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第十七章　电动机与发电机
九年级物理沪粤版·下册
17.3 发电机发电的原理
新课引入
现代社会离不开电能。这些电能通常都是通过发电机产生的。
发电机为什么能发电呢？
知识讲解
一、认识发电机
活动：让我们自己来发电
仔细观察如图所示的手摇发电机。用导线把它与小灯泡、开关连接起来。
试一试，怎样才能使小灯泡发光？
知识讲解
转动手柄使线圈在磁场里转动，小灯泡发光。
实验录像：
说明电路中有电流通过小灯泡。
知识讲解
仔细观察下图所示的手摇发电机，它们内部的主要部件是哪些？比较发电机和电动机的结构，它们有什么相似之处？
发电机的主要部件是：磁体（定子）和线圈（转子）
手摇发电机模型
磁体
线圈
(定子）
(动子）
知识讲解
二、电磁感应现象
实验：探究导体在磁场中产生感应电流的条件
仿照对电动机的研究，对线圈和磁体都做些简化，用实验来探究发电机产生电流的条件。根据以上思路，同学们设计了两种实验装置。你选择哪种方案？并选择合适的器材，进行实验。
知识讲解
（1）当单根导线或线圈的一边在磁场中静止不动时，仔细观察，灵敏电流计的指针会偏转吗？
（2）单根导线或线圈的一边在磁场中做怎样的运动时，灵敏电流计的指针才会偏转呢？如果单根导线或线圈的一边平行于磁感线运动，灵敏电流计的指针会偏转吗？
（3）改变磁铁两极的位置（改变磁场的方向），或者使单根导线或线圈的一边反向运动，灵敏电流计的指针偏转方向是否改变？
知识讲解
实验录像：
知识讲解
闭合电路的一部分导体在磁场里做__________磁感线的运动时，导体中就会产生电流。电流的方向与__________和_______________有关。
实验结论：
切割
磁场方向
导体运动的方向
注意
1.上述现象，称为电磁感应现象；
2.电磁感应现象中，电路中产生的电流叫做感应电流；
3.如果同时改变磁场方向和导体运动的方向，感应电流方向不变；
4.电磁感应过程中，能量转化情况是：机械能转化为电能。
知识讲解
实验：这样能产生感应电流吗？试一试。
发生电磁感应现象的条件是什么？
1.闭合电路。
2.导体在磁场中做切割磁感线运动。
强化训练
(福建中考)在探究“感应电流产生条件”的实验中，将导体AB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是(　　)
A.让蹄形磁铁静止，导体AB也保持静止
B.让蹄形磁铁静止，导体AB在竖直方向上下运动
C.让导体AB静止，蹄形磁铁在竖直方向上下运动
D.让导体AB静止，蹄形磁铁沿水平方向左右运动
D
知识讲解
三、发电机的工作原理
再来观察模型发电机，你能用电磁感应现象来说明它的工作原理吗？
导体运动出磁场之后，电流就消失了，怎样才能得到持续的电流呢？
让线圈在磁场中转起来！
知识讲解
设线圈绕自身的轴线逆时针转动。当线圈平面与磁感线垂直时，线圈 AB 边和CD 边运动方向与磁感线平行，不切割磁感线，线圈中不能产生电流。
知识讲解
当线圈平面与磁感 线 平 行 时，AB 边运 动 方 向 向 上、CD 边运动方向向下，都切割磁感线，产生感应电流。电流在由线圈、铜环 1、电刷 3、灵敏电流计、电刷 4以及铜环 2 构成的电路中流动。
知识讲解
线圈平面再次转到与磁感线垂直时，AB 边和 CD 边运动方向又与磁感线平行，线圈中不会产生感应电流。
知识讲解
线圈平面再次与磁感线平行，此时 AB边运动方向向下，CD边运动方向向上，切割磁感线，产生感应电流，但电流方向与前面的相反。
交流电：周期性改变方向和大小的电流叫做交流电，它跟通过干电池、蓄电池所得到的方向不变的直流电是不同的。
知识讲解
交流发电机的工作原理
知识讲解
1.实际发电机比模型发电机要复杂得多，但基本部件仍是磁体与线圈。它的磁体是转动的电磁铁，线圈嵌在由硅钢片制成的槽中，如图所示。
2.当转子转动时，定子中的线圈便会切割磁感线而产生感应电流。
3.发电机是由水轮机、汽轮机或内燃机等带动转子转动的，所产生的感应电流通常都是交变电流（交流电），且电压较高。
知识讲解
注意
电动机与发电机的对比
比较项目 电动机 发电机
原理 磁场对电流有力的作用 电磁感应现象
外接电源 外电路上有电源 外电路上无电源
在电路中的作用 用电器 电源
模型
能量转化 电能转化为机械能 机械能转化为电能
强化训练
【多选题】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(　　)
A
B
C
D
AD
知识总结
课堂练习
1. (阜新中考) 下列装置中,和发电机的工作原理相同的是( )
B
课堂练习
2.(天津中考)图中a表示垂直于纸面的一条导线，它是闭合电路的一部分，当它在磁场中按箭头方向运动时，不能产生感应电流的情况是(　　)
D
课堂练习
3.(成都中考)如图所示，为发电机的工作原理图，下列说法中正确的是(　　)
A.发电机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用
B.发电机的基本原理是电磁感应
C.线圈在转动过程中，感应电流的大小不变
D.线圈在转动过程中，感应电流的方向不变
B
课堂练习
4.【多选题】如图所示是有关电和磁的两个重要的科学探究实验，下列说法正确的是(　　)
A.甲图中开关S闭合后，轻质导体棒ab会运动
B.甲图实验探究的是发电机的工作原理
C.乙图中导体棒cd切割磁感线运动时，灵敏电流计的指针会发生偏转
D.乙图实验说明电能可以转化为机械能
AC

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