资源简介

第2课时 发电机







课题 发电机和交流电 课型 新授课
教学目标 知识与 技能 1.知道发电机的原理是电磁感应现象，能说出发电机为什么能发电. 2.初步了解发电机的构造、工作过程，知道发电机发电过程是能量转化的过程. 3.知道什么是交流电，我国使用的交流电主要参数，能把交流电和直流电区分开来.
过程与 方法 观察和体验发电机是怎样发电的，提高学生应用知识分析和解决问题的能力.
情感、态度与价值观 通过了解电磁感应应用于发电机这一科学技术事例，提高学习科学技术的兴趣，认识创新在科学方法中的重要性.
教学重点 电磁感应现象，感应电流方向与导体运动方向和磁场方向有关. 教具准备 小电动机、电源、导线、开关、电流表、线圈框、U形磁体、多媒体课件等.
教学难点 通过实验知道发电机的工作原理. 教学课时 1课时


课前预习 1.发电机原理：电磁感应现象. 2.交流电和直流电：周期性变化方向和大小的电流叫做交流电，直流电的方向不改变. 3.发电机工作时的能量转化情况：机械能转化为电能. 4.交流发电机由转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成. 5.动圈式话筒：利用电磁感应原理，将声信号转变成电信号.



巩固复习 教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的对应练习（教师可有针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.
新课导入 师：上一节课我们学习了电磁感应现象，这一现象的发现进一步揭示了电和磁之间的联系，导致了发电机的发明，这一节我们就来具体了解发电机.
进行新课 一 发电机 师：下面我们来学习发电机. 出示课本P139图20.5-3的手摇发电机，让学生观察. 学生观察发电机的构造，说出发电机由一对磁体和线圈框构成. 师：让学生摇动发电机，使小灯泡发光.提问：小灯泡消耗的电能从何而来？ 生：机械能转变为电能. 师：若把小灯泡换成一个电流表，电流表的指针将怎样运动？ 学生思考，而后让学生实验得到现象：指针左右摆动.






进行新课 师：出现上述现象的原因是什么？ 提示：课本P139图20.5-2是最简单的发电装置的示意图，对照示意图（或挂图）思考. 学生思考、议论得出：由于磁感线方向不变，导线AB运动方向改变，造成感应电流方向改变、电流表指针左右摆动. 师：上述现象表明，在磁场中，感应电流的方向跟导线运动方向有关. 师：把导线弯成一个线圈框，增加线圈的圈数，使发电机产生更强的电流、更高的电压.实际的发电机就是这样构造的，分析发电机的原理，可取其中一匝线圈进行分析，如图. 思考： 1.如果ab边中的感应电流从b→a，那么cd中的电流方向是 ，通过灯泡的电流将向 . 2.线圈转过180°后，ab向 运动，ab中电流方向 ， cd向 运动，其中电流方向 ，灯泡中电流方向 . 生：通过以上分析，可知交流发电机产生的电流方向是的，这样的电流与电池供出的电流是 的. 学生体验1：当慢慢转动摇把，线圈在磁场中转动，电流表中指针摆动，线圈转动一周，指针来回摆动两次. 学生体验2：发电机中线圈转动越快，小灯泡越亮. 师：同学们做得非常认真，回答得也很好，值得表扬.下面我们看屏幕（多媒体播放关于发电机的内容），看看从中获得什么信息？ 生1：实际发电机也是由转子（转动部分）和定子（固定部分）组成. 生2：大型发电机一般采取线圈不动，磁极旋转的方式来发电. 生3：发电机发电过程是把机械能转化为电能. 板书：发电机 （1）原理：发电机是利用电磁感应现象制成的. （2）能的转化：发电机是把机械能转化为电能的装置. （3）基本结构：由转动部分——转子和固定部分——定子两大部分组成. 实际的发电机比模型发电机复杂得多，但仍由转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成.大型发电机一般采取线圈不动，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久磁体. 教师用多媒体播放文件“发电机与电动机的区别”，并对学生讲解.






进行新课
二 交变电流 师：从发电机工作过程我们能看出，线圈转动一周，电流方向变化两次.周期性改变方向的电流叫交变电流，简称交流电.在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率.频率的单位是赫兹，线圈转动一周所用的时间叫周期. 周期和频率是用来表示交流电特点的两个物理量.我国供生产和生活用的交流电周期是0.02秒，频率是50赫兹.
教学板书
课堂小结 这节课我们了解了发电机的构造、原理和工作过程，知道了交流电的一些基本常识.磁生电是有条件的，即当导体切割磁感线时能产生感应电流，这时是机械能转化为电能；发电机就是根据这样的原理制成的，发电机由磁体、线圈、滑环、电刷组成.当线圈在磁场中转动时，线圈两边的导体做切割磁感线运动，则线圈中就产生了感应电流，由于线圈的转动，线圈产生的电流大小和方向都在改变，这样的电流我们叫做交流电，把这样的电流直接输送出来的发电机就是交流发电机，如果输出时通过一个换向器，那么就成了直流发电机.


教材习题解答 演示(P139) 1.解答：磁极是环形的，线圈通过两个铜环、电刷和灯泡连接起来的，摇把是通过皮带带动线圈转动的. 2.解答：发电机转速越快，小灯泡越亮. 3.解答：转动摇把时，两二极管交替发光. 动手动脑学物理(P142) 2.解答：发电机主要由定子和转子构成；它的电能来源于转子的机械能；电能通过用电器转化成其他形式的能，如灯泡发光时将电能转化成光能和热能、电动机工作时将电能转化成机械能等.






教材习题解答 3.解答：手电筒灯泡的亮度比较稳定，手摇发电机灯泡一闪一闪的发光，发出的是交流电. 4.解答：当你对着话筒说话或唱歌时，声音带动膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起振动，线圈在磁场中做切割磁感线的运动，能产生随声音的变化而变化的电流，经过放大后，通过扬声器还原成声音. 5.解答：我国供生产和生活用的交流电频率是50Hz，电流方向在每秒内变化100次. 6.解答：放电影用到小型汽油发电机，靠汽油机带动发电机发电；车辆上有用于供照明的发电机，它们是靠发动机带动的，发动机把汽油、柴油等物质的化学能转化为机械能，发电机将机械能转化为电能.
难题解答 【例】如图是学习电磁现象过程中做过的几个实验，其中能反映发电机工作原理的是（ ）A.甲图是给带有铁芯的线圈通电，它能吸住铁片及重物 B.乙图中有电流通过在小磁针上方的直导线中时，小磁针发生偏转 C.丙图中闭合开关，铜棒ab中有电流通过时，它就会运动起来 D.丁图中闭合开关，使导体ab沿箭头所示方向左右摆动，电流表指针发生偏转 解析：发电机原理是电磁感应现象，即闭合电路中一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，即发电机的原理图中没有电源，有电源的实验装置图不是发电机原理图. 答案：D

布置作业：教师引导学生课后完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一课时的内容。

教学反思 1.这节课的内容比较多，但教材中明显地去掉了原来抽象难理解的发电机的工作原理，代之的是对原理的简单介绍，我们如何处理这个问题也是关键，实践证明：不过深地追究工作过程的完整性，只是对课本P140图20.5-5作一个简单的描述、趋势分析即可. 2.教材没提到交直流发电机的转换，将换向器的知识再次使用一下，对学生来说难度不算太大，对他们的学习还有帮助，培养了学生的创新意识和创新能力，使之对发电机的转换有了清晰的认识. 3.话筒的工作原理是在课后习题中出现的，把它与上节课所讲的扬声器结合起来，学生就有了完整的知识印象，对他们的记忆也是有帮助的. 4.在学习发电机的过程中，以学生自主学习为主，结合图片和模型，解决有关问题，同时通过“话筒”、“磁记录”等内容，把所学知识应用于生产实际中，以培养学生的自学能力及终生的探索乐趣.





教学过程中老师的疑问：
教师点评和总结：






































备课笔记


































备课笔记









易错提示：
无论是交流发电机还是直流发电机，线圈中产生的都是交流，但交流发电机供给外部的是交流，直流发电机供给外部的是直流.



小组问题探讨：
直流电动机和交流发电机有什么区别？
















备课笔记
小组问题探讨：
直流电和交流电有什么区别？

课外拓展：
周期和频率是用来表示交变电流特点的两个物理量，周期是指交流发电机中线圈转动一周所用的时间，单位是“秒”；频率是指每秒内线圈转动的周数，它的单位是“赫”.我国使用的交变电流周期为0.02秒，频率是50赫，其意义是发电机线圈转一周所用的时间为0.02秒，即1秒内线圈转50周.因为线圈每转一周电流方向改变两次，所以，频率为50赫的交变电流在1秒钟内电流方向改变100次.


备课笔记

规律总结：
发电机的原理是电磁感应现象，在使用时把其他形式的能量转化为电能；电动机的原理是通电导体在磁场中受力而转动，在使用时主要将电能转化为机械能.




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