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/ 让教学更有效 精品教案 | 物理学科
17.3　发电机发电的原理
【知识要求】
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。
手摇发电机、蹄形磁体、导线、线圈、灵敏电流计、支架等
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：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、电磁感应现象
教师演示必做实验“探究导体在磁场中产生感应电流的条件”，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，灵敏电流计的指针会不会偏转？
学生回答：不会。
教师提问：导线在磁场中沿着磁感线运动时，灵敏电流计的指针会不会偏转？
学生回答：不会。
教师提问：导线在磁场中垂直磁感线运动时，灵敏电流计的指针会不会偏转？
学生回答：会。
教师提问：导线在磁场中斜向磁感线运动时，灵敏电流计的指针会不会偏转？
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：会发现灵敏电流计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。电流的方向与磁场方向和导体运动方向有关。电磁感应现象中所产生的电流，叫做感应电流。
（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】下列图片中的a表示垂直于纸面的一根导线，作为闭合电路的一部分，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（　　）
A B
C D
　　【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三幅图中，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】本题中只要导体运动方向与磁感线方向不平行，导体就会做切割磁感线运动。
三、发电机的工作原理
1.发电机的工作原理：电磁感应现象。
2.发电机工作时的能量转化：机械能转化为电能。
3.交流发电机的基本结构和工作原理示意图：观察课本图17-3-6，归纳总结。
（1）交流发电机产生的电流方向和大小是周期性变化的。
（2）实际发电机比发电机模型要复杂得多，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。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。
例题讲解：
【例2】下图所示的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现象
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现象，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1s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220V，频率是50Hz，周期是0.02s。
17.3　发电机发电的原理
发电机
发电的
原理
　　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。

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