通过电化

33、学反应，氢被氧化掉了，或称“燃烧掉了”，生成了水。由此，它被称为“燃料电池”。燃料电池具有以下显著的优点：首先，因为在燃料电池中，燃料不是通过燃烧先变为热能，再经过几种能的转化才变成电能，而是将燃料经过燃烧直接发电，所以能量转换率高达60%80%是普通内燃机的2-3倍，比任何其它形式的发电技术的效率都高。又因为氢的燃烧值大，产生同样多的电，所需的燃料质量相对较少。而氢又是一种可再生的能源资源，是国际能源界普遍认为的一种可持续发展的能源；其次，燃料电池结构简单，所需的结构材料很少，能比电池做得更轻，更小巧。而且可靠性及维修性好，既可用作固定式发电，也可用作移动式发电，有很好的工作特性，可满足多种

34、使用要求；第三，燃料电池采用的是“冷燃烧”过程，不会燃烧出火焰，无运动部件，无机械磨损，工作时很安静，无噪声污染；二氧化硫、一氧化碳、氮氧化合物等废物排放量很低，对环境的污染减少到现有技术能达到的最高要求。由于燃料电池具有高效率、低噪声、低污染、工作特性好等这些显著的优点，所以被首先用于宇宙飞船和潜水艇。因目前电解质膜的成本较高，从而影响了普遍应用。据专家分析预测，随着电解质膜制造成本的降低，一种小巧的燃料电池将在近年开始商品化，笔记本电脑、手机等便携式电子设备将由小巧的燃料电池供电，当前占居统治地位的锂离子蓄电池将黯然失色。同时，燃料电池也将渐渐地进入汽车动力系统、家庭住宅的供电系统，有些架

35、在高空的或埋在地下的远距离送电线将会消失，燃料电池将成为就近分散供电的电源。可以预料，在21世纪里，燃料电池的普遍应用，人们将迎来分散供电的新时代。人体触电时的危险性与相关因素人体触电时，致命的最主要因素是通过人体的电流大小和电流通过人体的持续时间。一般地说，当人手接触电源时，使手心感觉发热的直流电，或使人感觉轻微刺痛的交流电，称为感知电流。实验测得的直流电的平均感知电流男性是5.2mA,女性是3.5mA。由于感知电流较小，不会危及生命。触电后能自行摆脱的电流，称为摆脱电流。实验测得的男性的摆脱电流是9mA女性是6mA当人体通过的电流达到摆脱电流时,人体虽然能摆脱,但会造成轻度的伤害。在较短的

36、时间内危及生命的最小电流称为致命电流,而触电致命的主要原因是电流引起心室颤动或窒息造成的。因此，可以说引起心室颤动的电流即为致命电流。一般认为，通过人体心脏的电流达到30mA时间达15s，就会导致死亡。电流通过人体的持续时间之所以是致命的主要重要因素,是因为人的心脏每收缩、扩张一次,中间约有0.1秒间歇,这0.1秒间歇时间正是心脏对电流最为敏感的时间。如果电流在这一瞬间通过心脏,即使电流很小,只要是零点几毫安,也会引起心脏震颤；如果电流不在这一瞬间通过,即使电流较大,也不至于引起心脏麻痹。由此可知,如果电流持续时间超过0.1秒,则必然与心脏最敏感的间隙相重合而造成很大的危险。同时,通电时间越长

37、,电流做功越多,对人体的伤害就越大。人体触电时的危险性与电流通过人体的路径也有直接关系。电流通过人体头部,会使人立即昏迷；电流如果通过脊髓,会使人半截肢体瘫痪；电流通过心脏,心脏会停止跳动,中断全身血液循环；电流通过呼吸系统,会造成呼吸停止；和中枢神经,会引起神经失常。由此可见,电流从左手到脚流过最为危险。其次是电流从手到手的流过,再次是脚到脚流过。人体触电时受到的危害还与人的健康状况,人体的皮肤的干湿等情况有关。凡患有心脏病,神经系统疾病或结核病的病人触电造成的危害程度比健康人严重。当人体的皮肤在干燥和无损伤的情况下,整个人体的电阻可高达4万欧40万欧，因此，通过的电流小，受到的危害较小，当

38、皮肤出汗潮湿或是受到损伤时，电阻就会下降到1000欧左右,通过的电流就大,受到的危害较大。一般地说,电压不是造成致命的主要因素。穿在我们身上的化学纤维制成的衣服,会因摩擦而带电,仅管电压高达几万伏特,由于形成的电流极小,所以一点儿也不会伤害我们。家庭电路的电压虽然只有220V,因能提供强大的电流,若一个人的人体电阻小于22000欧,当他触电时,就会因无法摆脱电源而致命。但有一点可以肯定,在电路上发生触电时,流经人体的电流决定于触电电压与人体电阻的比值,电阻不变时,电压越高,通过导体的电流就越大。因此,人体触及到带电体的电压越高,危险性越大。一般地说,触及24V以下的电压,对人体不会造成危险,被

39、称为安全电压。但安全电压值的规定,各国有所不同。如荷兰和瑞典为24伏；美国为40伏；法国交流为24伏；直流为50伏；波兰、捷克斯洛伐克为50伏。我国根据具体环境条件的不同,安全电压值规定为：在无高度触电危险的建筑物中为65伏；在有高触电危险的建筑物中为36伏；在有特别触电危险的建筑物中为12伏。第四章电能思考与练习参考答案1.C2.B3.A4.A5.C6.C7.A8.A9.A10.A11.B12.D13.B14.B15.D16.C17.C18.磁场安培19.发电机电磁感应20.通电线圈在磁场中会发生转动电能机械能21.A22.发热电流大小电阻通电时间23.电化学化学电24.电其他形式转化多少电

40、能的量度25.少多26.正常工作额定电压下高于或低于276002.7380.728电流做功多少KW?h度292202430发电机是利用电磁感应现象工作的，若电磁感应现象突然消失了，发电机就发不出电来。没有了电，所有的用电器就无法使用，整个社会立即会瘫痪。(只要符合题意，都可以)31若将螺丝口灯座的螺旋套接在火线上，则螺丝口灯座的螺旋套就会带电，人们一不小心碰到了它，就会造成触电事故。32只将一个保险盒串联在火线上，好处是保险丝熔断时，连接的电路就不带电了，这样就比较安全。若把保险盒装在零线上，则在保险丝熔断后，连接的电路仍带电，这样就不安全。若在火线和零线处都串联一个保险盒。同样是不安全的。因

41、为当熔断的保险丝只是串联在零线上的这一条，连接的电路仍带电。33.12V9Q3Q34.(1)开关S闭合时，与加热管串联的电阻R被短路，饮水机加热管电阻F0直接连在电源上，加热管电阻F0正常工作，所以饮水机是处于加热状态。(2)352Q、选择题(每小题3分，共45分。请选出各小题中一个符合题意的选项。不选、多选、错选均不给分)1. 发电机发电时，能量转化关系是()A电能转化为热能B热能转化为电能2. 要改变直流电动机的转动方向可采用的方法是(A串联一个滑动变阻器，调节滑片位置C.改变电动机的供电电压3. 蓄电池在充电和放电时，能的转化过程分别是(A化学能转化为电能、电能转化为化学能C电能转化为化

42、学能、化学能转化为电能4. 下列关于电流通过用电器做功的说法，正确的是A.用电器两端电压越高，电流做功越多5. 发电机发电时，能量转化关系是()A电能转化为热能B热能转化为电能6. 要改变直流电动机的转动方向可采用的方法是(A串联一个滑动变阻器，调节滑片位置C.改变电动机的供电电压7. 蓄电池在充电和放电时，能的转化过程分别是(A化学能转化为电能、电能转化为化学能C电能转化为化学能、化学能转化为电能8. 下列关于电流通过用电器做功的说法，正确的是A.用电器两端电压越高，电流做功越多C.机械能转化为电能D.电能转化为机械能)B改变与电源正、负极的连接D用手将电动机倒转一下)B机械能转化为电能、电

43、能转化为化学D电能转化为热能，热能转化为电能)B通过用电器的电流越大，电流做功越多C.用电器的电功率越大，电流做功越多D用电器的电功率越大，通电时间越长，电流做功越多5. 一台电风扇的电功率是150W，表明使用这台电风扇时()A.电流做功150JB.每秒钟电流做功150WC.每秒钟消耗的电能是150JD.每小时消耗的电能是150W6. 电炉通电后，电炉丝热得发红，而电炉丝和电源插座相连接的输电导线却不热，这是因为()A通过电炉丝的电流比通过输电导线的电流大A通过电炉丝的电流比通过输电导线的电流大B电炉丝的电阻比输电导线的电阻大得多C.电炉丝金属的比热容与输电导线的比热容不同D.以上三种说法都有

44、道理7甲灯标有“220V25W'，乙灯标有“36V25W”当它们都正常发光时（）A.甲灯亮B.乙灯亮C.一样亮D.以上都有可能&一度电可供4盏“220V25W”的灯泡正常发光（）A. 100hB.25hC.15hD.10h9. 下列四个灯泡中，电阻最大的是（）A.“24V6W”B.“24V12W”C.“9V6W”D.“6V12W”10. 甲灯标有“220V100W”，乙灯标有“220V15W”，将这两个灯泡串联起来接入照明电路，则这两个灯（）A.甲亮B.乙亮C.一样亮D.以上都有可能11. 下列现象中，可能引起家中保险丝熔断的是（）插座中的两个线头相碰开关中的两个线头相碰电路中

45、增加了大功率的用电器A.B.电路中增加了大功率的用电器A.B.灯丝烧断C.D.12. 安装熔丝（保险丝）的主要作用是（）A.保证电路的电压不变B.保证电路的电流不变C.保护人体的安全D.在电流超过规定值时自动切断电路13. 以下有关熔丝的说法中正确的是（）A.熔丝的特点是电阻比较大，熔点比较高B.应根据电路具体情况，选用相应规格的熔丝C.家庭选用的熔丝越粗越保险D.在熔丝熔断后，可以用铜丝、铁丝代替熔丝14. 在家庭电路中，当打开的灯越多时，则（）A.电路总电阻越大，电路的总功率越大B.电路总电阻越小，电路的总功率越小C.电路总电阻越大，电路的总功率越小D.电路总电阻越小，电路的总功率越大15

46、. 一天晚上，小周家中的电灯突然熄灭，其他用电器也停止了工作.他检查电路发现保险丝并没烧断,17.在探究通电导线在磁场中的受力方向跟什么有关时，一位同学做了如图用测电笔测试室内各处电路时，氖管都发光，则电路故障可能是（）A.进户零线断路B.进户火线断路C.某用电器的插座短路D.某盏灯的灯丝断了二、简答题（每空2分，共38分）16.法拉第在奥斯特发现电生磁”的启示下，利用逆向思维方法思考：磁能否生电”呢？并经过十年的探索终于发现了现象.后来人们利用这个原理制成了（填电动机”或发电机”）（b）（c）的三个实验.图中F表示导线的受力方向，S、N表示蹄形磁的方向有关；的方向有关。AB表示闭合电路的一部

47、分导线，导线上的箭头表示电流的方向，铁的南北极.（1）通过实验和（b）说明，通电导线在磁场中的受力方向与通过实验和（c）说明，通电导线在磁场中的受力方向与能转化为电能，巨大的电能通过输输电。18. 长江三峡水电站是我国最大的水电站，发电过程中是把电线送到四面八方，为了减少线路的能量损耗，*采用了_19. 一只家用电能表标着3000r/kWh，这表示每消耗IkWh的电能，电能表的转盘转3000r.现在室内只接了一只灯泡，测出转盘在3min内转了15r，利用这些数据，算出灯泡在这段时间消耗的电能是kW-h=J,灯泡的功率W。20. 为了测定额定电压是2.5V的小灯泡的功率，某同学实验数据如下表所示

48、.在整理数据和计算功率时发现，其中一次的实验数据与其他两次相差很大，经检查原来是有一次电流表的示数读错了.该同学选用电次数电压（V）电流（A）l2.001.0022.500.2533.000.30流表的量程是0.6A，试分析:（1）数据表中第次电流的读数错了，正确的读数应是A;（2）第次测得的是小灯泡的额定功率；小灯泡的额定功率P额=w.21.家庭电路的两根电线间的电压是V,为避免电路中的电流过大，电路里必须安装。22.如图所示是家用电热水器的简化电路图，当闭合闸刀开关后，发现电热水器发热管不发热，造成该现象的原因有多种可能，请写出其中的三种：;（3）。23. 在家庭电路中，进户线先接入。24

49、. 家庭用电中，可以用来检测各用电器或插座与干路的连接是否正确。三、分析计算题（30题8分，31题9分，共17分）25. 下表是小芳家新买的电冰箱铭牌上的部分数据正常使用这台电冰箱，每月（按电能是多少焦？若每度电收费0.5元，应付的电费是多少元？30天计算）消耗的冷冻室容积86L冷藏室容积120L额定电压220V额定频率50Hz输入总功率125W耗电量0.55kwW24h26如图所示是额定电压为220V的理发用电吹风机的典型电路.其中电热丝通电后可以发热，电动机通电后可以送风，正常工作时，（1）要送热风，选择开关应放在位置.（填“A”“B”或“C”）已知电动机的额定功率是120W当送冷风时，通

50、电5min，电流所做的功是多少？（3）如果电热丝的电阻是550Q,当送热风时，电路消耗的总功率是多少？、选择题（每小题3分，共48分。请选出各小题中一个符合题意的选项。，不选、多选、错选均不给分）1下列过程中，电能转化为化学能的是（）A电流通过电炉加热化工原料B.电流通入化工厂的电动机C.蓄电池充电时D.燃料电池工作2.假设所有导体都没有电阻，当用电器通电时，下列说法正确的是（）A.白炽灯仍然能发光电动机仍然能转动C.电饭锅仍然能煮饭D.电熨斗仍然能熨衣服*3.一台电动机的线圈电阻是5Q,把它接入电压为220V的电路上，通过电动机的电流是2A，则每分钟电动机产生的热量是（）A.20JB.440

51、JC.1200JD.26400J4. 下列四只灯泡，当它们在各自的额定电压下发光时，最亮的是（）A.220V15WB.24V40WC.36V25WD.9V6W5. 一照明灯泡规格是“220V40W”，把它接到电压为110V的电源上，则该灯泡的实际功率为（）A.10WB.20WC.30WD.40W6. 某同学要自制1000W的电炉，但手边只有500W和2000W的电炉丝各若干，下述可行的方法是（）A.将两根500W电炉丝并联B.将两根500W电炉丝串联B. 将2000W的电炉丝分成相等的两段，取其这中一段D.将两根2000W电炉丝并联7. 段电热丝，当它两端的电压为2V时，它的电功率是1W，若通

52、过它的电流是1A时，它的电功率是（）A.0.5WB.1WC.2WD.4W&两根阻值相等的电阻丝，先把它串联起来接在一个电源上，消耗的电功率为Pi，再把它并联起来接在同一个电源上，消耗的电功率为卩2,则（）A.Pi=P2B.Pi=1/4P2C.Pi=2P2D.Pi=4P29.有甲、乙、丙三个普通家用照明灯泡，若甲灯的电阻最大，丙灯的电阻最小，现把它们并联起来接入电源，发现其中一个灯正常发光，另二个灯较暗，则正常发光的是（）A.甲灯B.乙灯C.丙灯D.不能确定iO.小慧家中有4OW的节能灯两个，25W的白炽电灯两盏，i50W的彩电一台，650W的洗衣机一台，她家用的电能表允许通过的最大电流

53、为5A，下面说法中正确的是（）A.小慧家的用电器同时使用时，总电流大于5AB.小慧家的用电器不能同时使用C.小慧家再购置一个700W的电饭锅，所有的用电器还可以同时使用D.为安全、方便地用电，小慧家应选用电流值稍大于5A就跳闸的空气开关ii.如图所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变.当在ab间接入“6V6W的灯泡时，闭合开关，灯L恰能正常发光；断开开关，在ab间换接入一个“6V4W的灯泡后，再闭合开关，下列说法错误的是（）A. 灯L将变亮B. 灯L将变暗C.换接的灯可能烧坏D.电路总功率要变小*i2.甲灯标有6V6W,乙灯标有“6Vi.5V”，将它们并联到电压为6V的电源上

54、，如果要使两灯消耗的实际功率相等，则应该（）A.甲灯并联一个6Q的电阻B.甲灯串联一个6Q的电阻C.乙灯并联一个6Q的电阻D.乙灯串联一个6Q的电阻13 .小明同学为了测一只正在煲粥的电饭煲的实际电功率，他关闭了家中其他所有电器.这时他家标有“3000/kW.h”字样的电能表每分钟转过i5圈，则这只电饭煲当时的实际功率为（）A.15WB.200WC.300WD.3000W14 .额定电压相同的甲、乙两只白炽灯，串联后接人某电路，甲灯比乙灯亮。贝U下列说法中正确的是（）A.甲灯的额定功率和实际功率都比乙灯大B.甲灯的额定功率大，实际功率小C.甲灯的额定功率和实际功率都比乙灯小D.甲灯的额定功率小

55、，实际功率大15 .在台灯开关断开的情况下，把台灯插头插入插座时，室内其他电灯全部熄灭，保险丝熔断；有时是在台灯插头插入插座后，闭合台灯开关，室内其他电灯熄灭，保险丝熔断.引起这两种故障的最大可能（）A.前者是插座短路，后者是灯泡短路B.前者是插头短路，后者是灯泡短路C.两者都是插座短路D.两者都是插头短路16 .检查照明电路的故障，电工经常采用的方法是：取下保险丝，将额定电压为220V的校验灯”接在保险丝的两只接线柱上，如图所示。在检查某盏灯之前，先断开所有开关，再闭合该支路开关.若（）A. 校验灯”恰能正常发光，说明该支路短路B. 校验灯”恰能正常发光，说明该支路工作正常C.校验灯”发光不正常（暗红色），说明该支路短路D.校验灯”发光不正常(暗红色)，说明该支路断路二、简答题(每空2分，共40分