Question

能源技术的创新不断地推动人类社会的进步，但能源危机、环境污染和生态破坏又反过来制约人类社会的发展，作为一名现代社会的中学生，你会发现周围很多能量白白浪费了，例如海洋中的波浪具有的能量十分巨大，它能把几十吨重的石头推走，能使万吨巨轮颠簸摇晃．灾难性的波浪--海啸能把轮船冲上陆地，甚至能掀翻岸边的建筑物．经科学家估测，在1km²的海面上，海浪能的功率可高达2.0×10⁵kW．利用物理知识，可以将一些其他形式的能量转化为电能：
（1）请你为自己的家庭设计两个不需要消耗燃料的发电方式：

利用太阳能发电

、

风力发电

．
（2）大海海面波浪起伏具有很大的机械能，请你设计一个实验将波浪所具有的机械能转化为电能给灯塔供电（提示：地磁场磁性太弱）．请回答下列问题：
A．这一设想依据的原理是：

电磁感应

．
B．需要的器材：除导线、开关外，还需要两个关键器材：

磁体

、

线圈

．
C．怎么实现你的设计，请写出具体的实验设计方案？

将磁极和线圈中的任一个固定在塔座上，另一个随波浪起伏，让线圈切割磁感线．

．

Answer 1

分析：（1）地球上的各种能源，有的已被大规模开发和广泛利用，如煤炭、石油、天然气、水力等，称常规能源；还有一些能源，如太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能、生物质能等，是正在研究开发和利用的能源，被通俗地称为新能源，可从这一角度进行解答．
（2）目前发电机的原理都是利用了电磁感应现象，将机械能转化为电能的，因此，也可通过这一原理利用一定的器材，同样实现利用波浪的机械能来转化为电能，为灯塔供电．

解答：解：（1）新能源都是可再生能源和清洁能源，利用太阳能，风能，水能，海洋能等发电，不需要浪费燃料．
（2）A．传统发电机的原理都是利用了电磁感应现象，即使闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，使电路中产生感应电流，最终将机械能转化为电能．
B．从原理的角度分析，为了实现电磁感应现象，必须还要有另外的磁体（地磁场磁性太弱）和线圈才行．
C．将磁极和线圈中的任一个固定在塔座上，另一个随波浪起伏，让线圈切割磁感线，这样在闭合电路中会产生感应电流，这一电流可提供给灯塔照明．
故答案为：（1）利用太阳能发电；风力发电．
（2）A、电磁感应；B、磁体（或磁铁）；线圈（或导体）；C、将磁极和线圈中的任一个固定在塔座上，另一个随波浪起伏，让线圈切割磁感线．

点评：（1）要求不消耗燃料而发电，因此，必须从可再生能源和新能源的角度来考虑，这样便可顺利解决；
（2）解决本问题的关键是明确发电的原理，即电磁感应现象，这一点应该不难想到，在此基础上再大胆地发挥想象力，即可设计出可行的方案，此题知识虽不难，但还是有一定的挑战性．