Question

能源技術的創新不斷地推動人類社會的進步，但能源危機、環境污染和生態破壞又反過來制約人類社會的發展，作為一名現代社會的中學生，你會發現周圍很多能量白白浪費了，例如海洋中的波浪具有的能量十分巨大，它能把幾十噸重的石頭推走，能使萬噸巨輪顛簸搖晃．災難性的波浪--海嘯能把輪船沖上陸地，甚至能掀翻岸邊的建筑物．經科學家估測，在1km²的海面上，海浪能的功率可高達2.0×10⁵kW．利用物理知識，可以將一些其他形式的能量轉化為電能：
（1）請你為自己的家庭設計兩個不需要消耗燃料的發電方式：

利用太陽能發電

、

風力發電

．
（2）大海海面波浪起伏具有很大的機械能，請你設計一個實驗將波浪所具有的機械能轉化為電能給燈塔供電（提示：地磁場磁性太弱）．請回答下列問題：
A．這一設想依據的原理是：

電磁感應

．
B．需要的器材：除導線、開關外，還需要兩個關鍵器材：

磁體

、

線圈

．
C．怎么實現你的設計，請寫出具體的實驗設計方案？

將磁極和線圈中的任一個固定在塔座上，另一個隨波浪起伏，讓線圈切割磁感線．

．

Answer 1

分析：（1）地球上的各種能源，有的已被大規模開發和廣泛利用，如煤炭、石油、天然氣、水力等，稱常規能源；還有一些能源，如太陽能、風能、地熱能、海洋能、氫能、生物質能等，是正在研究開發和利用的能源，被通俗地稱為新能源，可從這一角度進行解答．
（2）目前發電機的原理都是利用了電磁感應現象，將機械能轉化為電能的，因此，也可通過這一原理利用一定的器材，同樣實現利用波浪的機械能來轉化為電能，為燈塔供電．

解答：解：（1）新能源都是可再生能源和清潔能源，利用太陽能，風能，水能，海洋能等發電，不需要浪費燃料．
（2）A．傳統發電機的原理都是利用了電磁感應現象，即使閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動，使電路中產生感應電流，最終將機械能轉化為電能．
B．從原理的角度分析，為了實現電磁感應現象，必須還要有另外的磁體（地磁場磁性太弱）和線圈才行．
C．將磁極和線圈中的任一個固定在塔座上，另一個隨波浪起伏，讓線圈切割磁感線，這樣在閉合電路中會產生感應電流，這一電流可提供給燈塔照明．
故答案為：（1）利用太陽能發電；風力發電．
（2）A、電磁感應；B、磁體（或磁鐵）；線圈（或導體）；C、將磁極和線圈中的任一個固定在塔座上，另一個隨波浪起伏，讓線圈切割磁感線．

點評：（1）要求不消耗燃料而發電，因此，必須從可再生能源和新能源的角度來考慮，這樣便可順利解決；
（2）解決本問題的關鍵是明確發電的原理，即電磁感應現象，這一點應該不難想到，在此基礎上再大膽地發揮想象力，即可設計出可行的方案，此題知識雖不難，但還是有一定的挑戰性．