九年级物理下册17.3发电机为什么能发电课件新版粤教沪版

1、第十七章第十七章 电动机与发电机电动机与发电机17.3 17.3 发电机为什么能发电机为什么能 发电发电所有的电能都来自发电厂，它们都离不开发电机。所有的电能都来自发电厂，它们都离不开发电机。发电机是如何发电的呢？发电机是如何发电的呢？风力发电风力发电水力发电水力发电火力发电火力发电1知识点知识点电磁感应现象电磁感应现象活动活动1：让我们自己来发：让我们自己来发电电用导线把手摇发电机、小灯泡、开关连接起用导线把手摇发电机、小灯泡、开关连接起来。来。转动手柄使线圈在磁场里转动，小灯泡发光转动手柄使线圈在磁场里转动，小灯泡发光，说说明电路中有电流通过小灯明电路中有电流通过小灯泡。泡。点点击击画画面

2、面播播放放视视频频活动活动2：拆开发电：拆开发电机机仔细观察下图所示的手摇发电机，它们内部的主仔细观察下图所示的手摇发电机，它们内部的主要要部部件是哪些？比较发电机和电动机的结构，它们件是哪些？比较发电机和电动机的结构，它们有有什什么相似之处。么相似之处。发电机的主要部件是：发电机的主要部件是：磁体（定子）磁体（定子）和和线圈（转子线圈（转子）活动活动3：探究电磁感应现：探究电磁感应现象象奥斯特实验（电生磁奥斯特实验（电生磁）通电的导体通电的导体在在磁磁场中会受场中会受到到力力的作的作用。用。受受到力作用到力作用的的导导体在磁场体在磁场中中运运动会不会动会不会产产生生电呢？电呢？制定计划和设计

3、实验制定计划和设计实验奥奥斯特实验（电生磁斯特实验（电生磁）器器材：磁铁、灵敏材：磁铁、灵敏电流电流计、导线等计、导线等分析与论分析与论证证结论结论：1闭合电路的一部分导体在磁场中做切割闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁磁感感线运动时，导体中就产生电流，这是一种电磁感线运动时，导体中就产生电流，这是一种电磁感应应现现象象。2电路中产生的电流叫做感应电流。电路中产生的电流叫做感应电流。把磁感线想象成一把磁感线想象成一根根线，导线想象根根线，导线想象成一把刀。成一把刀。感应电流方向感应电流方向与与导体切割磁感线运动方向导体切割磁感线运动方向和和磁场方向磁场方向有关。有关。1. 只改变只改变导体切

4、割磁感线运动方向，感应电流方向导体切割磁感线运动方向，感应电流方向改改 变了。变了。2. 只改变只改变磁场方向，感应电流方向磁场方向，感应电流方向改变了。改变了。3. 同时改变同时改变导体切割磁感线运动方向导体切割磁感线运动方向和和磁场方向，感磁场方向，感 应电流方向应电流方向不变。不变。在电磁感应现象中能量的转化：在电磁感应现象中能量的转化：机械能机械能转化为转化为电能电能产生电磁感应条件产生电磁感应条件1. 闭合电路的一部分导体闭合电路的一部分导体2. 在磁场中做切割磁感线运动时在磁场中做切割磁感线运动时探究电磁感应现象的实验装置探究电磁感应现象的实验装置(二二)【例【例1】 (实验探究题

5、实验探究题)在在“探究感应电流的产生探究感应电流的产生”的实的实验中，小颖同学的四次实验情况分别如图所示。验中，小颖同学的四次实验情况分别如图所示。(1)有同学说：有同学说：“只要只要闭合电路中的一部分闭合电路中的一部分导体在磁场中运动，导体在磁场中运动，就会产生感应电流。就会产生感应电流。”你认为他的说法对吗？你认为他的说法对吗？_，图，图_可支持你的结论。可支持你的结论。不对不对丙丙(2)为了探究感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方为了探究感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向之间的关系。向之间的关系。a根据图甲和图乙的实验现象可以得出的结论：根据图甲和图乙的实验现象可以得出的结论：_。b

6、根据图乙和图丁的实验现象可以得出的结论：根据图乙和图丁的实验现象可以得出的结论：_。(3)从能量转化的角度来分析，感应电流的产生过程是从能量转化的角度来分析，感应电流的产生过程是_能转化为电能能转化为电能。感应电流的方向与导体的运动方向有关感应电流的方向与导体的运动方向有关感应电流的方向与磁感线的方向有关感应电流的方向与磁感线的方向有关机械机械(1)要产生感应电流，闭合电路的部分导体在磁场中要做切割要产生感应电流，闭合电路的部分导体在磁场中要做切割磁磁感感线运动。如图丙，虽然导体运动了，但没有做切割磁感线线运动。如图丙，虽然导体运动了，但没有做切割磁感线运运动动，电流计的指针没有偏转，即电路中

7、没有感应电流产生。，电流计的指针没有偏转，即电路中没有感应电流产生。所所以以此同学的说法不对。此同学的说法不对。(2)图甲导体向右运动，电流计的指针图甲导体向右运动，电流计的指针向向左左偏转；图乙磁场方向不变，导体向左运动，电流计的指针偏转；图乙磁场方向不变，导体向左运动，电流计的指针向向右右偏转，所以可以看出感应电流方向与导体的运动方向有关偏转，所以可以看出感应电流方向与导体的运动方向有关。图图乙乙n极在上，导体向左运动，电流计的指针向右偏转；图极在上，导体向左运动，电流计的指针向右偏转；图丁丁导导体运动方向不变，改变了磁场的方向，使体运动方向不变，改变了磁场的方向，使s极在上，电流计极在上

8、，电流计的的指指针向左偏转，所以可以看出感应电流的方向与磁场针向左偏转，所以可以看出感应电流的方向与磁场(或磁感线或磁感线)的的方向有关。方向有关。(3)导体运动消耗了机械能，得到了电能，所以导体运动消耗了机械能，得到了电能，所以在在此此过程中，机械能转化为电能过程中，机械能转化为电能。【解析【解析】(控制变量法控制变量法) 影响感应电流方向的因素有两个：一是影响感应电流方向的因素有两个：一是磁场的方向，二是导体切割磁感线的方向，在探究的磁场的方向，二是导体切割磁感线的方向，在探究的过程中必须控制其中一个因素不变，探究感应电流方过程中必须控制其中一个因素不变，探究感应电流方向与另一个因素的关系

9、。向与另一个因素的关系。【例【例2】 (福州福州)在探究在探究“感应电流产生条件感应电流产生条件”的实验的实验中，将导体中，将导体ab水平置于蹄形磁铁的磁场中，如图所示。水平置于蹄形磁铁的磁场中，如图所示。闭合开关后，能使灵敏电流计的指针发生偏转的做法闭合开关后，能使灵敏电流计的指针发生偏转的做法是是()a让蹄形磁铁静止，导体让蹄形磁铁静止，导体ab也保持静止也保持静止b让蹄形磁铁静止，导体让蹄形磁铁静止，导体ab在竖直方向上下运动在竖直方向上下运动c让导体让导体ab静止，蹄形磁铁在竖直方向上下运动静止，蹄形磁铁在竖直方向上下运动d让导体让导体ab静止，蹄形磁铁沿水平方向左右运动静止，蹄形磁铁

10、沿水平方向左右运动d【解析【解析】电流计指针发生偏转就说明电路中产生了感应电流电流计指针发生偏转就说明电路中产生了感应电流，解解答此题要清楚产生感应电流的条件。答此题要清楚产生感应电流的条件。产生感应电流的条件注意两点：一是产生感应电流的条件注意两点：一是“导体必须是导体必须是闭闭合合电路的一部分电路的一部分”；二是；二是“切割磁感线运动切割磁感线运动”，导，导体体的的运动必须是切割磁感线的，正切、斜切都可以，运动必须是切割磁感线的，正切、斜切都可以，但但不不能不切割。能不切割。关于电磁感应现象的讨论，下列说法正确的是关于电磁感应现象的讨论，下列说法正确的是()a电能生磁，磁不能生电电能生磁，

11、磁不能生电b发电机发电的过程能量不会转化发电机发电的过程能量不会转化c在电磁感应现象中产生的电流叫感应电流在电磁感应现象中产生的电流叫感应电流d导体在磁场中往复运动产生的电流方向不变导体在磁场中往复运动产生的电流方向不变1如图所示为如图所示为“探究感应电流产生条件探究感应电流产生条件”的实验装的实验装置。回顾探究过程，以下说法正确的是置。回顾探究过程，以下说法正确的是()2a让导线让导线ab在磁场中静止，蹄形磁体的磁性越在磁场中静止，蹄形磁体的磁性越强，灵敏电流计指针偏转角度越大强，灵敏电流计指针偏转角度越大b用匝数较多的线圈代替单根导线用匝数较多的线圈代替单根导线ab，且使线，且使线圈在磁场

12、中静止，这时灵敏电流计指针偏转角度圈在磁场中静止，这时灵敏电流计指针偏转角度增大增大c蹄形磁体固定不动，当导线蹄形磁体固定不动，当导线ab沿水平方向左沿水平方向左右运动时，灵敏电流计指针会发生偏转右运动时，灵敏电流计指针会发生偏转d蹄形磁体固定不动，当导线蹄形磁体固定不动，当导线ab沿竖直方向上沿竖直方向上下运动时，灵敏电流计指针会发生偏转下运动时，灵敏电流计指针会发生偏转2知识点知识点发电机及其工作原理发电机及其工作原理电磁感电磁感应现象的应用应现象的应用变变压压器器不用电不用电手电筒手电筒自自行行车车测测速速器器电磁感应现象的主要应用是电磁感应现象的主要应用是发电机发电机发电机发电机原理：

13、原理：电磁感应现象电磁感应现象组成：组成：磁体、线磁体、线圈圈发电机发电原理示意图发电机发电原理示意图交流发交流发电电机工作原理机工作原理发发电电机的整个工作过程的分解图机的整个工作过程的分解图工作原理工作原理铜环铜环电刷电刷当线圈在前半周转动时，当线圈在前半周转动时，电流表指针偏转，表明电流表指针偏转，表明电路中产生了电流；当电路中产生了电流；当线圈在后半周转动时，线圈在后半周转动时，切割磁感线方向相反切割磁感线方向相反，电流表指针偏转方向电流表指针偏转方向相相反反。发电机发电的过程是其他形式能转化为电能的过程。发电机发电的过程是其他形式能转化为电能的过程。实用交流发电实用交流发电机机实际的

14、交流发电机实际的交流发电机，结，结构比较构比较复复杂杂，但主要由转子（转动部分，但主要由转子（转动部分）和和定子（固定部分）两部分组定子（固定部分）两部分组成。成。转转子由水轮机、汽轮机或内燃机来带子由水轮机、汽轮机或内燃机来带动。动。大型发电机发出很高的电压和很强的电流，要采用大型发电机发出很高的电压和很强的电流，要采用线线圈圈不动、磁极旋转的方式发不动、磁极旋转的方式发电。这电。这种发电机叫做旋种发电机叫做旋转转磁磁极式发电极式发电机。机。【例【例3】 (湖北十堰，易错题湖北十堰，易错题)如图所示的实验装如图所示的实验装置中，能用来解释发电机工作原理的是置中，能用来解释发电机工作原理的是(

15、)ca.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动动时时，就会产生感应电流，是电磁感应现象，属于发，就会产生感应电流，是电磁感应现象，属于发电电机机的工作原理，故该选项符合题意；的工作原理，故该选项符合题意；b.通电导体在通电导体在磁磁场场中受到力的作用，是电动机的工作原理，故该选中受到力的作用，是电动机的工作原理，故该选项项不不符合题意；符合题意；c.通电线圈在磁场中受力转动，是电通电线圈在磁场中受力转动，是电动动机机的工作原理，故该选项不符合题意；的工作原理，故该选项不符合题意；d.奥斯特实奥斯特实验验说说明了电流周围存在磁场，故该选项不符合题意

16、；明了电流周围存在磁场，故该选项不符合题意；本本题题中学生容易混淆的是中学生容易混淆的是a和和b两个图，要从有无电两个图，要从有无电源源上上区分，有电源的是电动机原理，无电源的是发电区分，有电源的是电动机原理，无电源的是发电机机原原理。理。【解析【解析】发电机的工作原理是电磁感应，即闭合电路的一部发电机的工作原理是电磁感应，即闭合电路的一部分分导导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生生感感应电流；电动机的工作原理是磁场对电流的作用应电流；电动机的工作原理是磁场对电流的作用，即即通电导体在磁场中受力运动。通电导体在磁场中受力运动。【例【例4】发电

17、机和电动机的相继问世，使电能的大规发电机和电动机的相继问世，使电能的大规模生产和利用成为现实，人类社会进入了电气化时模生产和利用成为现实，人类社会进入了电气化时代。如图所示的四幅图中，属于发电机原理实验图代。如图所示的四幅图中，属于发电机原理实验图及其应用图的是及其应用图的是()图是研究电磁感应现象的，是发电机原理，符合图是研究电磁感应现象的，是发电机原理，符合题题意意；图是研究磁场对电流的作用力的，是电动机；图是研究磁场对电流的作用力的，是电动机原原理理，不符合题意；图是电动机模型，不符合题意，不符合题意；图是电动机模型，不符合题意；图图是发电机模型，符合题意。是发电机模型，符合题意。【解析

18、【解析】(比较法比较法)区别电动机与发电机区别电动机与发电机比较项目比较项目电动机电动机发电机发电机原理原理磁场对电流有力的作用磁场对电流有力的作用电磁感应现象电磁感应现象外外接电接电源源外电路上有电源外电路上有电源外电路上无电源外电路上无电源在电路中在电路中的作用的作用用电器用电器电源电源模型模型能量转化能量转化电能转化为机械能电能转化为机械能机械能转化为电能机械能转化为电能(中考中考淮安淮安)如图所示，用漆包线绕成矩形线圈，如图所示，用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的导线拉直并用刀将漆全部刮掉，作将线圈两端的导线拉直并用刀将漆全部刮掉，作为转动轴，将线圈放在金属支架上，在它下面放为转动轴，

19、将线圈放在金属支架上，在它下面放一块小磁体，用纸做一个小风车固定在转动轴上，一块小磁体，用纸做一个小风车固定在转动轴上，将装置与小量程电流表相连，使将装置与小量程电流表相连，使小小风风车转动，可观察到车转动，可观察到_的的现象，说明电路中有电流产生现象，说明电路中有电流产生，此此过程中过程中_能转化为电能能转化为电能，若若将电流表换成干电池接入电路将电流表换成干电池接入电路，线线圈圈_(填填“能能”或或“不能不能”)持续转动。持续转动。1(中考中考成都成都)学习电与磁的知识后，小阳同学知道学习电与磁的知识后，小阳同学知道了发电机发电是利用了了发电机发电是利用了_的原理。小阳的原理。小阳用如图所

20、示的实验装置探究产生电流的条件。闭用如图所示的实验装置探究产生电流的条件。闭合开关后，铜棒合开关后，铜棒ab、灵敏电流计、开关、导线、灵敏电流计、开关、导线组成了闭合电路，当组成了闭合电路，当小小阳阳让铜棒让铜棒ab_(填填“上下上下”或或“左右左右”)运运动时，灵敏电流计动时，灵敏电流计的的指指针会发生偏转。针会发生偏转。2一、发电机的构造：一、发电机的构造：磁体（定子）和线圈（转子）磁体（定子）和线圈（转子）二、发电机的工作原理：二、发电机的工作原理：电磁感应现象电磁感应现象三、产生磁感电流的条件三、产生磁感电流的条件 1. 电路必须闭合电路必须闭合 2. 部分导体在磁场中做切割磁感线运动

21、部分导体在磁场中做切割磁感线运动四、影响感应电流的方向的因素四、影响感应电流的方向的因素 1. 导体在磁场中做切割磁感线运动方向导体在磁场中做切割磁感线运动方向 2. 磁场的方向磁场的方向五、影响感应电流的大小的因素五、影响感应电流的大小的因素 1. 磁场的强弱磁场的强弱 2. 导体切割磁感线运动的速度导体切割磁感线运动的速度请你比较发电机和电动机的结构，看看它们的主要结请你比较发电机和电动机的结构，看看它们的主要结构有什么相似之构有什么相似之 处。处。对产生感应电流的条件有下面四种说法，你认为正确对产生感应电流的条件有下面四种说法，你认为正确的是的是( )a.只要导体在磁场中做切割磁感线的运动，就一定会只要导体在磁场中做切割磁感线的运动，就一定会产生感应电流产生感应电流b.只要闭合导体的一部分在磁场中运动，就一定会产只要闭合导体的一部分在磁场中运动，就一定会产生感应电流生感应电流c.闭合导体的一部分在磁场中不动，只要磁场运动就闭合导体的一部分在磁场中不动，只要磁场运动就一定会产生感应电流一定会产生感应电流d.只要闭合导体的一部分在磁场中做切割磁感线的运只要闭合导体的一部分在磁场中做切割磁感