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第3章 电磁及其应用
利用磁卡存取消费，利用移动硬盘储存资料，利用移动电话通信… …电与磁改变生活。
磁体是怎样记录信息的 移动电话是怎祥传递声音和图像的 发电机是怎样发电的
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草原、戈壁滩、海边、山岗，越来越多的地方安装了风力发电机。为什么风力驱动叶片能使风机发电？发电的原理是什么？
第4节 磁生电
第2课时 发电机及电磁发展历程
第4节 磁生电
二、发电机
发电机是根据电磁感应原理制成的，是一种把机械能转化为电能的装置。
把手摇发电机与电流表连接起来。如图所示。转动手摇发电机的线圈，可以看到电流表的指针 。
说明发电机产生的电流方向是 的。
左右摆动
发生改变
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大小和方向都发生周期性变化的电流叫交流电。
交流电与直流电
电流方向不变的电流，叫直流电。
电池产生的电流就是直流电。
我国电网以交流电供电，周期是0.02s，频率为50Hz。
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交流发电机的结构
主要由转子和定子组成。
线圈的两个端线上有两个铜环（E、F）和电刷（A、B）与外电路连接。
当转子线圈转动时，其ab边与cd边切割磁感线而产生感应电流。
大型交流发电机一般采用线圈不动、磁极旋转的方式来发电。为了得到较强的磁场，还要用电磁铁代替永磁体。
大型交流发电机
定子 转子
发电机的能量转化
把机械能转化为电能
发电机与电动机的结构本质上是一样的，因此，电动机也可用来做发电机。
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旋转电动机的磁体就可以产生电
发电机与电动机的比较
工作原理
利用电磁感应现象
通电线圈在磁场中受力而转动
结构构造
磁体、线圈、铜环和电刷
磁体、线圈、换向器和电刷
发电机与电动机的比较
能量转化
机械能转化为电能
电能转化为机械能
发电机与电动机的比较
电路作用
电源
用电器
发电机与电动机的比较
判定定则
右手定则
左手定则
发电机与电动机的比较
交流电与直流电有什么不同？通过查阅资料，了解为什么平时我们用得最多的是交流电而不是直流电。
答：交流电和直流电的主要区别在于电流方向：交流电：电流方向和大小随时间周期性变化（如家庭用电220V/50Hz）。直流电：电流方向恒定不变（如电池、USB供电）。
因为交流电传输损耗低、交流发电机结构简单，成本低，维护方便。
奥斯特发现电生磁，法拉第发现磁生电。根据这个原理，英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在。德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。无线电波、微波、红外线、紫外线和X射线等都是电磁波。
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法 拉 第
法拉第是英国物理学家、化学家。
他家境贫寒没有受过正规的学校教育。
少年时代在装订厂帮工，这使他有机
会阅读大量的科技书籍。他买了实验
仪器来验证书本上的知识。法拉第的
勤奋与好学得到了当时著名科学家戴
维的赏识，成为戴维科学研究的助手。从此，法拉第开始了他终生的科学研究工作。
法拉第发现了使二氧化碳、硫化氢、溴化氢和氯气变成液体的加压液化法；发现了电磁感应定律，制造了世界上第一台发电机；首次提出了电与磁相互联系的观点，创立了现代电磁理论的基础；发现了电解定律，首次建立了电与化学的联系；首次证明了摩擦电、温差电、伽伐尼电、伏打电和感应电的本质是相同的……
电与磁现象是人类探索自然的一个重要方面，人类对电与磁现象的认识促进了科学技术的快速进步，改变了人们的生活方式和世界的面貌。
电与磁的发展历程
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交流发电机
1.发电机的工作原理：
根据电磁感应的原理制成
2.交流电：
这种周期性改变方向的电流叫交流电
3.交流电的周期和频率：
我国的交流电周期是 0.02秒，频率为50赫兹
4.交流发电机的结构：
主要由转子（线圈）和定子（磁体）组成
5.发电机的能量转化：
把机械能转化为电能
1. 发电机的主要结构是怎样的？它的电能从哪里来，又到哪里去？
答：发电机主要由磁铁和线圈两部分组成。它的电能由线圈的机械能转换过来。最终转化为其他形式的能。
2. 我国供生产和生活用的交变电流，频率是多少？电流方向在每秒内变化多少次？
答：我国的交流电标准频率为 50赫兹（Hz）。
电流方向在每秒内变化 100次。（因为每个完整的周期内，电流方向改变两次。）。
3. 观察手摇发电机灯泡的发光与手电筒灯泡的发光，两者有什么区别？
答：手摇发电机灯泡会闪烁，因为流过的是交流电；手电筒灯泡发光稳定，因为流过的是直流电 。
4. 如图所示是某同学用微型电扇研究“电磁转换”的实验。
（1）某同学将微型电扇的插头接入家庭电路。电扇旋转，如图甲所示，微型电扇转动的工作原理是什么？工作过程中，电扇将电能主要转化为什么形式的能？
（2）某同学在微型电扇的插头处接入一只小灯泡，用手旋转叶片，发现小灯泡发光，如图乙所示，此时微型电扇如同一台什么装置？其工作原理又是什么？
答：微型电扇的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动电能主要转化为机械能。
答：微型电扇如同一台发电机。
其工作原理是电磁感应现象。
5. 很多需要用电的地方是用小型发电机供电的，你能举出一些事例吗？说说这些事例中分别是由什么能转化成电能的。
答：1.露营时的便携发电机：能量转化：将燃料的化学能转化为电能。
2. 无电网地区的家庭供电：能量转化：将燃料的化学能转化为电能。
3.应急备用电源（如医院、商店）：能量转化：将燃料的化学能转化为电能。
3.小型风力发电机：能量转化：将风能 转化为电能。
4.水力发电机（小型，如山涧小溪旁）：能量转化：将水的机械能（水能） 转化为电能。
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2026年1月18日21 教育“胜哥课程”工作室
第 3章第 4 节磁生电 2
1．请你想像一下，假如没有磁(现象)，下列可能发生 ( )
A．水电站的发电机照常发电 B．电风扇照常工作
C．指南针不能指明方向 D．电动机照常工作
2．如图所示是直流发电机的工作原理图，下列说法正确的是（ ）
A．直流发电机能将电能转化为机械能
B．线圈 ab 边和 cd 边中感应电流的方向相反
C．将磁体的磁极位置对调，ab 边中感应电流方向不变
D．换向器的作用是使线圈转过平衡位置后自动转动下去
3．如图所示为发电机工作原理，下列有关说法正确的是（ ）
A．当发电机工作时，电流始终从电刷 A 流向电刷 B
B．该过程中电能转化为机械能
C．当线圈不动，磁极转动时，不会有感应电流产生
D．发电机线圈每转过一圈，电流的方向改变两次
4．图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“○”表示导线 ab ，当它在磁场中分别
转动到 1~4 位置时，运动方向已用箭头标出。下列说法正确的是( )
A．图甲的电路中没有电源
B．在位置 1 时，电路中不会产生感应电流
C．发电机产生的电流方向不变
D．在位置 2 时，电路中不会产生感应电流
5．如图所示为发电机模型线圈转动过程，下列说法正确的是( )
A．线圈中产生电流的原理是电流磁效应
B．通过灯泡的电流方向不变
C．通过灯泡的电流大小不变
D．其他形式能量转化为电能
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6．如图所示，下列判断正确的是( )
A．甲、乙两图都是直流电动机模型
B．甲、乙两图都是直流发电机模型
C．甲图表示的是电动机模型，乙图表示的是发电机模型
D．甲图表示的是发电机模型，乙图表示的是电动机模型
7．“胜哥”将装置甲、乙连接成了如图所示的通路，其中两个相同的铜线圈处于
磁场中。用外力使装置甲中的线圈在磁场中摆动，下列说法正确的是（ ）
A．装置乙中的线圈有电流通过，也会随着运动起来
B．装置乙类似于发电机，其原理是电磁感应
C．装置甲类似于电动机，其原理是磁场对电流有力的作用
D．装置甲中的线圈在运动过程中将电能转化为机械能
8．关于交流发电机，下列说法正确的是（ ）
①当线圈平面转至与磁感线垂直位置时，感应电流为零
②当线圈平面转过与磁感线平行位置时，感应电流出现最大值
③当线圈平面转至与磁感线平行位置时，感应电流为零
④当线圈平面转过与磁感线垂直位置时，感应电流方向改变
A．①③ B．②③ C．①④ D．①②④
9．如图为发电机工作原理，下列有关说法正确的是 （ ）
A．当发电机工作时，电流始终从电刷 A 流向电刷 B
B．当磁极不动，线圈反转时，线圈中的电流方向也跟着反向
C．当线圈不动，磁极转动时，不会有感应电流产生
D．发电机线圈每转过一圈，电流的方向改变一次
10．如图所示，AB 和 CD 是两根固定且平行的水平
金属导轨，符号×表示垂直于纸面指向纸面里的磁场
的磁感线。现将铜棒 EF 和 GH 垂直放在滑轨上，当
拉动 GH 使其向左移动时，发现 EF 也向左移动，说
明铜棒里 （选填“有”或“无”）电流产生，EF 受到的是磁场力的作用。
当拉动 GH 使其向右移动时，EF 应向 （选填“左”或“右”）移动，理由
是： 。
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11．如图甲所示，“胜哥”用两根橡皮筋悬挂的均匀金属棒 AB 水平处于磁场中，
当棒中通以由 A 向 B 的电流时，
金属棒静止，橡皮筋刚好处于
原长(导线对金属棒的作用力
忽略不计)，此时金属棒受到的
磁场力方向为 。
“胜哥”做的另一实验的装置如图乙所示，闭合开关，先将导体 ab 水平向
右移动，导体 cd 也随之运动起来.可知：实验装置左侧运用的原理
是 。在①电风扇、②电熨斗、③电磁起重机、④发电机、⑤电
动剃须刀，利用右侧原理工作的有 。
12．如图是一款能发电的魔方充电器。转动魔方
时，它能发电，其原理是 (选填
“电磁感应”或“磁场对电流的作用”)。魔方还能通
过 USB 端口给移动设备充电，给移动设备充电
时，魔方相当于电路中的 。(选填 “电源”或“用电器”)
13．动车组列车到站时，减速分两个阶段进行：第一阶段从 250 千米/小时减至
90 千米/小时，列车仅凭惯性继续前行，电机线圈被带动而产生感应电流，获得
的电能自动输入电网；第二阶段从 90 千米/小时开始进行机械刹车至停止。
（1）下列实验与第一阶段的能量转化原理一致的是 ；
A． B． C．
（2）图 B 中小磁针的作用是 。
14．如图所示，A、B 两组线圈绕于一铁棒的两端，
A 组线圈与开关、电源相连，B 组线圈接一灵敏电
流表．当开关 S 闭合的瞬间，灵敏电流表指针发
生偏转，与此现象原理相同的是 （选填
“电动机”或“发电机”）．开关 S 闭合后，A 组线圈附近的小磁针 N 极指向如图所
示，则电源的正极是 端．（选填“a”或“b”）
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15．发电机的工作过程。
（1）过程图：
（2）工作过程：
①甲：ab 和 cd 边的运动方向与磁场方向平行(不切割磁感线)，线圈中
电流。
②乙：ab 和 cd 边的运动方向与磁场方向垂直(切割磁感线)，线圈中
电流，线圈中的电流方向为 d-→c→>b→a，外部电流方向从 A 电刷到 B 电刷。
③丙：ab 和 cd 边的运动方向与甲中相反，但仍与磁场方向平行(不切割磁感
线) ，线圈中 电流。
④丁：ab 和 cd 边的运动方向与乙中 ，但仍与磁场方向垂直(切割磁
感线) ，线圈中有电流，电流方向为 a→b→c→d，外部电流方向从 电
刷到 电刷。
16．小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了“电和磁”的知识后，用甲、乙两个
直流电动机设计了如图所示的装置。闭合开关 S 后，甲开始转动，同时用皮带带
动乙转动，小灯泡发光。在此过程中，将电能转化为机械能的装置是 （填
“甲”或“乙”）；乙的工作原理是 。如果要使甲的转动方向与原
来相反，则应采取的措施是 。
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答案
1．C 2．B 3．D 4．B 5．D 6．C 7．A 8．D 9．B
10．有；右；运动方向的改变，导致感应电流方向变化，导致受力方向改变
11．竖直向上；电磁感应；①⑤
12．电磁感应；电源
13．A；检验磁场的存在
14．发电机；b
15．没有；有；没有；相反；B；A
16．甲；电磁感应现象；将电池组正、负极对调
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第3章第4节磁生电2教学设计
一、教学目标
1. 知识与技能：理解发电机的工作原理，知道交流电和直流电的区别，了解我国电网供电标准，认识发电机的结构和能量转化过程。
2. 过程与方法：通过实验观察手摇发电机的工作过程，培养观察能力和分析能力；通过对比发电机与电动机，掌握比较学习的方法。
3. 情感态度与价值观：了解电磁发展历程和科学家贡献，激发科学探索精神；认识电与磁的应用对现代生活的影响。
二、教学重点与难点
1. 教学重点：发电机的工作原理；交流电的特点；发电机的能量转化。
2. 教学难点：交流电与直流电的区别；发电机与电动机的结构和工作原理对比。
三、教学准备
1. 教具准备：手摇发电机、电流表、小灯泡、微型电扇、多媒体课件。
2. 教学资源：发电机结构挂图、电磁发展历程资料、相关实验视频。
四、教学过程
（一）导入新课（5分钟）
复习电磁感应现象，提出问题："既然磁能生电，我们能否利用这个原理制造一个持续供电的装置？"引出本节课主题——发电机。
（二）新课讲授（25分钟）
1. 发电机的工作原理
展示手摇发电机，将其与电流表连接。转动发电机线圈，引导学生观察电流表指针的左右摆动，说明发电机产生的电流方向是变化的。
总结：发电机是根据电磁感应原理制成的，是一种把机械能转化为电能的装置。
2. 交流电与直流电
讲解：大小和方向都发生周期性变化的电流叫交流电；电流方向不变的电流叫直流电。
我国电网以交流电供电，周期是0.02s，频率为50Hz。
对比：电池产生的是直流电，家庭用电是交流电。
3. 交流发电机的结构
主要由转子和定子组成。线圈的两个端线上有两个铜环和电刷与外电路连接。
当转子线圈转动时，其ab边与cd边切割磁感线而产生感应电流。
大型交流发电机一般采用线圈不动、磁极旋转的方式来发电。为了得到较强的磁场，还要用电磁铁代替永磁体。
发电机类型 主要结构特点 应用场景
小型发电机 线圈转动，磁极固定 实验演示、小型供电
大型发电机 磁极旋转，线圈固定 发电厂、大型设备
4. 发电机的能量转化
把机械能转化为电能。讲解各种发电机（火力、水力、风力、核能）的能量转化过程。
5. 发电机与电动机的比较
对比项目 发电机 电动机
工作原理 电磁感应现象 通电线圈在磁场中受力转动
结构构造 磁体、线圈、铜环和电刷 磁体、线圈、换向器和电刷
能量转化 机械能→电能 电能→机械能
电路作用 电源 用电器
判定定则 右手定则 左手定则
6. 电磁发展历程
奥斯特发现"电生磁"，法拉第发现"磁生电"。根据这个原理，英国物理学家麦克斯韦预言了电磁波的存在。德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在。
介绍法拉第的生平贡献：发现电磁感应定律，制造了世界上第一台发电机，提出了电与磁相互联系的观点，创立了现代电磁理论的基础。
（三）实验探究（10分钟）
实验1：观察手摇发电机灯泡的发光与手电筒灯泡的发光区别。
实验2：微型电扇研究"电磁转换"实验。
引导学生记录实验现象，分析原理，得出结论。
（四）巩固练习（10分钟）
1. 发电机的主要结构是怎样的？它的电能从哪里来，又到哪里去？
2. 我国供生产和生活用的交变电流，频率是多少？电流方向在每秒内变化多少次？
3. 观察手摇发电机灯泡的发光与手电筒灯泡的发光，两者有什么区别？
4. 如图所示是某同学用微型电扇研究"电磁转换"的实验。
5. 很多需要用电的地方是用小型发电机供电的，你能举出一些事例吗？说说这些事例中分别是由什么能转化成电能的。
（五）课堂小结（5分钟）
1. 发电机的工作原理：根据电磁感应的原理制成。
2. 交流电：这种周期性改变方向的电流叫交流电。
3. 交流电的周期和频率：我国的交流电周期是0.02秒，频率为50赫兹。
4. 交流发电机的结构：主要由转子（线圈）和定子（磁体）组成。
5. 发电机的能量转化：把机械能转化为电能。
（六）布置作业（5分钟）
1. 完成练习册相关题目。
2. 查阅资料，了解交流电和直流电在生活中的应用，制作一个简单的对比表格。
3. 思考：为什么平时我们用得最多的是交流电而不是直流电？
五、板书设计
磁生电（第二课时）——发电机及电磁发展历程
一、发电机
1. 原理：电磁感应
2. 能量转化：机械能→电能
二、交流电与直流电
1. 交流电：方向、大小周期性变化
2. 直流电：方向不变
3. 我国标准：50Hz，周期0.02s
三、发电机结构
1. 转子、定子、铜环、电刷
2. 大型发电机：线圈固定，磁极旋转
四、发电机与电动机对比（表格）
五、电磁发展历程
奥斯特→法拉第→麦克斯韦→赫兹
六、教学反思
本节课通过实验和多媒体展示相结合的方式，帮助学生理解发电机的工作原理和结构。学生对交流电和直流电的区别掌握较好，但在理解发电机与电动机的对比方面存在一定困难，需要在后续教学中加强对比分析。实验环节学生参与积极，但需注意实验安全问题。电磁发展历程的介绍激发了学生的学习兴趣，部分学生对法拉第的生平事迹表现出浓厚兴趣，可以借此机会引导学生阅读相关科学史材料。
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