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【学习目标】
学习目标 物理观念：理解发电机原理（电磁感应），明确交变电流的定义、特点及能量转化（机械能→电能）。 科学思维：分析发电机结构与工作过程，培养逻辑推理和模型建构能力（如线圈转动与电流变化的关联）。 科学探究：参与 “制作小发电机” 实验，探究交变电流的产生，提升实验操作与数据分析能力。 科学态度与责任：认同发电机对工业革命的推动作用，增强技术应用的社会责任感，关注科学技术与社会发展的联系。
学习重点 发电机的工作原理及能量转化。 交变电流的概念及特点。
学习难点 线圈转动时交变电流的产生过程。 发电机结构与电磁感应条件的关联理解。
【课前预习】
一、发电机的原理与结构
1.发电机是根据______原理工作的，它由______（不动部分）和______（转动部分）组成。
2.制作小发电机时，用漆包线绕成线圈，作为转动轴的两线头需______，放在磁体磁场中，就能通过转动产生电流。
二、交变电流
3. 随着线圈的转动，发电机产生的感应电流的______和______会周期性变化，这种电流叫做______，简称______。
4. 交变电流的频率是指电流周期性变化的次数与所用时间的比，单位是______（Hz），我国电网的交流电频率是______Hz。
三、发电机的能量转化与应用
5. 发电机工作时，将______能转化为______能，其机械能可以来自风、水的流动等。6. 从只能点亮灯泡的自行车发电机，到大型发电厂的发电机组，发电机推动了人类的______革命，实现了电能的大规模应用。
【课中研学】
1. 思考：发电站的核心设备是什么？它如何将其他形式的能转化为电能？
2. 动手做：做一个小发电机
如图所示，用漆包线绕一个宽约1.5cm、长约2cm的矩形线圈，匝数为10圈左右。两线头伸直，留出约1cm，用刀片将漆皮刮掉，作转动轴，支在用曲别针做的支架上，在线圈下面放一块小磁铁。这样，一个最简单的发电机就做成了。
用纸做一个小风轮固定在转动轴上，将小发动机与灵敏电流计相接，观察灵敏电流计指针方向的变化。
将小发电机与电流传感器相接，吹动小风轮使线圈转动，通过计算机观察小电动机的发电情况。
3. 发电机的定子和转子分别指什么？它们各自的作用是什么？
4.为什么线圈旋转时会产生交变电流？我国使用的交流电有什么特点？
5.发电机工作过程中，能量是如何转化的？
【课堂总结】
【分层作业】
（巩固性作业）
一、填空题
1. 发电机的工作核心原理是______，它能将输入的机械能转化为______能。
2.发电机的基本结构包括______（固定不动的部分，通常是磁体）和______（绕轴转动的部分，通常是线圈）。
3.发电机工作时，线圈在磁场中持续转动，产生的感应电流的______和______会周期性变化，这种电流称为交变电流。
4.我国电网提供的交流电，频率为______Hz，意味着每秒电流的方向会变化______次。
5.水力发电机依靠水流推动涡轮机转动，进而带动发电机线圈运动，其能量转化路径是：水流的机械能→______→电能。
二、选择题
6. 下列关于发电机原理的说法，正确的是（ ）
A. 基于通电导体在磁场中受力运动
B. 基于电磁感应现象
C. 基于电流的磁效应
D. 基于分子电流假说
7.关于交变电流的特点，下列描述正确的是（ ）
A. 电流大小和方向始终不变
B. 电流大小不变，方向周期性变化
C. 电流大小和方向都周期性变化
D. 电流大小周期性变化，方向不变
8.发电机中 “定子” 的主要作用是（ ）
A. 绕轴转动切割磁感线
B. 提供磁场
C. 将电能转化为机械能
D. 产生感应电流
9.下列设备工作时，能量转化方式与发电机相同的是（ ）
A. 电动机 B. 电暖器 C. 动圈式话筒 D. 电磁铁
10.制作简易小发电机时，线圈两端的漆皮需要 “一端全刮、一端半刮”，这样做的目的是（ ）
A. 减小线圈电阻 B. 使线圈持续获得电流
C. 方便线圈固定 D. 增强线圈的磁性
（拓展性作业）
11. 某同学制作的小发电机，转动线圈时灵敏电流计指针始终不偏转，下列原因分析不合理的是（ ）
A. 线圈未切割磁感线
B. 线圈两端漆皮未刮除
C. 磁体磁性过强
D. 电路接触不良
12.发电机工作时，线圈每转动一周，感应电流的方向会变化（ ）
A. 1 次 B. 2 次 C. 3 次 D. 4 次
13.下列关于发电机能量转化的说法，错误的是（ ）
A. 风力发电机：风能→机械能→电能
B. 火力发电机：化学能→内能→机械能→电能
C. 太阳能发电机：太阳能→电能（直接转化，不经过机械能）
D. 水力发电机：水能→机械能→电能
14.制作小发电机时，若将线圈匝数增加，其他条件不变，转动线圈时可能观察到的现象是（ ）
A. 感应电流消失 B. 灵敏电流计指针偏转角度变大
C. 电流方向改变频率变快 D. 线圈转动更费力
15.关于发电机与电磁感应条件的关联，下列说法正确的是（ ）
A. 定子提供 “磁场”，转子的线圈作为 “闭合电路的一部分导体”
B. 转子提供 “磁场”，定子的线圈作为 “闭合电路的一部分导体”
C. 无需闭合电路，线圈转动就能产生感应电流
D. 线圈静止时，只要磁场运动就不能产生感应电流
（探究性作业）
选做题：
三、综合题
16．某小组制作简易小发电机后，发现转动线圈时灵敏电流计指针偏转角度很小，请结合教材知识，提出 2 种可能的改进方法，并说明每种方法的原理。
17. 我国的核电事业发展迅速，已经建成几座核电站，其中广东大亚湾核电站每年发电量约70%的电力供应香港，30%的电力供应广东电网。在保证输送功率不变的情况下，远距离送电采取高压送电的方式来实施。图1是核电站的工作原理图和远距离输电流程示意图。
(1)核电站中发电机是英国物理学家 在10年中做了多次探索，发现了利用磁场产生电流的条件和规律，这样产生的电流叫 ，根据这个发现，后来发明了发电机。
(2)关于远距离输电，下列表述正确的是（ ）
A．提高输电电压可以减小输电线电阻，从而减小输电损失
B．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小
C．若能研制出常温下的超导体，用它制作远距离输电导线，将不需要高压输电方式
(3)若核电站的发电输出电功率为：，用10kV的高压进行输电，若此时输电线的电阻为5Ω，输电线上的热损耗功率为 W；在输送功率不变时，若改用1000kV的电压输电，则此时导线上的热损耗功率与原来导线上的热损耗功率之比为 ；
(4)远距离输电时某处发生了短路，为确定短路位置，检修员利用电压表、电流表和电源接成如图2所示的电路进行测量，已知甲、乙两地的每根输电线每千米的电阻为，电压表示数为3V，电流表示数为0.5A，则短路位置到甲地的距离为 km。
参考答案
【课前预习】
1.电磁感应；定子；转子
2.刮掉漆皮
3.大小；方向；交变电流；交流电
4.赫兹；50
5.机械；电
6.工业
【作业布置】
1. 电磁感应现象；电
2.定子；转子
3.大小；方向
54.0；100
5.发电机线圈的机械能
6.B
7.C
8.B
9.C
10.B
11. C（解析：线圈不偏转的原因需结合电磁感应条件 —— 闭合电路、一部分导体、切割磁感线。A 选项未切割磁感线、B 选项漆皮未刮除（电路不闭合）、D 选项电路接触不良（电路不闭合）均会导致无电流；C 选项磁体磁性过强会使电流变大，不会导致指针不偏转，故 C 不合理）
12.B（解析：教材明确线圈在磁场中转动一周，会两次切割磁感线（改变切割方向），因此感应电流方向会变化 2 次，故 B 正确）
13.C（解析：太阳能发电机分为 “光伏型” 和 “光热型”，光伏型直接将太阳能转化为电能，无需机械能；但题目中 “发电机” 核心原理是电磁感应，需机械能参与，因此太阳能发电机（光热型）需经过 “太阳能→内能→机械能→电能”，选项 C 描述的 “直接转化” 不属于本课时所学的 “发电机” 范畴，故 C 错误）
14.B（解析：线圈匝数增加，切割磁感线的导体 “有效长度” 增加，感应电流大小变大，灵敏电流计指针偏转角度变大；A 选项电流不会消失，C 选项方向变化频率与线圈转速有关，D 选项匝数增加不影响转动费力程度，故 B 正确）
15.A（解析：发电机中定子通常是固定的磁体（提供磁场），转子是转动的线圈（作为闭合电路的一部分导体，切割磁感线）；B 选项转子不提供磁场，C 选项需闭合电路，D 选项磁场运动时线圈相对磁场切割磁感线也能产生电流，故 A 正确）
16．改进方法及原理
方法 1：更换磁性更强的磁体。原理：教材中提到感应电流大小与磁场强弱有关，磁场越强，线圈切割磁感线时产生的感应电流越大，指针偏转角度越大。
方法 2：加快线圈转动速度。原理：感应电流大小与导体切割磁感线的速度有关，转动速度越快，切割速度越大，感应电流越大，指针偏转角度越大。（或 “增加线圈匝数”，原理：匝数越多，切割磁感线的有效导体越多，感应电流越大）
17. (1) 法拉第 感应电流
(2)C
(3) 1:10000
(4)15
【详解】（1）[1][2]英国物理学家法拉第发现电磁感应现象，即利用磁场产生电流，产生的电流叫感应电流，据此发明发电机。
（2）A．输电电压不影响输电线电阻（电阻由导线材料、长度、横截面积等决定），故A错误；
B．根据，输送电压一定，输送功率越大，电流越大，根据，电能损失越大，故B错误；
C．常温超导体电阻为，不用考虑电热损失，无需高压输电，故C正确。
故选C。
（3）[1]先根据求电流
输电线上的热损耗功率为
[2]输送功率不变，热损耗功率之比为
（4）检测电路输电线的总电阻
每根输电线每千米电阻，则导线长度为
短路位置到甲地距离
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