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第二节 发电机是怎样工作的
第十九章 电从哪里来
沪科版2024
物理观念 了解电磁感应现象的产生条件，了解发电机的工作原理和涉及的能量转化。
科学思维 经历对实验现象进行观察、记录、分析、归纳，得出发电机的工作原理的过程，发展抽象概括的思维能力。
科学探究 通过演示发电机的工作原理的实验，增强设计实验与制订方案、获取与处理信息、基于证据得出结论的能力。
科学态度 与责任 结合发电机的工作原理和能量转化及我国的科技成就，认识科技对社会发展和人类生活的影响、增强科技强国的责任感。
核心素养
一、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫作电磁感应，产生的电流叫作感应电流。
二、导体中产生感应电流的条件：
1、导体是闭合电路的一部分；
2、导体在磁场中做切割磁感线运动。
3、在电磁感应现象中，消耗了机械能，得到了电能，即机械能转化为电能。
知识回顾
在电磁感应中，感应电流的方向跟导体在磁场中做切割磁感线运动的方向和磁场的方向有关。
只改变磁场的方向或导体做切割磁感线运动的方向，感应电流的方向改变；若同时将磁场的方向和导体做切割磁感线运动的方向改变，则感应电流的方向不变。
知识回顾
导体切割磁感线会产生电流，人们可以根据这一原理制造发电机。
观察模型式手摇发电机的构造
小电灯
磁极是什么形状的？
线圈是通过哪些装置和灯泡连接起来的？
摇把是通过什么带动线圈转起来的？
导入新课
导入新课
（1）发电机主要构造
磁铁、线圈abcd、铜环K和L、电刷A与B等。
磁铁
铜环
电刷
线圈abcd
（2）主要部分作用
①磁铁：用来产生磁场；
②线圈：线圈abcd转动时，切割磁感线，产生感应电流；
③铜环：两个铜环随线圈一起转动，与外部电路组成一闭合回路；
④电刷：感应电流通过电刷流出。
发电机的工作原理
　　
　　发电机发出的电流的大小和方向是变化的。
（1）观察手摇发电机的构造。
（2）观察二极管交替发光，说明产生的电流方向不停在改变。
（3）线圈转得越快，小灯泡越亮，说明感应电流越大。
发电机的工作原理
交变电流
（2）在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率。
（1）交流发电机产生的电流是交变电流，简称交流。
（3）我国电网以交流供电，频率50赫兹。
发电机的工作原理
导线ab边向左运动，cd边向右运动，不切割磁感线，没有电流。
导线ab边向下切割磁感线，cd边向上切割磁感线，产生感应电流。外部电流方向为A到B。
B
A
线圈转过半周时，ab边向右运动，cd边向左运动，不切割磁感线，没有电流。
导线ab边向上切割磁感线，cd边向下切割磁感线，产生感应电流。外部电流方向为B到A。
B
A
甲
乙
丙
丁
发电机的工作原理
图甲和图丙中导线运动方向和磁感线方向平行，不切割磁感线，没有电流产生。
图乙和丁中导线切割磁感线，有电流产生，但切割磁感线的方向相反，所以电流方向相反。每当经过磁感线与线圈平面垂直的位置时，线圈中的电流方向改变一次，线圈转一周，电流方向改变两次。
线圈不停转动，产生的电流交替往复，形成持续的电流。
甲 乙 丙 丁
发电机的工作原理
实际发电机的主要构造
主要有磁体、线圈、铜环和电刷四个基本组成部分。概括地讲是由定子（固定部分）和转子（转动部分）两部分组成。实际上大型发电机多采用线圈不动、磁极旋转的方式来发电，叫旋转磁极式发电机。
转子
定子
发电机
发电机
发电机
实际的发电机靠内燃机、水轮机、汽轮机等机械的带动，把燃料中的化学能或者水库中水流的机械能转化为电能。
能量转化
水力发电是利用水从高处流下推动水轮机转动，水轮机再带动发电机工作，把水的机械能转化为电能。
发电机的轴是竖直安装的，轴的下面连接着水轮机， 在强大水流的冲击下旋转.
水的机械能
发电机转子
的机械能
电能
能量转化
火力发电是利用可燃物在燃烧时产生的内能，通过发电动力装置转换成电能的一种发电方式。
燃料的化学能
内能
机械能
电能
能量转化
核能
水和水蒸气的内能
发电机转子的机械能
电能
优缺点：
优点:用料省,运输方便。
缺点:原材料比较少,结构比较复杂。
核能发电是在核反应堆中利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。
能量转化
风力（风能）
水力（水能）
汽轮机
（核电站，
核能）
内燃机
（化学能）
蒸汽轮机
（火电站，
化学能）
机械能
电 能
发电机
能量转化
能量转化
发电机原理
电磁感应现象
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫做电磁感应。产生的电流叫做感应电流。
感应电流产生条件
①闭合回路
②部分导体在磁场中做切割磁感线运动
感应电流方向
①磁场方向
②导体切割磁感线运动的方向
发动机
①原理：电磁感应现象
②交变电流：电流的方向周期性变化
③基本组成：定子、转子
④能量转化：把机械能转化为电能
下 课
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