项目背景
19世纪,法拉第发现电磁感应现象,引发第二次工业革命,人类社会逐渐从蒸汽时代进入了电气时代,下面我们一起调查电磁学对人类社会产生了哪些主要影响。
活动任务一 整理电磁学发展的时间线;举例说明我国与电磁学相关的科技成就
1 请你补充下面的电磁学思维导图:
A ;B ;C ;D 。
2 [2026厦门双十中学月考]福建舰是我国第一艘利用电磁弹射系统的航空母舰,其工作原理如图所示。舰载机位于两条通电轨道的中间,当要起飞时,为轨道加上驱动电流使其沿轨道方向由静止开始加速,从而缩短弹射起飞的距离,最终被弹射出去,舰载机被电磁弹射飞出的原理与(填“电动机”或“发电机”)的工作原理相同。若要改变舰载机的运动方向,可采取的措施:。
活动任务二 制作小型风力发电机
3【项目内容】
(1)制作小型风力发电机
经过课堂学习,我们了解到发电机和电动机中都有线圈和磁体,尝试用玩具电风扇作为风力发电机,连接成如图甲所示的电路。闭合开关,向扇叶吹风,使扇叶带动线圈转动,我们观察到了,说明我们的风力发电机可以发电。它是利用原理发电的。

(2)优化风力发电系统
我们在设计的过程中考虑到无风不能发电,于是增加了太阳能电池;又考虑到风能和太阳能发电受风速、光照强度等因素的制约,不适合直接给用电器供电,于是增加了蓄电池,形成风光互补发电系统。图乙是该系统的简图,其中给出了该系统的电能转移路径,但电能的转移方向并不完整,A和B其中之一为蓄电池,另一个为用电器。请根据所给条件判断在图乙中A元件的名称是,并结合图乙说出蓄电池的工作过程及其起到的不同作用:。
【项目拓展】
(3)经查阅资料,截至2025年底,我国风电光伏累计装机超过18亿千瓦,约为82个三峡电站总装机。某风力发电机组在风速为3 m/s以下或25 m/s以上时,处于空转或停机状态,实际功率为0;在风速达12 m/s或以上时,发电功率保持不变。其发电功率与风速关系如下表:

某日6:00到12:00,风速与时刻关系如图丙所示(为方便计算,数据作了简化处理)则在这段时间内该风力发电机组发电量为 kW·h。

1 A 电流的磁效应 B 电磁起重机(答案合理即可) C 电动机 D 法拉第
2 电动机 改变驱动电流的方向或改变磁场的方向
【解析】电磁弹射系统是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作,这与电动机的工作原理相同,发电机的原理是电磁感应,将机械能转化为电能。通电导体在磁场中的受力方向与电流方向和磁场方向有关,因此改变舰载机运动方向的措施有:改变驱动电流的方向或改变电磁铁的磁场方向。
3 (1)灯泡发光 电磁感应 (2)蓄电池 由风能与太阳能转化而来的电能再转化为化学能,在蓄电池中储存起来,此时蓄电池相当于用电器;放电时,又将化学能转化为电能,供用电器使用,此时相当于电源 (3)2 196
【解析】 (1)闭合开关,电路中一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应现象,所以灯泡会发光。
(2)由风能与太阳能转化而来的电能再转化为化学能,在电池中储存起来,此时蓄电池相当于用电器;放电时,又将化学能转化为电能,供用电器使用,此时相当于电源,所以题图乙中A应该是蓄电池。
(3)根据题图丙可知,6:00到7:00 发电机组风速为2 m/s,根据题意可知,发电机组在风速为3 m/s以下,处于空转或停机状态,实际功率为0;7:00到9:00 发电机组风速为6 m/s,根据图表可知,实际功率为190 kW,9:00到10:00 发电机组风速为4 m/s,根据图表可知,实际功率为56 kW,10:00到12:00发电机组风速为10 m/s,根据图表可知,实际功率为880 kW,则该日6:00到12:00内该风力发电机组发电量W = Pt =0 + 190 kW × 2 h + 56 kW × 1 h + 880 kW × 2 h = 2 196 kW·h。

【分析】
本题围绕电磁学的发展与实际应用展开，需结合电磁学核心原理（电流的磁效应、电磁感应、通电导体在磁场中受力）逐一分析问题：
1. 思维导图部分需梳理电磁学关键发现与应用：电流的磁效应是电生磁的基础，对应电磁起重机等应用；电动机利用通电导体在磁场中受力运动，法拉第发现电磁感应为发电机奠定基础。
2. 电磁弹射部分需区分电动机与发电机的原理，明确通电导体在磁场中受力方向的影响因素。
3. 风力发电机与风光互补部分，需结合电磁感应原理分析发电现象，理解蓄电池的能量转化，发电量计算需分段分析风速对应的功率与时间。
【解析】
1. 思维导图补充：
A：电流的磁效应（奥斯特发现，是电生磁的核心）；
B：电磁起重机（利用电流的磁效应工作，答案合理即可）；
C：电动机（利用通电导体在磁场中受力运动的原理）；
D：法拉第（发现电磁感应现象，为发电机奠定基础）。
2. 电磁弹射：
电磁弹射系统利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作，与电动机原理相同（发电机原理是电磁感应，将机械能转化为电能）；通电导体在磁场中的受力方向与电流方向、磁场方向有关，因此改变舰载机运动方向的措施为改变驱动电流的方向或改变磁场方向。
3. 风力发电机与风光互补：
(1) 扇叶带动线圈转动，线圈切割磁感线产生感应电流，电路中灯泡发光，利用电磁感应原理发电。
(2) 风光互补系统中，风能、太阳能转化的电能先储存：蓄电池充电时将电能转化为化学能，相当于用电器；放电时将化学能转化为电能，相当于电源，因此A是蓄电池。
(3) 发电量计算：分段分析风速与功率：6:00-7:00风速2m/s，功率0；7:00-9:00风速6m/s，功率190kW，时间2h；9:00-10:00风速4m/s，功率56kW，时间1h；10:00-12:00风速10m/s，功率880kW，时间2h。总发电量W=0×1 +190×2 +56×1 +880×2=2196kW·h。
【答案】
1 A：电流的磁效应；B：电磁起重机（答案合理即可）；C：电动机；D：法拉第
2 电动机；改变驱动电流的方向或改变磁场的方向
3 (1) 灯泡发光；电磁感应 (2) 蓄电池；由风能与太阳能转化而来的电能再转化为化学能，在蓄电池中储存起来，此时蓄电池相当于用电器；放电时，又将化学能转化为电能，供用电器使用，此时相当于电源 (3) 2196
【知识点】
电流的磁效应、电磁感应、通电导体在磁场中受力
【点评】
本题结合实际项目（电磁弹射、风力发电）考察电磁学核心原理的应用，涵盖概念梳理、原理区分、能量转化分析与简单计算，注重理论联系实际，综合性较强。
【难度系数】
0.5