2025年六年级科学自制简易无线输电模型试卷

2025年六年级科学自制简易无线输电模型试卷2025年六年级科学自制简易无线输电模型试卷

姓名：______班级：______学号：______得分：______

（考试时间：90分钟，满分：100分）

1.**选择题**（共5题，每题2分，共10分）

-每题只有一个正确答案

2.**填空题**（共5题，每题2分，共10分）

-补全句子或公式中的缺失部分

3.**判断题**（共5题，每题2分，共10分）

-判断正误并说明理由

4.**简答题**（共3题，每题5分，共15分）

-简述原理或步骤

5.**实验题**（共2题，每题10分，共20分）

-设计或分析实验步骤

6.**绘图题**（共1题，10分）

-绘制简易无线输电模型示意图

7.**计算题**（共1题，15分）

-根据给定数据计算相关参数

---

**1.选择题（共5题，每题2分，共10分）**

1.1无线输电的基本原理是利用什么传递能量？

A.电磁波B.光波C.声波D.机械波

1.2制作简易无线输电模型时，以下哪种材料最适合作为线圈？

A.铜线B.铝箔C.铁丝D.塑料线

1.3无线输电的有效距离主要受什么因素影响？

A.电压B.电流C.频率D.温度

1.4若输电模型输出功率不足，可能的原因是？

A.线圈匝数太少B.线圈匝数太多C.电源电压太低D.空气湿度太大

1.5无线输电技术的应用领域不包括？

A.电力传输B.无线充电C.通信信号D.医疗设备

**2.填空题（共5题，每题2分，共10分）**

2.1无线输电的核心技术是______。

2.2制作线圈时，导线绕制的方向称为______。

2.3影响无线输电效率的关键因素是______和______。

2.4简易无线输电模型中，初级线圈和次级线圈的作用分别是______和______。

2.5若模型无法正常工作，首先检查______和______是否连接正确。

**3.判断题（共5题，每题2分，共10分）**

3.1无线输电技术可以完全替代有线输电。

3.2线圈匝数越多，输电效率越高。

3.3无线输电模型需要高电压才能正常工作。

3.4铜线和铝箔的导电性能相同。

3.5无线输电模型只能在真空中工作。

**4.简答题（共3题，每题5分，共15分）**

4.1简述电磁感应的基本原理及其在无线输电中的应用。

4.2制作简易无线输电模型时，如何选择合适的电源？

4.3列举三种可能影响无线输电模型输出功率的因素。

**5.实验题（共2题，每题10分，共20分）**

5.1设计一个简易无线输电模型的实验步骤，包括材料准备、组装方法和测试步骤。

5.2若实验中发现次级线圈输出电压远低于预期，分析可能的原因并提出改进措施。

**6.绘图题（共1题，10分）**

6.1绘制一个简易无线输电模型的示意图，标明初级线圈、次级线圈、电源和负载的位置。

**7.计算题（共1题，15分）**

7.1某简易无线输电模型中，初级线圈接在12V直流电源上，匝数为100匝，次级线圈匝数为500匝。若次级线圈输出功率为2W，求：

（1）次级线圈的输出电压；

（2）初级线圈的电流；

（3）若增加次级线圈匝数至800匝，输出电压将变为多少？

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8.**名词解释题**（共2题，每题5分，共10分）

-解释指定科学名词的含义

9.**比较题**（共1题，10分）

-比较两种无线输电技术的优劣

10.**应用题**（共1题，10分）

-联系实际生活说明无线输电的应用场景

11.**设计题**（共1题，15分）

-设计一个特定需求的无线输电模型方案

12.**故障排除题**（共1题，10分）

-分析并解决模型中常见的故障问题

13.**原理推导题**（共1题，10分）

-推导无线输电模型中的关键公式

14.**拓展题**（共1题，5分）

-探讨无线输电技术的未来发展方向

15.**开放题**（共1题，5分）

-提出与无线输电相关的问题并阐述观点

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**8.名词解释题（共2题，每题5分，共10分）**

8.1电磁感应

8.2频率调制

**9.比较题（共1题，10分）**

9.1比较磁共振无线供电和电磁感应无线供电的原理、效率和应用场景的异同。

**10.应用题（共1题，10分）**

10.1在家庭环境中，无线输电技术可以应用于哪些设备？分析其优势和潜在问题。

**11.设计题（共1题，15分）**

11.1设计一个为智能手表无线充电的简易模型，包括所需材料、线圈设计参数（匝数、直径）和电路连接方式。

**12.故障排除题（共1题，10分）**

12.1某无线输电模型无法输出能量，列出可能的三种故障原因并说明排查步骤。

**13.原理推导题（共1题，10分）**

13.1推导无线输电模型中次级线圈输出电压与匝数比的关系公式，并说明推导过程。

**14.拓展题（共1题，5分）**

14.1预测未来十年无线输电技术可能面临的重大突破或挑战。

**15.开放题（共1题，5分）**

15.1提出一个你认为无线输电技术尚未解决的关键问题，并简要说明其重要性。

**一、题型答案**

**1.选择题（共5题，每题2分，共10分）**

1.1A1.2A1.3C1.4C1.5C

**2.填空题（共5题，每题2分，共10分）**

2.1电磁感应2.2线圈绕向2.3电源电压输出功率2.4发射能量接收能量2.5电源连接线圈连接

**3.判断题（共5题，每题2分，共10分）**

3.1×3.2×3.3×3.4×3.5×

**4.简答题（共3题，每题5分，共15分）**

4.1电磁感应原理：变化的磁场产生电场。无线输电利用交变电流产生交变磁场，该磁场穿过接收线圈，在线圈中感应出电流，从而实现能量传输。

4.2选择电源时需考虑电压稳定性、电流输出能力和安全性。直流电源更适合简单模型，电压不宜过高以防触电，电流需足够驱动负载。

4.3影响因素：电源电压、线圈匝数、距离、介质材质（空气、水等）、负载电阻、频率等。

**5.实验题（共2题，每题10分，共20分）**

5.1实验步骤：

材料：电池、导线、铁芯（可选）、漆包铜线、小灯泡、线圈架。

组装：

①绕制初级线圈100匝，次级线圈500匝，分别固定在线圈架上。

②初级线圈接电池，次级线圈连接小灯泡。

测试：调节距离，观察灯泡亮度和距离关系，记录有效传输距离。

5.2可能原因：

①频率不匹配；

②线圈匝数比不合理；

③线圈位置偏移或角度错误；

改进措施：调整频率至谐振频率、增加次级匝数、优化线圈相对位置。

**6.绘图题（共1题，10分）**

示意图需包含：

-电源连接初级线圈；

-初级线圈与次级线圈平行放置；

-次级线圈连接负载（如灯泡）；

-标注“初级线圈”“次级线圈”“电源”“负载”。

**7.计算题（共1题，15分）**

（1）输出电压：U₂=(N₂/N₁)*U₁=(500/100)*12V=60V

（2）初级电流：P=U₁*I₁,I₁=P/U₁=2W/12V≈0.167A

（3）增加匝数后：U₂'=(800/100)*12V=96V

**8.名词解释题（共2题，每题5分，共10分）**

8.1电磁感应：闭合回路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中会产生感应电流的现象。

8.2频率调制：通过改变载波信号的频率来传递信息的一种调制方式，与无线输电中的谐振频率调节类似。

**9.比较题（共1题，10分）**

磁共振无线供电：利用磁场共振原理，可在较远距离（厘米级）传输高功率，适用于植入式设备；电磁感应：距离短（毫米级），功率低，但技术成熟，适用于低功耗设备。应用场景：前者用于医疗设备，后者用于无线充电宝。

**10.应用题（共1题，10分）**

可应用于智能手表、无线耳机、电动牙刷等。优势：免插拔方便，减少磨损；潜在问题：效率较低、成本较高、可能存在安全隐患。

**11.设计题（共1题，15分）**

材料：铜线、铁氧体磁芯、LED灯、12V电源。

线圈设计：初级100匝（直径10cm），次级500匝（直径5cm），匝数比5:1。

电路：初级接电源，次级串LED灯，确保LED额定电压低于输出电压。

**12.故障排除题（共1题，10分）**

故障1：电源未接通；排查：检查电池或开关。

故障2：线圈未对准；排查：调整相对角度。

故障3：匝数比不合适；排查：增加次级匝数。

**13.原理推导题（共1题，10分）**

U₂/U₁=N₂/N₁（基尔霍夫电压定律），因初级输入功率等于次级输出功率（理想模型），P=U₁I₁=U₂I₂，得U₂=(N₂/N₁)U₁。

**14.拓展题（共1题，5分）**

突破：更高效率传输、柔性可穿戴设备集成；挑战：电磁辐射安全标准。

**15.开放题（共1题，5分）**

问题：无线输电如何解决金属障碍物的屏蔽问题？

重要性：金属物体会阻碍磁场穿透，限制实际应用范围。

**二、知识点分类总结**

**1.基础理论类**

-电磁感应（法拉第定律）：核心原理，解释能量传输机制。

-电路基础（欧姆定律、基尔霍夫定律）：用于计算电压、电流关系。

-谐振原理：解释最佳传输距离和效率条件。

**2.实践操作类**

-线圈绕制技术：匝数、直径、绕向对性能影响。

-材料选择：导线导电性、磁芯磁导率、负载匹配性。

-实验设计：变量控制、数据测量方法。

**3.技术应用类**

-不同技术路线（电磁感应、磁共振）的对比。

-实际场景适配性分析（如医疗设备vs消费电子）。

-安全与效率的权衡。

**三、各题型知识点详解及示例**

**1.选择题**

-考察基础概念记忆，如电磁波类型（1.1）、材料导电性（1.2）。

*示例：1.3选C，因频率越高越易穿透介质，无线充电依赖高频。*

**2.填空题**

-考察术语准确性，如“电磁感应”是无线输电本质。

*示例：2.4填“发射能量”“接收能量”，对应初级和次级作用。*

**3.判断题**

-考察认知辨析能力，如线圈匝数并非越多越好（3.2）。

*示例：3.1错，无线输电仍需介质，无法完全替代有线。*

**4.简答题**

-考察原理阐述能力，需分点说明电磁感应过程。

*示例：4.1需包含“变化的磁场→感应电流”的完整逻辑链条。*

**5.实验题**

-考察动手能力和逻辑思维，需设计可重复验证的步骤。

*示例：5.1中“调节距离”可验证场强随距离衰减规律。*

**6.绘图题**

-考察空间想象能力，需准确标注关键组件位置关系。

*示例：初级线圈与次级线圈需平行，电源在初级侧。*

**7.计算题**

-考察公式应用能力，需掌握功率、电压、匝数比关系。

*示例：7.1第（3）问需用公式U₂'=(N₂'/N₁)U₁直接计算。*

**8.名词解释题**

-考察术语理解深度，需用简洁科学语言定义。

*示例：8.1需强调“闭合回路”“切割磁感线”的必要条件。*

**9.比较题**

-考察对比分析能力，需从原理、性能、场景多维度比较。

*示例：9题需对比“传输距离”和“功率密度”等关键指标。*

**10.应用题**

-考察知识迁移能力，需结合生活实际分析技术价值。

*示例：10题需说明“减少细菌滋生”等无线充电优势。*

**11.设计题**

-考察工程思维，需考虑成本、效率、可靠性等多因素。

*示例：11题需注明“铁氧体磁芯”提高磁通利用率。*

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