《2025年零障碍导教导学案九年级物理全一册沪粤版》

22. 同学们在“让线圈转动起来”的活动中,他们将表面有金属镀层的磁铁吸在干电池的负极,将一根硬铜线折成线框abcd搭在干电池的正极和磁铁上,如图所示。导线框abcd就会以干电池为轴转动起来。
(1)如果将磁铁的N、S极对调,导线框的转动方向将改变(选填“改变”或“不改变”)。

(2)实验中,干电池供电是化学能转化为电能。若通电时间稍长,干电池会明显发热,原因是干电池被短路。
(3)本装置与下列设备原理相同的是C。
A. 电磁继电器 B. 话筒(麦克风) C. 扬声器 D. 电磁铁
(4)导线框能够转动的原因是左右两段导线受到的力的方向是相反(选填“相同”或“相反”)的,这两个力不是(选填“是”或“不是”)一对平衡力。

答案： 【解析】：
(1)通电导体在磁场中受力的方向与电流方向和磁场方向有关，有一项改变，受力方向改变；如果同时改变电流方向和磁场方向，则受力方向不变。移动滑片P ，电流改变，通电导体的受力方向不改变，所以导体棒ab摆动方向不变；如果将磁铁的N 、S 极对调，相当于改变了磁场方向，所以导线框的转动方向将改变。
(2)干电池在使用时将化学能转化为电能；干电池本身是导体，用导线将它短路后，电流不经过用电器，会将干电池烧坏。
(3)电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的。
A选项：电磁继电器是利用电流的磁效应来工作的，A不符合题意；
B选项：话筒(麦克风)是利用膜片振动带动线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，是电磁感应现象，B不符合题意；
C选项：扬声器是利用通电导体在磁场中受到力的作用，与电动机的原理相同，C符合题意；
D选项：电磁铁是利用电流的磁效应来工作的，D不符合题意。
故选C。
(4)左右两段导线所处的磁场方向相同，电流方向不同，受到的力的方向是相反的，这两个力不是一对平衡力，因为这两个力不作用在一条直线上。
【答案】：
(1)改变；
(2)化学；短路；
(3)C；
(4)相反；不是。

23. 阅读短文,回答问题。
风力发电风电技术(图甲)就是利用风能发电的技术,风能是可再生环保能源,所以开发风电技术是当今诸多国家的发展主要战略。
风力发电是利用风力带动风车叶片旋转,并通过增速机将旋转的速度提高,从而带动风机内的发电机发电(图乙)。发电机所发的电通过电缆输送到升压变压器提升电压后,由高压输电线路输送给用户。
风电是清洁能源,每生产1度电,就可相应节约0.4 kg标准煤,同时减少污染排放0.272 kg碳粉尘、0.997 kg二氧化碳、0.03 kg二氧化硫、0.015 kg氮氧化物。

(1)风力发电是将风能转化为电能的一种技术,风机中的发电机是利用电磁感应原理进行发电的。
(2)某集团研发的风力发电机组,最大发电功率为$6×10^6 W。$此风力发电机组满功率工作5 h,可生产30000kW·h的电能,相当于3600kg热值为$3×10^7 J/kg$的煤完全燃烧释放的热量;可向大气减少排放29910kg的二氧化碳。
(3)远距离输电,若输送电能的功率为P、输电电压为U、输电线路总电阻为R,则输电线路因发热而造成的电能损失功率P₍损₎=$\frac{P^{2}R}{U^{2}}$(用物理量P、U、R表示)。

答案： 【解析】：
（1）风力发电是将风能转化为电能的一种技术。风机中的发电机是利用电磁感应原理进行发电的，即当风力带动风车叶片旋转时，通过增速机提高旋转速度，从而带动发电机内的线圈在磁场中旋转，根据电磁感应原理，线圈中会产生感应电流，实现发电。
（2）计算风力发电机组满功率工作5h可生产的电能，根据电能公式$W = Pt$，其中$P = 6×10^6W = 6000kW$，$t = 5h$，则$W = 6000kW×5h = 30000kW·h$。
计算相当于多少千克热值为$3×10^7J/kg$的煤完全燃烧释放的热量，先根据$W = Q$（电能等于煤完全燃烧释放的热量），$W = 30000kW·h = 30000×3.6×10^6J = 1.08×10^{11}J$，再由$Q = mq$（$m$为煤的质量，$q$为煤的热值）可得$m=\frac{Q}{q}=\frac{1.08×10^{11}J}{3×10^7J/kg}=3600kg$。
计算可向大气减少排放的二氧化碳质量，已知每生产1度电（$1kW·h$）可减少排放$0.997kg$二氧化碳，那么生产$30000kW·h$电可减少排放的二氧化碳质量为$30000×0.997kg = 29910kg$。
（3）根据$P = UI$（$P$为输送电能的功率，$U$为输电电压，$I$为输电电流），可得输电电流$I=\frac{P}{U}$。
根据焦耳定律$P_{损}=I^{2}R$（$P_{损}$为输电线路因发热而造成的电能损失功率，$R$为输电线路总电阻），将$I=\frac{P}{U}$代入可得$P_{损}=(\frac{P}{U})^{2}R=\frac{P^{2}R}{U^{2}}$。
【答案】：
(1)电；电磁感应
(2)$30000$；$3600$；$29910$
(3)$\frac{P^{2}R}{U^{2}}$