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1.6 发电

电存在于所有物质中。然而，物质是电中性的。因此，为了产生电流，必须施加外部能量以释放一些电子（电荷），即获得电能。这可以通过利用涡轮机中的机械能来实现，无论是风力、水力还是其他类型，它们连接着同步、异步或其他发电机。我们可以使用集总电路抽象对每一个装置进行建模，就像汲取阳光中所含能量的太阳能电池模型一样。

练习题

为什么必须向物质施加外部能量才能建立电流？

A. 因为物质在电学上是中性的，而电子必须被释放

B. 因为物质在自然状态下不含电子

C. 因为所有材料都是完美的绝缘体

D. 因为电子永久地束缚在所有原子核上

文中提到哪些类型的发电机可连接到涡轮机上用于发电？

A. 仅同步发电机

B. 仅异步发电机

C. 同步发电机和异步发电机

D. 仅直流发电机

文中提到以下哪些是可用于发电涡轮机的机械能来源？

A. 风

B. 水

C. 核裂变

D. 化学燃烧

根据文本，以下关于发电的陈述哪些是正确的？

A. 必须施加外部能量来释放电子

B. 涡轮机中的机械能可用于发电

C. 物质天然包含已形成的电流

D. 集总电路抽象可用于建模太阳能电池等设备

在自然状态下，所有物质都是电中性的。

电流可以在没有任何外部能量输入的情况下自发建立。

集总电路抽象只能用于建模太阳能电池，不能用于其他器件。

为了获得电，必须施加某种外部___，以便从物质中释放电子。

使用风能或水能的涡轮机可以连接到同步或___发电机上以产生电力。

解释物质的电中性与建立电流需要外部能量之间的关系。

导体的原子结构（具有价电子）与建立电流需要外部能量这一要求有何关系？

由于物质在电性上是中性的，因此需要外部能量来释放电子并建立电流。基于原子结构，为什么铜比玻璃这样的绝缘体更适合用于这一目的？

A. 铜具有完整的外层电子壳层，使电子更容易释放

B. 铜具有不完整的外层电子壳层，并含有容易释放的价电子

C. 玻璃比铜有更多自由电子，但它们需要更多能量才能释放

D. 铜和玻璃具有相同的原子结构，但铜的导热性更好

当风力涡轮机的机械能被用来发电时，铜导线中产生的电子流与传统电流方向相同。

以下哪些陈述正确描述了外部能量、电子行为和电流产生之间的关系？请选择所有适用项。

A. 需要外部能量来释放电子，因为物质在电性上是中性的

B. 即使没有外部能量，导体中的自由电子也会在相邻原子之间移动

C. 当一个原子因外部能量而失去一个电子时，它会变成正离子

D. 绝缘体不需要外部能量即可建立电流，因为它们的电子被紧密束缚

E. 涡轮机中的机械能可以提供建立电子流所需的外部能量

当外部能量施加到铜导体上时，原子失去电子并变成___离子，这些离子随后吸引电子，从而建立电子流。

解释为什么银、铜、金和铝是将机械能转换为电能的发电机中导线的首选材料。

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