2025年六年級(jí)科學(xué)自制簡(jiǎn)易無線輸電模型試卷2025年六年級(jí)科學(xué)自制簡(jiǎn)易無線輸電模型試卷

姓名：______班級(jí)：______學(xué)號(hào)：______得分：______

（考試時(shí)間：90分鐘，滿分：100分）

1.**選擇題**（共5題，每題2分，共10分）

-每題只有一個(gè)正確答案

2.**填空題**（共5題，每題2分，共10分）

-補(bǔ)全句子或公式中的缺失部分

3.**判斷題**（共5題，每題2分，共10分）

-判斷正誤并說明理由

4.**簡(jiǎn)答題**（共3題，每題5分，共15分）

-簡(jiǎn)述原理或步驟

5.**實(shí)驗(yàn)題**（共2題，每題10分，共20分）

-設(shè)計(jì)或分析實(shí)驗(yàn)步驟

6.**繪圖題**（共1題，10分）

-繪制簡(jiǎn)易無線輸電模型示意圖

7.**計(jì)算題**（共1題，15分）

-根據(jù)給定數(shù)據(jù)計(jì)算相關(guān)參數(shù)

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**1.選擇題（共5題，每題2分，共10分）**

1.1無線輸電的基本原理是利用什么傳遞能量？

A.電磁波B.光波C.聲波D.機(jī)械波

1.2制作簡(jiǎn)易無線輸電模型時(shí)，以下哪種材料最適合作為線圈？

A.銅線B.鋁箔C.鐵絲D.塑料線

1.3無線輸電的有效距離主要受什么因素影響？

A.電壓B.電流C.頻率D.溫度

1.4若輸電模型輸出功率不足，可能的原因是？

A.線圈匝數(shù)太少B.線圈匝數(shù)太多C.電源電壓太低D.空氣濕度太大

1.5無線輸電技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不包括？

A.電力傳輸B.無線充電C.通信信號(hào)D.醫(yī)療設(shè)備

**2.填空題（共5題，每題2分，共10分）**

2.1無線輸電的核心技術(shù)是______。

2.2制作線圈時(shí)，導(dǎo)線繞制的方向稱為______。

2.3影響無線輸電效率的關(guān)鍵因素是______和______。

2.4簡(jiǎn)易無線輸電模型中，初級(jí)線圈和次級(jí)線圈的作用分別是______和______。

2.5若模型無法正常工作，首先檢查______和______是否連接正確。

**3.判斷題（共5題，每題2分，共10分）**

3.1無線輸電技術(shù)可以完全替代有線輸電。

3.2線圈匝數(shù)越多，輸電效率越高。

3.3無線輸電模型需要高電壓才能正常工作。

3.4銅線和鋁箔的導(dǎo)電性能相同。

3.5無線輸電模型只能在真空中工作。

**4.簡(jiǎn)答題（共3題，每題5分，共15分）**

4.1簡(jiǎn)述電磁感應(yīng)的基本原理及其在無線輸電中的應(yīng)用。

4.2制作簡(jiǎn)易無線輸電模型時(shí)，如何選擇合適的電源？

4.3列舉三種可能影響無線輸電模型輸出功率的因素。

**5.實(shí)驗(yàn)題（共2題，每題10分，共20分）**

5.1設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易無線輸電模型的實(shí)驗(yàn)步驟，包括材料準(zhǔn)備、組裝方法和測(cè)試步驟。

5.2若實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)次級(jí)線圈輸出電壓遠(yuǎn)低于預(yù)期，分析可能的原因并提出改進(jìn)措施。

**6.繪圖題（共1題，10分）**

6.1繪制一個(gè)簡(jiǎn)易無線輸電模型的示意圖，標(biāo)明初級(jí)線圈、次級(jí)線圈、電源和負(fù)載的位置。

**7.計(jì)算題（共1題，15分）**

7.1某簡(jiǎn)易無線輸電模型中，初級(jí)線圈接在12V直流電源上，匝數(shù)為100匝，次級(jí)線圈匝數(shù)為500匝。若次級(jí)線圈輸出功率為2W，求：

（1）次級(jí)線圈的輸出電壓；

（2）初級(jí)線圈的電流；

（3）若增加次級(jí)線圈匝數(shù)至800匝，輸出電壓將變?yōu)槎嗌伲?/p>

---

8.**名詞解釋題**（共2題，每題5分，共10分）

-解釋指定科學(xué)名詞的含義

9.**比較題**（共1題，10分）

-比較兩種無線輸電技術(shù)的優(yōu)劣

10.**應(yīng)用題**（共1題，10分）

-聯(lián)系實(shí)際生活說明無線輸電的應(yīng)用場(chǎng)景

11.**設(shè)計(jì)題**（共1題，15分）

-設(shè)計(jì)一個(gè)特定需求的無線輸電模型方案

12.**故障排除題**（共1題，10分）

-分析并解決模型中常見的故障問題

13.**原理推導(dǎo)題**（共1題，10分）

-推導(dǎo)無線輸電模型中的關(guān)鍵公式

14.**拓展題**（共1題，5分）

-探討無線輸電技術(shù)的未來發(fā)展方向

15.**開放題**（共1題，5分）

-提出與無線輸電相關(guān)的問題并闡述觀點(diǎn)

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**8.名詞解釋題（共2題，每題5分，共10分）**

8.1電磁感應(yīng)

8.2頻率調(diào)制

**9.比較題（共1題，10分）**

9.1比較磁共振無線供電和電磁感應(yīng)無線供電的原理、效率和應(yīng)用場(chǎng)景的異同。

**10.應(yīng)用題（共1題，10分）**

10.1在家庭環(huán)境中，無線輸電技術(shù)可以應(yīng)用于哪些設(shè)備？分析其優(yōu)勢(shì)和潛在問題。

**11.設(shè)計(jì)題（共1題，15分）**

11.1設(shè)計(jì)一個(gè)為智能手表無線充電的簡(jiǎn)易模型，包括所需材料、線圈設(shè)計(jì)參數(shù)（匝數(shù)、直徑）和電路連接方式。

**12.故障排除題（共1題，10分）**

12.1某無線輸電模型無法輸出能量，列出可能的三種故障原因并說明排查步驟。

**13.原理推導(dǎo)題（共1題，10分）**

13.1推導(dǎo)無線輸電模型中次級(jí)線圈輸出電壓與匝數(shù)比的關(guān)系公式，并說明推導(dǎo)過程。

**14.拓展題（共1題，5分）**

14.1預(yù)測(cè)未來十年無線輸電技術(shù)可能面臨的重大突破或挑戰(zhàn)。

**15.開放題（共1題，5分）**

15.1提出一個(gè)你認(rèn)為無線輸電技術(shù)尚未解決的關(guān)鍵問題，并簡(jiǎn)要說明其重要性。

**一、題型答案**

**1.選擇題（共5題，每題2分，共10分）**

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

**2.填空題（共5題，每題2分，共10分）**

2.1電磁感應(yīng)2.2線圈繞向2.3電源電壓輸出功率2.4發(fā)射能量接收能量2.5電源連接線圈連接

**3.判斷題（共5題，每題2分，共10分）**

3.1×3.2×3.3×3.4×3.5×

**4.簡(jiǎn)答題（共3題，每題5分，共15分）**

4.1電磁感應(yīng)原理：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)。無線輸電利用交變電流產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，該磁場(chǎng)穿過接收線圈，在線圈中感應(yīng)出電流，從而實(shí)現(xiàn)能量傳輸。

4.2選擇電源時(shí)需考慮電壓穩(wěn)定性、電流輸出能力和安全性。直流電源更適合簡(jiǎn)單模型，電壓不宜過高以防觸電，電流需足夠驅(qū)動(dòng)負(fù)載。

4.3影響因素：電源電壓、線圈匝數(shù)、距離、介質(zhì)材質(zhì)（空氣、水等）、負(fù)載電阻、頻率等。

**5.實(shí)驗(yàn)題（共2題，每題10分，共20分）**

5.1實(shí)驗(yàn)步驟：

材料：電池、導(dǎo)線、鐵芯（可選）、漆包銅線、小燈泡、線圈架。

組裝：

①繞制初級(jí)線圈100匝，次級(jí)線圈500匝，分別固定在線圈架上。

②初級(jí)線圈接電池，次級(jí)線圈連接小燈泡。

測(cè)試：調(diào)節(jié)距離，觀察燈泡亮度和距離關(guān)系，記錄有效傳輸距離。

5.2可能原因：

①頻率不匹配；

②線圈匝數(shù)比不合理；

③線圈位置偏移或角度錯(cuò)誤；

改進(jìn)措施：調(diào)整頻率至諧振頻率、增加次級(jí)匝數(shù)、優(yōu)化線圈相對(duì)位置。

**6.繪圖題（共1題，10分）**

示意圖需包含：

-電源連接初級(jí)線圈；

-初級(jí)線圈與次級(jí)線圈平行放置；

-次級(jí)線圈連接負(fù)載（如燈泡）；

-標(biāo)注“初級(jí)線圈”“次級(jí)線圈”“電源”“負(fù)載”。

**7.計(jì)算題（共1題，15分）**

（1）輸出電壓：U?=(N?/N?)*U?=(500/100)*12V=60V

（2）初級(jí)電流：P=U?*I?,I?=P/U?=2W/12V≈0.167A

（3）增加匝數(shù)后：U?'=(800/100)*12V=96V

**8.名詞解釋題（共2題，每題5分，共10分）**

8.1電磁感應(yīng)：閉合回路中的部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的現(xiàn)象。

8.2頻率調(diào)制：通過改變載波信號(hào)的頻率來傳遞信息的一種調(diào)制方式，與無線輸電中的諧振頻率調(diào)節(jié)類似。

**9.比較題（共1題，10分）**

磁共振無線供電：利用磁場(chǎng)共振原理，可在較遠(yuǎn)距離（厘米級(jí)）傳輸高功率，適用于植入式設(shè)備；電磁感應(yīng)：距離短（毫米級(jí)），功率低，但技術(shù)成熟，適用于低功耗設(shè)備。應(yīng)用場(chǎng)景：前者用于醫(yī)療設(shè)備，后者用于無線充電寶。

**10.應(yīng)用題（共1題，10分）**

可應(yīng)用于智能手表、無線耳機(jī)、電動(dòng)牙刷等。優(yōu)勢(shì)：免插拔方便，減少磨損；潛在問題：效率較低、成本較高、可能存在安全隱患。

**11.設(shè)計(jì)題（共1題，15分）**

材料：銅線、鐵氧體磁芯、LED燈、12V電源。

線圈設(shè)計(jì)：初級(jí)100匝（直徑10cm），次級(jí)500匝（直徑5cm），匝數(shù)比5:1。

電路：初級(jí)接電源，次級(jí)串LED燈，確保LED額定電壓低于輸出電壓。

**12.故障排除題（共1題，10分）**

故障1：電源未接通；排查：檢查電池或開關(guān)。

故障2：線圈未對(duì)準(zhǔn)；排查：調(diào)整相對(duì)角度。

故障3：匝數(shù)比不合適；排查：增加次級(jí)匝數(shù)。

**13.原理推導(dǎo)題（共1題，10分）**

U?/U?=N?/N?（基爾霍夫電壓定律），因初級(jí)輸入功率等于次級(jí)輸出功率（理想模型），P=U?I?=U?I?，得U?=(N?/N?)U?。

**14.拓展題（共1題，5分）**

突破：更高效率傳輸、柔性可穿戴設(shè)備集成；挑戰(zhàn)：電磁輻射安全標(biāo)準(zhǔn)。

**15.開放題（共1題，5分）**

問題：無線輸電如何解決金屬障礙物的屏蔽問題？

重要性：金屬物體會(huì)阻礙磁場(chǎng)穿透，限制實(shí)際應(yīng)用范圍。

**二、知識(shí)點(diǎn)分類總結(jié)**

**1.基礎(chǔ)理論類**

-電磁感應(yīng)（法拉第定律）：核心原理，解釋能量傳輸機(jī)制。

-電路基礎(chǔ)（歐姆定律、基爾霍夫定律）：用于計(jì)算電壓、電流關(guān)系。

-諧振原理：解釋最佳傳輸距離和效率條件。

**2.實(shí)踐操作類**

-線圈繞制技術(shù)：匝數(shù)、直徑、繞向?qū)π阅苡绊憽?/p>

-材料選擇：導(dǎo)線導(dǎo)電性、磁芯磁導(dǎo)率、負(fù)載匹配性。

-實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：變量控制、數(shù)據(jù)測(cè)量方法。

**3.技術(shù)應(yīng)用類**

-不同技術(shù)路線（電磁感應(yīng)、磁共振）的對(duì)比。

-實(shí)際場(chǎng)景適配性分析（如醫(yī)療設(shè)備vs消費(fèi)電子）。

-安全與效率的權(quán)衡。

**三、各題型知識(shí)點(diǎn)詳解及示例**

**1.選擇題**

-考察基礎(chǔ)概念記憶，如電磁波類型（1.1）、材料導(dǎo)電性（1.2）。

*示例：1.3選C，因頻率越高越易穿透介質(zhì)，無線充電依賴高頻。*

**2.填空題**

-考察術(shù)語準(zhǔn)確性，如“電磁感應(yīng)”是無線輸電本質(zhì)。

*示例：2.4填“發(fā)射能量”“接收能量”，對(duì)應(yīng)初級(jí)和次級(jí)作用。*

**3.判斷題**

-考察認(rèn)知辨析能力，如線圈匝數(shù)并非越多越好（3.2）。

*示例：3.1錯(cuò)，無線輸電仍需介質(zhì)，無法完全替代有線。*

**4.簡(jiǎn)答題**

-考察原理闡述能力，需分點(diǎn)說明電磁感應(yīng)過程。

*示例：4.1需包含“變化的磁場(chǎng)→感應(yīng)電流”的完整邏輯鏈條。*

**5.實(shí)驗(yàn)題**

-考察動(dòng)手能力和邏輯思維，需設(shè)計(jì)可重復(fù)驗(yàn)證的步驟。

*示例：5.1中“調(diào)節(jié)距離”可驗(yàn)證場(chǎng)強(qiáng)隨距離衰減規(guī)律。*

**6.繪圖題**

-考察空間想象能力，需準(zhǔn)確標(biāo)注關(guān)鍵組件位置關(guān)系。

*示例：初級(jí)線圈與次級(jí)線圈需平行，電源在初級(jí)側(cè)。*

**7.計(jì)算題**

-考察公式應(yīng)用能力，需掌握功率、電壓、匝數(shù)比關(guān)系。

*示例：7.1第（3）問需用公式U?'=(N?'/N?)U?直接計(jì)算。*

**8.名詞解釋題**

-考察術(shù)語理解深度，需用簡(jiǎn)潔科學(xué)語言定義。

*示例：8.1需強(qiáng)調(diào)“閉合回路”“切割磁感線”的必要條件。*

**9.比較題**

-考察對(duì)比分析能力，需從原理、性能、場(chǎng)景多維度比較。

*示例：9題需對(duì)比“傳輸距離”和“功率密度”等關(guān)鍵指標(biāo)。*

**10.應(yīng)用題**

-考察知識(shí)遷移能力，需結(jié)合生活實(shí)際分析技術(shù)價(jià)值。

*示例：10題需說明“減少細(xì)菌滋生”等無線充電優(yōu)勢(shì)。*

**11.設(shè)計(jì)題**

-考察工程思維，需考慮成本、效率、可靠性等多因素。

*示例：11題需注明“鐵氧體磁芯”提高磁通利用率。*

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