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17.3 发电机为什么能发电
课堂练习
1、（2021广东深圳）旱冰鞋的四个轮子会发光，原理是滑动的时候正在做切割磁感线运动。下列选项中和轮子发光的原理相同的是（ ）
A.①通电导线在磁场受到了力的作用
B.②动圈式话筒
C.③电磁继电器
D.④奥斯特实验
2、如图所示实验装置的原理与电动机的工作原理相同的是（ ）
A. B.
C. D.
3、（2021黑龙江绥化）下列关于电与磁现象的描述中，不正确的是
A.图甲所示条形磁体两端磁性最强
B.图乙所示电流周田存在磁场
C.图丙所示通电导线在磁场中受力
D.图丁所示导线沿任意方向运动都会产生感应电流
4、（2021山东临沂）．甲、乙两个相同的装置分别由U型磁铁、导体棒和支架构成，导体棒ab和cd由导线连接，如图所示，闭合开关并向右移动ab，cd也会随之向右运动，关于此现象，下列判断正确的是（ ）
A．甲装置相当于电动机
B．乙装置相当于发电机
C．向左移动ab，cd仍向右运动
D．甲装置将机械能转化为电能
5、（2021江苏泰州）对下列四幅图的表述正确的是（ ）
A. 甲图反映的是电动机的工作原理 B. 乙图能实现电能转化为机械能
C. 丙图闭合开关后，小磁针N极逆时针偏转 D. 丁图中小磁针N极顺时针偏转
6、（2021广西北部湾）科技创新小组发明了一款新型带滚轮书包，其内部无电池，但拖动书包使轮子滚动时，嵌在轮子里的LED灯会发光，行走更安全。图中能反映此原理的是（ ）
A. B.
C. D.
7、（2021湖南怀化）下列实验装置与探究内容相符的有（ ）
A. 甲图可探究电流的磁效应 B. 乙图可探究发电机的工作原理
C. 丙图可探究发电机的工作原理 D. 丁图可探究电动机的工作原理
8、、（2021江苏南京）图中与磁现象有关的四个实验，其对应的判断正确的是（ ）
A. 甲图说明磁体周围不同点的磁场方向都不同
B. 乙图是电磁感应现象
C. 丙图说明电流具有磁效应
D. 丁图说明磁场对电流有力的作用
9、（2021河北）图所示是探究电磁感应的实验装置，关于电磁感应现象，下列说法正确的是（ ）
A.奥斯特发现了电磁感应现象
B.利用电磁感应现象制作了电动机
C.导线在磁场中沿不同方向运动，导线中都会有感应电流产生
D.如果磁感线和切割磁感线方向都变得相反，导线中感应电流的方向
不发生改变
10、（2021湖北恩施）下列有关电和磁的说法中正确的是（ ）
A．动圈式话筒工作时将电能转化为机械能
B．螺线管做切割磁感线运动时不一定会产生电流
C．通电导体放入磁场中一定会受到力的作用
D．电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关
11、（2021湖南岳阳）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”）。
12、（2021青海）.某路灯的灯杆顶端有太阳能电池板和风车，风车转动带动发电机发电，它
发电的原理是 ________ 现象。若太阳光辐射到该电池板的能量为2.7 ×107J，这与完全燃烧 ___________ kg焦炭放出的热量相当_________（焦炭的热值为3x107J/kg）。
13、（2021山东枣庄） 学习了电磁感应现象后，小雨同学还想进一步探究感应电流的大小与哪些因素有关。他使用的装置如图所示：铁块E、F上绕有导线并与开关，滑动变阻器、电源、灯泡组成电路。线框abcd与灵敏电流计G相连。（线框abcd在铁块E、F上方，实验过程中线框不扭转）
【猜想与假设】
小雨做出了如下猜想：
A.感应电流的大小与磁场的强弱有关
B.感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关。
设计与进行实验】
进行多次实验，每次实验
（1）小雨探究猜想A的设计思路如下：改变电磁铁的______保持线框沿竖直向下穿过电磁铁磁场的速度相等，观察并记录每次实验中灵敏电流计G指针偏转的格数；
（2）要探究猜想B，实验时应保持电磁铁______不变，改变线框切割磁感线的速度进行多次实验，分别记下每次实验中灵敏电流计指针偏转的格数。实验数据记录如右表所示；
【分析论证】
（3）分析表格数据可得出的结论是：其他条件都相同时，______，闭合电路中产生的感应电流越大；
【交流评估】
（4）实验中用电磁铁代替永磁体的好处是：______；
（5）按照小雨的设计思路探究猜想A，实验时在操作上存在的困难是：______。
答案
1、B
2、B
解析:AC．图中是将闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，这个现象叫电磁感应现象，发电机是根据这个原理来制成的，故AC不符合题意；
B．图中将通电的导线放在磁场中会受力运动，电动机就是根据这个原理制成的，故B符合题意；
D．电路中电磁铁通电时有磁性，断电时无磁性，使得小锤反复敲击铃碗发出声音，故D不符合题意。
3、D
4、D
解析：
A．甲装置中导体棒ab向右运动，切割磁感线产生感应电流，相当于发电机，故A错误；
B．感应电流流过导体棒cd，在磁场作用下，导体棒cd向右运动，乙装置相当于电动机，故B错误；
C．向左移动ab，会切割磁感线产生感应电流，由右手定则得，产生的感应电流方向为b到a。感应电流流过cd，在磁场作用下，cd会运动。由左手定则得，cd向左运动，故C错误；
D．甲装置中导体棒ab向右运动，切割磁感线产生感应电流，将机械能转化为电能，故D正确。
5、A
解析：A．甲图中通电导线在磁场的作用下会运动，反映的是电动机的工作原理 ，故A正确；
B．乙图中闭合电路的部分导线切割磁感线会产生感应电流，能实现机械能转化为电能，故B错误；
C．丙图闭合开关后，由右手螺旋定则可得螺线管的左端是N极。由同名磁极相排斥，异名磁极相吸引得，小磁针N极顺时针偏转，故C错误；
D．由同名磁极相排斥，异名磁极相吸引得，丁图中小磁针N极逆时针偏转，故D错误。
6、D
7、AB
8、D
解析：A．条形磁体周围不同点的磁场方向一般不同，有些位置磁场方向是相同的，故A错误；
B．乙图中研究的是电磁铁，原理是电流的磁效应，故B错误；
C．丙图中，转动扇叶二级管发光说明产生了电流，这是电磁感应现象，故C错误；
D．丁图中，通电导线在磁场中受力运动，说明磁场对电流有力的作用，故D正确。
9、D
10、B
解析：
A．动圈式话筒工作时将机械能转化为电能，故A错误；
B．螺线管做切割磁感线运动时不一定会产生电流是正确的，闭合电路的部分导体切割磁感线才会产生电流，螺线管可能不通电，也可能不是一部分导体切割磁感线，故不一定产生感应电流，故B正确；
C．通电导体放入磁场中不一定会受到力的作用，当电流的方向与电磁场的方向平行时，不受力，故C错误；
D．电磁铁磁性的强弱与电流的大小和磁场的强弱有关，故D错误。
11、 电磁感应 电源
12、电磁感应 0.9
13、 (1). 电流大小 (2). 磁场的强弱 (3). 导体切割磁感线的速度越快 (4). 电磁铁可以改变磁性强弱 (5). 很难保证每次线框沿竖直向下穿过电磁铁磁场的速度相等
4题
9题
11题
13题
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17.3 发电机为什么能发电
沪粤版 九年级下
新知导入
风力发电
火力发电
核电站
水力发电站
发电机是如何发电的呢？
奥斯特发现电流的磁效应后，许多科学家都在思索：既然电流能产生磁，那么磁能否产生电呢？
英国物理学家法拉第在10年中做了多次探索，1831年终于取得突破，发现了利用磁场产生电流的条件和规律。
根据这个发现，后来发明了发电机，使人类大规模用电成为可能，开辟了电气化的时代。
法拉第（Michael Faraday，
1791—1867），英国物理学家、化学家。
在1821—1831年间，法拉第进行了多次实验，发现了电磁感应现象。
法拉第
新知讲解
一、认识发电机
手摇发电机
2、拆开发电机
磁铁
线圈
二、探究电磁感应现象
磁铁
线圈
+
_
S
N
S
N
+
_
1、设计实验
（一）探究电磁感应现象
磁场
检测是否有电流
闭合电路
组成以上的电路，做各种尝试，看能否产生电流？如果不能，可能是因为什么？
有可能是电流太小或方法不对。
线圈
2、实验过程：
（1）当导线在磁场中静止不动时，仔细观察，灵敏电流计指针的偏转情况。
现象：灵敏电流计指针的偏不转
（2）当导线在磁场中上下运动时，仔细观察，灵敏电流计指针的偏转情况
现象：灵敏电流计指针的偏不转
（3）当导线在磁场中左右运动时，仔细观察，灵敏电流计指针的偏转情况
现象：灵敏电流计指针的偏转
3、分析与论证
产生电流的条件
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，就有感应电流发生。
导体中产生感应电流的条件：
1.电路闭合；
2.部分导体在磁场中做切割
磁感线的运动。
（二）探究影响感应电流的方向与哪些因素有关
（1）改变磁场方向，当导线在磁场中向一个方向运动时，仔细观察，灵敏电流计指针的偏转情况
1、实验步骤
现象：当导体运动方向不变时，感应电流的方向与磁场方向有关，磁场方向改变，感应电流方向也要发生改变。
（2）保持磁场方向不变，改变导线在磁场中的运动方向，仔细观察，灵敏电流计指针的偏转情况。
现象：当磁感线方向不变时，感应电流的方向与导体运动方向有关，导体运动方向改变，感应电流方向也要发生改变。
（2）同时改变磁场方向和导线在磁场中的运动方向，仔细观察，灵敏电流计指针的偏转情况。
现象：同时改变磁感线方向和导体运动方向，感应电流方向不变。
感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关
2、分析与论证
当磁感线方向不变时，导体运动方向改变，感应电流方向也要发生改变。
当导体运动方向不变时，磁场方向改变，感应电流方向也要发生改变。
同时改变磁感线方向和导体运动方向，感应电流方向不变。
小结：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫电磁感应，产生的电流叫做感应电流。感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关
二、发电机
（一）发电机的构造
发电机的主要组成部分：
磁体与线圈
（二）发电机工作原理
当转子转到以磁感线垂直时，线圈没有切割磁感线，线圈中没有电流。
当转子转过平衡位置时，线圈切割磁感线，线圈中有电流。
当转子继续向下旋转到达以磁感线垂直位置时，线圈没有切割磁感线， 线圈中没有电流。
当转子继续旋转时，导体切割磁感线方向发生改变，线圈在切割磁感线，线圈中有电流，电流方向也发生改变。
不断旋转，线圈中就不断有电流产生。
实际的交流发电机，结构比较复杂，但主要由转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成.转子由水轮机、汽轮机或内燃机来带动.
（三）发电机发电过程中能的转化
大型发电机发出很高的电压和很强的电流，要采用线圈不动、磁极旋转的方式发电.
燃料的化学能
→机械能
→电能
火电厂中的汽轮机组
燃料的化学能
→机械能
→电能
秦山核电站
核能
→机械能
→电能
发电机的主要组成部分：磁体与线圈
发电机的工作原理：电磁感应
工作过程中能的转换：
机械能转换为电能
小结
课堂练习
1、（2021兰州）小亮在学习了“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，小灯泡光。在此过程中，将电能转化为机械能的装置是_______________（选填“甲”或“乙”）乙的工作原理是_____________，生活中应用这一原理工作的还有______________（选填“动圈式扬声器”或“动圈式话筒”），如果要使
甲的转动方向与原来相反，则
应采取的措施是____________________。
甲
电磁感应
动圈式话筒
对调电源正负极
2、（2021湖北荆州）学生进入初中学业水平考试考场时，监考教师会使用金属探测仪对学生进行检查，学生如果携带金属制品，探测仪就会产生电流并报警。以下器件中工作原理与此相同的是（ ）
发电机 B. 电动机
C. 扬声器 D. 电磁铁
A
3、小明在用如图装置“探究什么情况下磁可以生电”的实验中：
（1）实验时，小明通过观察_____________________________ 判断电路中是否有感应电流产生；
（2）闭合开关，若保持导体ab不动，
要产生感应电流，小明正确的操作是
__________________________ ；
（3）利用此实验中的能量转化原理，
人们在生产生活中制成了___________ 。
灵敏电流计的指针是否偏转；
拉动磁体向左运动
发电机
4、（2021黑龙江龙东）关于下列四幅图的描述正确的是（ ）
A. 图甲：司南指示南北方向是由于受到地磁场的作用
B. 图乙：电生磁是英国的法拉第最早发现的
C. 图丙：只要导体在磁场中运动，就一定会产生感应电流
D. 图丁：发电机是应用了此实验装置的工作原理
A
5、（2021北京）勤思考、爱交流的小琴对电磁的知识进行了总结，并与小文进行交流，小文认为小琴总结的结论有的正确，有的错误。小琴总结的下列结论中正确的是（ ）
A.导体中的负电荷在做定向移动时一定产生磁场
B.改变磁场的方向。通电导线在磁场中的受力方向就发生改变
C.闭合回路的导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生感应电流
D.指南针在地磁场中静止时，指南针的N板受到地磁场的作用力
AD
6、（2021湖北武汉）某同学用下图所示的装置研究电磁感应。
（1）如图甲所示，保持蹄形磁体竖直
放置，使导体AB从图示位置向上运动，
电路中______（填“无”或“有”）
感应电流；
（2）如图乙所示，保持线圈不动，使蹄形磁体快速向左运动，电流表指针______（填“不会”或“会”）偏转；
（3）利用电磁感应原理工作的装置有__________________（填“电铃”“扬声器”“电磁起重机”或“动圈式话筒”）。
有
会
动圈式话筒
7、以下四幅图中能说明发电机工作原理的装置是（ ）
C
8、（2021四川成都）将导体 、开关和灵敏电流表用导线连接，导体 放置在磁极间，如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 开关闭合，磁铁不动， 水平向左快速移动，指针不偏转
B. 磁极对调后，开关闭合， 水平向右快速运动，指针要偏转
C. 开关闭合， 竖直上下运动，指针要偏转
D. 开关断开， 快速运动，指针可能偏转
B
课堂总结
一、电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫电磁感应，产生的电流叫做感应电流。感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关。
二、发电机：
发电机的主要组成部分：磁体与线圈
发电机的工作原理：电磁感应
工作过程中能的转换：机械能转换为内能
作业布置
沪粤版物理课本自我评价与作业第35页1、2题
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