资源简介

　　 电动机与发电机
九年级·HY版
17．3　发电机为什么能发电 (
2
)
【知识与技能】
1．知道电磁感应现象，知道磁生电的条件。
2．知道感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关。
3．知道发电机的原理及能量转化的过程。
【教学重难点】
1．通过探究实验，认识电磁感应现象和感应电流，发现磁生电的条件。
2．发电机的工作原理。
【教学准备】
手摇发电机、蹄形磁体、导线、线圈、灵敏电流表、支架
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
教师提问：奥斯特实验证明了什么？
学生回答：证明了通电导线的周围存在着磁场。
奥斯特发现了电流的周围有磁场后，许多科学家进行了逆向的思考：既然电流能产生磁场，那么能否利用磁场来产生电流呢？
一、认识发电机
教师演示活动1：让我们自己来发电。
发电机的主要部件：转子(线圈)和定子(磁体)。
二、探究电磁感应现象
教师演示活动3，并引导学生观察灵敏电流计的指针偏转情况。
教师提问：导线在磁场中静止时，灵敏电流表的指针会不会偏转？
学生回答：不会。
教师提问：导线在磁场中沿着磁感线运动时，灵敏电流表的指针会不会偏转？
学生回答：不会。
教师提问：导线在磁场中垂直磁感线运动时，灵敏电流表的指针会不会偏转？
学生回答：会。
教师提问：导线在磁场中斜向磁感线运动时，灵敏电流表的指针会不会偏转？
学生回答：会。
教师提问：将导线换成一个线圈，重复上面的实验，会有什么发现？
学生回答：会发现灵敏电流表的指针偏转角度更大。
1．电磁感应现象(教师归纳总结)：
(1)内容：闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流。电流方向与磁场方向和导体运动方向有关。
(2)产生感应电流的条件：①电路必须是闭合的；②一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
(3)能量转化：机械能转化为电能。
2．法拉第的发现进一步揭示了电与磁的联系。
例题讲解：
【例1】图中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分，它在磁场中按箭头方向运动时，下列情况不会产生感应电流的是　　　　　　　　　　　(　　)
【解析】闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。A、B、C三个图中，导体都做切割磁感线运动，故会产生感应电流。D图中，导体运动方向与磁感线方向相同，不切割磁感线，不会产生感应电流。故D符合题意。
【答案】D
【迷津指点】导体运动方向与磁感线方向不平行，导体都会做切割磁感线运动。
三、发电机的工作原理
电磁感应现象的发现，使人们找到了将机械能转化为电能的途径，进而发明了发电机。
教师引导学生观看PPT第15页动画：交流发电机工作原理。
1．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。
2．交变电流：电流的大小和方向都在周期性变化，这样的电流叫交变电流，简称交流电。
(1)在交变电流中，电流周期性变化的次数与所用时间的比叫做这一交变电流的频率，单位是赫兹(Hz)。
(2)我国电网的交流电频率为50 Hz(1 s内线圈转动50圈)，周期为0.02 s；每秒内电流方向改变100次。
例题讲解：
【例2】如图所示是发电机的工作原理图。下列说法正确的是　　　　　　(　　)
A.发电机的基本原理是通电导体在磁场中受到力的作用
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
【解析】发电机的基本原理是电磁感应，电动机的基本原理是通电导体在磁场中受到力的作用，A错误，B正确。发电机线圈在转动过程中，产生的感应电流为交变电流，其大小和方向均随时间的变化而变化，故C、D错误。
【答案】B
【拓展延伸】发电机线圈中产生的感应电流的大小和方向在周期性地变化，这样的电流叫做交变电流，简称交流电(AC)。在交变电流中，电流在1 s内完成周期性变化的次数叫做频率，单位是赫兹。我们家庭电路中用到的交流电的电压是220 V，频率是50 Hz，周期是 0.02 s。
【例3】刷卡机广泛应用于银行、超市等。如图所示的POS刷卡机读出信息的原理是：当带有磁条的信用卡在刷卡机上刷过时，刷卡机的检测头中就会产生感应电流，便可读出磁条上的信息。下列装置的工作原理与刷卡机读取信息原理相同的是　　
　　　　　　　　　　　　　(　　)
【解析】由题意可知，刷卡机读磁条信息时，刷卡机的线圈切割磁条的磁感线产生感应电流，因此刷卡机读出信息的原理是电磁感应现象。图A是演示电流磁效应的实验装置，图B、D是演示磁场对电流作用的装置，图C是演示电磁感应的实验装置。故与刷卡机读取信息原理相同的是C装置。
【答案】C
17．3　发电机为什么能发电
本节课首先复习提问奥斯特实验说明什么，然后引导学生意识到逆向思考也是一种有效的思维方式，从而导入新课。本节的重点是引导学生探究导体在磁场中产生电流的条件，为了让学生真正理解产生感应电流的条件，教师应针对性地讲解“切割”的含义。通过观察实验现象，使学生体验到科学探究成功的喜悦。发电机的学习扩充了学生的知识面，让学生体会到科学知识对社会发展的巨大作用，从而培养学生为社会做贡献的意识。不足之处是，由于缺少发电机模型，对发电机的结构和原理的讲述生硬，学生不好理解。

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