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第二课时 交流发电机
一、电磁感应现象
1.电磁感应
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应。
2.感应电流
电磁感应产生的电流就叫感应电流。
复习：
3.感应电压
如果电路不闭合，当导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中不会产生感应电流。但在导体两端会有感应电压。
5.电磁感应现象中能量转化：
机械能转化为电能。
6.电流的大小与导体切割磁感线的速度及磁场强弱有关。
4.感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向有关；
闭合电路的一部分导体在磁场中做 运
动时，导体中就产生 ，这种现象叫电
磁感应。这是英国物理学家 发现的。这
个发现进一步揭示了 和 的联系，在此过
程中， 能转变成 能。
感应电流
法拉第
电
磁
机械
电
切割磁感线
二、直流电
例：干电池、蓄电池等电池产生的电流
直流电：电流方向不变的电流。
三、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。
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
线圈（转子）转动一周，电流方向改变两次。这种周期性改变方向的电流叫交流电。实际使用的大型交流发电机的结构与实验室里交流发电机的模型有所不同，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。
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：
日常生活中使用、电网输送的电都是交流电。
我国的交流电周期是 0.02秒，频率为50赫兹。
水电站大型交流发电机组
交流电的方向、大小发生周期性的改变，而直流电的方向不发生改变。
生活中的电是由发电厂发出的交流电，且生活中大部分电动机是交流电动机，所以平时我们用得最多的是交流电而不是直流电。
交流电与直流电有什么不同？为什么我们平时用得最多的是交流电而不是直流电？
思考：
4.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。
5.发电机的能量转化：
把机械能转化为电能
实际使用的大型交流发电机，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
6.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
6.发电机与电动机的比较
结构构造
磁体、线圈、铜环和电刷
磁体、线圈、换向器和电刷
6.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
6.发电机与电动机的比较
电路作用
电源
用电器
6.发电机与电动机的比较
判定定则
右手定则
左手定则
6.发电机与电动机的比较
发 电 机 电 动 机
工作原理
结构构造
能量转化
电路作用
判定定则
利用电磁感应现象
通电线圈在磁场中受力而转动
磁体、线圈、换向器和电刷
磁体、线圈、铜环和电刷
电能转化为机械能
机械能转化为电能
用电器
电源
左手定则
右手定则
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。
法 拉 第
法拉第是英国物理学家、化学家。他出
生于一个铁匠家庭，家境十分贫寒，一
生几乎没有受过正规的学校教育。
少年时代，他在伦敦一家装订厂当帮工，这使他有机会阅读大量的科技书籍。他用自己微薄的工资买了一些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，1813年，他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。
法拉第在科学上的贡献巨大。他发现了使二氧化碳、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……
人们给予法拉第很高的地位和荣誉。但他并不看重金钱和荣誉。他拒绝了重金聘请，专心致力于科学研究，并在英国皇家学院为青少年做科普讲座长达 19年。法拉第把一生献给了科学事业。
生活在电气化时代的我们，应该永远缅怀法拉第。
电与磁发展的历程
公元前 6世纪，人们发现了磁现象。在古代中国和古希腊，都有关于磁现象的记载。
公元前4世纪左右成书的《管子》中就有“上有慈石者，其下有铜金”的记载，这是关于磁的最早记载。
公元前3世纪，我国就有司南（指南针）的记载。
我国也是最早把指南针用于航海的国家。
东汉王充在《论衡》中记有“司南之杓（勺子），投之于地（中央光滑的地盘），其柢（勺的长柄）指南”。
电与磁发展的历程
沈括(1031年-1095年)在他晚年所著的《梦溪笔谈》中，最早准确的描述了磁偏角这一现象。比西方发现这一现象早了四百多年。
磁偏角
1600年，英国医生吉尔伯特发表《论磁》，建立了磁学，并指出地球是一个巨大磁体。
1820年，丹麦奥斯特发现了电流的磁效应：电流能够产生磁场。揭开了电与磁之间的相互联系。
1831年，英国法拉第发现了电磁感应现象。基于感应电流的知识，电动机和发电机的制造才成为可能，为第二次技术革命奠定了基础。
法拉第发明世界上第一台圆盘发电机
1866年，西门子发明了自激式发电机，使人类获得了廉价电能，标志着人类社会进入电气化时代。
1873年，英国麦克斯韦完成《电磁通论》，建立了统一的电磁场的理论，预言了电磁波的存在，揭示了电、磁、光现象在本质上的统一性。
1887年,德国赫兹用实验证实了电磁波的存在。
1888年,赫兹用实验证实了电磁波和光波的同一性。
1901年，意大利工程师马可尼成功实现了跨越大西洋的无线电通信。20世纪，无线电广播、电视、卫星通信等新技术得到了迅速的发展。
无线电通信的先驱马可尼
20世纪50年代以后，晶体管的发明和集成电路的制造成功，实现了电子器材小型化，使人类进入了信息化时代。
20世纪 50年代，磁记录信息技术出现。目前，磁存储是信息存储的重要方式。
20世纪 80年代，磁共振技术出现并应用于医学诊断。21世纪初，磁悬浮列车进入商业化运行。
磁共振成像技术
随着人类对电与磁现象的进一步认识，促进了科学技术的快速进步；方便了我们的生活；改善了医疗条件… …
二、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
小结：
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：
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微课八下 1.5磁生电（2）
1.对下列四幅图的表述正确的是---( )
A.甲图反映的是发电机的工作原理 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极顺时针偏转 D.丁图中小磁针 N极顺时针偏转
2. 科学课上，“胜哥”带了一个手摇发电机,小科与同学们非常兴奋,他们想探究一下这个“神
奇的装置”。以下的说法错误的是---( )
A.手摇发电机将机械能转化为电能
B.改变线圈转速和转向,可以改变感应电流大小
C.可根据小灯泡的亮度来判断感应电流的大小
D.手摇发电机产生的感应电流为交流电
3.三峡大坝，位于湖北省宜昌市，是当今世界最大的水利发电工程。它于 1994 年 12 月 14
日正式动工修建，2006 年 5 月 20 日全线修建成功。其中的大型发电机用电磁铁代替磁铁，
其目的---（ ）
A.增强磁场 B.减弱磁场 C.节约材料 D. 磁铁质量太大
4. 如图所示的是直流发电机的工作原理图,关于直流发电机下列说
法中正确的是---( )
A.图中的 E , F称为换向器,它的作用是改变线圈中的电流方向
B.直流发电机线圈内产生的是直流电,供外部电路的也是直流电
C.它是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理工作的
D.直流发电机线圈内产生的是交流电,供外部电路的是直流电
5.关于交流发电机的利用原理，下列说法正确的是---（ ）
A．利用电磁感应现象 B．利用通电线圈在磁场里转动
C．利用换向器把直流电变为交流电 D．利用通电导体在磁场里受力而运动
6.小科通过“微信公众号”学习了《磁生电》课程后对电与磁产生了浓厚的兴趣。他将电动
机废充电器中的电风扇拆下后与小灯泡按如图所示的电路连接，再用手快速拨动风扇叶片，
这时发现小灯泡发光，电风扇居然变成了“发电机”。那么下列说法正确的是---（ ）
A. 电风扇发电的原理是电磁感应
B. 电风扇发电的原理是通电导线在磁场中受到力的作用
C. 电风扇发电过程是把电能转化为机械能
D. 小灯泡发光是把光能转化为电能
7.关于发电机和电动机的几种说法中，不正确的是---（ ）
A.发电机是利用电磁感应原理工作的 B.发电机是把机械能转化为电能的装置
C.电动机是把机械能转化为电能的装置 D.电动机的原理是通电线圈在磁场中受力转动
8. 手持式铝箔封口机能实现用铝箔将瓶口封住。其结构包括顶部带有按钮的手柄和一个用
铜线制成的线圈,如图所示。工作时给封口机通电,利用高频电流通过线圈产生变化的磁场,
当磁感线穿过封口铝箔材料时,瞬间产生感应电流,使铝箔发热而熔化铝箔上的溶胶再凝固
来迅速封口。上述说明中没有涉及的知识是--- ( )
A.电动机原理 B.发电机原理 C.电流的热效应 D.电流的磁效应
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第 8 题图 第 9 题图
9.如图所示,“胜哥”把两个电机的接线柱用导线相互连接起来,如果用力快速拨动甲电机
的转叶,你会发现乙电机的转叶也缓慢转动起来。对这个现象分析正确的是---( )
A.“乙电机”将机械能转化为电能 B. “甲电机”相当于一个手摇发电机
C. “乙电机” 依据电磁感应原理来工作 D.两电机的工作原理完全相同
10.如图所示,用柠檬制得的水果电池可以让发光二极管发光(类似小灯泡发光)。在这个化学
变化过程中,化学能首先转化成了---( )
A.光能 B.电能 C.热能 D.化学能
11.小科通过微信公众号“胜哥课程”学习了电磁感应的相关课程后对电与磁的应用产生了
浓厚的兴趣。小科将小型电风扇与小灯泡按如图甲所示的电路连接并进行实验。当小科用手
快速拨动风扇叶片,这时发现小灯泡发光。此时它的工作原理是____________，电路可简化
为图乙中的_____。
第 11 题图
第 13 题图
12.我们家庭中所用的电是交流电。周期性地改变方向的电流叫做_______，电流方向不变的
电流叫做______。我国民用交流电的周期是_____s， 由此可知该交流电的频率
为___ Hz，它表示 1s内电流方向改变____次。
13.小科在“胜哥”的指导下对自行车进行了改装，后架上装有向蓄电池充电的小发电机,
小发电机的上端有一个摩擦小轮 ,行驶过程中,当下坡时可按下开关让小轮压紧车轮（ 如图
所示 ），则小发电机产生电流并向蓄电池供电。当小轮在自行车车轮_________力的作用下
转动,发电机发电,其能量的转化是_____能转化成____能。给蓄电池充电时能量的转化是
_____能转化成______能，
14. 发光二极管只允许电流从二极管的正极流入,负极流出。如图所示,
将两只二极管与线圈连成并联电路,并将两只二极管的正负极接成相
反情形。使磁铁在线圈中左右移动,此时会看见两只发光二极管交替轮
流发光。生活中根据这一原理制作的机器有___________，它由线圈和磁铁两部分构成。大
型发电机的定子是 ________，转子是______________。
15.“胜哥” 把一段粗漆包线绕成约 3cm×2cm 的矩形线圈,漆包线在线圈的两端各伸出约
3cm。 然后,用小刀刮去两端引线的漆皮。用粗铁丝做两个支架,固定在硬
纸板上。两个支架分别与电池的两极相连。把线圈放在支架上,线圈下放一
块强磁铁,如图所示。给线圈通电并用手轻推一下,线圈就会不停地转下去。
(1)刮去两端引线的漆皮要注意_______(填字母)。
A.两端全刮掉 B.一端全部刮掉,另一端只刮半周
(2)线圈在转动过程中______能转化为______能。
(3) “胜哥”组装好实验装置，接通电源后,发现线圈不能转动,写出一条可能造成该现象的
原因。
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答案
1.C 2.B 3.A 4.D 5.D 6.A 7.C 8.A 9.B 10.B
11.电磁感应 a
12.交流电 直流电 0.02 50 100
13.摩擦 机械 电 电 化学
14. 发电机 线圈 旋转磁极 （磁极）
15. (1)B (2)电 机械（动）
(3) 答：电源电压较低。
线圈正好处于平衡位置。
接触不良而形成开路。
强磁铁磁场太弱。
漆皮未刮净。
合理即可。
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