16.6 发电机
学习目标
(1)知道发电机的原理、结构及能量转化过程。
(2)了解生活中的发电机。
学习重难点
知道发电机的原理、结构及能量转化过程。
学习过程
一、发电机原理
1.交变电流。
如果导线左右往复运动,电流表指针来回摆动,就产生了 ,简称交流(AC)。
2.交流电的产生。
电流表的指针随着线圈的转动而左右摆动,表明发电机发出的电流的方向是变化的。
发电机发电的过程是其他形式能转化为电能的过程。
发电机利用了电磁感应原理发电,将其他形式能转化为 。
二、生活中的发电机
说说你所知道的生活中的发电机。
达标检测
1.关于直流电动机和发电机的几种说法中,错误的是( )
A.电动机是把电能转化为机械能的装置
B.电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的
C.发电机是把电能转化为机械能的装置
D.发电机是利用电磁感应原理工作的
2.把一台手摇发电机跟灯泡连接起来,使线圈在磁场中转动,可以看到灯泡发光。关于手摇发电机发电过程,下列说法正确的是( )
A.发电机是将电能转变成机械能的装置
B.加速摇动转轮,灯泡的亮度不变
C.转轮转速越快,灯泡亮度越暗
D.转轮转动一圈电流方向改变两次
3.如图所示的小制作中,装置A中有磁铁和可转动的线圈。当有风吹向风扇时扇叶转动,引起灯泡发光。装置A的工作原理是( )
A.通电线圈周围存在磁场 B.电磁感应
C.通电线圈能在磁场中转动 D.磁极间相互作用
4.如图所示为发电机的工作原理图,下列说法正确的是( )
A.发电机的工作原理是电磁感应
B.发电机的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用
C.线圈在转动过程中,感应电流的方向不变
D.发电机工作时把电能转化成机械能
5.油电混合动力汽车逐渐走进普通家庭,混动汽车搭载了传统的内燃机,高效的电动机、发电机和蓄电池组。行驶过程中内燃机提供动力,同时可为蓄电池充电,也可以由蓄电池和电动机提供动力。下列说法正确的是( )
A.油电混动汽车的工作效率可以达到100%
B.发电机的工作原理是利用电流能产生磁场
C.蓄电池组充电时实现了化学能转化为电能
D.电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用
6.如图所示是交流发电机原理示意图,线圈逆时针转动时产生了感应电流,边的电流方向和边恰好相反,其原因是( )
A.边靠近S极,边靠近N极
B.两边切割磁感线运动方向相反
C.两边所处的磁场方向相反
D.线圈在做逆时针转动,若改为顺时针转动,则方向相同
7.下列四幅图中能说明发电机工作原理的是( )
A. B.
C. D.
8.小金做了一个如图16-6-5甲所示的装置,闭合开关,用外力使左侧导体棒水平向右移动,发现右侧导体棒也随之运动起来,在此实验中,左侧装置应用的原理是_______,图乙是电吉他主要部件的基本结构图,当拨动金属吉他弦产生振动时,经一系列转化后将电信号再转为吉他的声音信号,其工作原理与图甲_______(选填“左侧”或“右侧”)相同。
9.A和B为两台相同的手摇发电机,现用导线将它们连接起来,如图所示,当他用力摇动手摇发电机A的手柄时,发现手摇发电机B的手柄也随之转动了起来。手摇发电机A的工作原理是_______,其能量转化过程是_______能转化为_______能;手摇发电机B的工作原理是_______,其能量转化过程是_______能转化为_______能。
达标检测答案以及解析
1.答案:C
解析:电动机工作时,消耗电能得到机械能,即是将电能转化为机械能的装置,故A正确;电动机是利用通电线圈在磁场中受力的作用制成的,故B正确;发电机工作时,消耗机械能,得到电能,是把机械能转化为电能的装置,故C错误;发电机是利用电磁感应的原理工作的,故D正确。
2.答案:D
解析:发电机是将机械能(动能)转化为电能的装置;加速摇动转轮时,线圈切割磁感线产生的感应电流变大,故灯泡变亮;转轮转速加快,线圈切割磁感线的速度变快,因此线圈中的电流变大,灯泡变亮;发电机产生电流的方向是变化的,并且转轮转动一圈电流方向改变两次。故选D。
3.答案:B
解析:装置A中有磁铁和可转动的线圈,当有风吹向风扇时扇叶转动,相当于线圈在磁场中转动,切割磁感线,从而产生感应电流,引起灯泡发光,是利用电磁感应的原理工作的,故B正确。
4.答案:A
解析:发电机的工作原理是电磁感应,故A正确,B错误;线圈在转动过程中,感应电流的方向是变化的,故C错误;发电机工作时,消耗机械能,产生电能,即将机械能转化为电能,故D错误.
5.答案:D
解析:由于额外功总是存在的,油电混动汽车的工作效率不可能达到100%,故A错误;发电机的工作原理是电磁感应现象,故B错误;蓄电池组充电时实现了电能转化为化学能,故C错误;电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用,故D正确。
6.答案:B
解析:线圈逆时针转动时产生了感应电流,据题图可知,边和边切割磁感线的方向相反,所处的磁场方向相同,所以感应电流的方向相反,故B正确.
7.答案:A
解析:A图说明的是电流的磁效应;B图是电磁继电器的原理;C图是电动机的原理图;D图是发电机的原理图.故选D.
8.答案:电磁感应;左侧
解析:由题图可知:闭合开关,将导体水平向右移动,此时相当于闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中会有感应电流产生,这是利用电磁感应现象的原理实现的,此时导体相当于电源;此时中有电流通过,在磁场中受力的作用而运动,将电能转化为机械能;通过拨动吉他弦转化为电信号,最后转为声音信号,因此该过程为电磁感应现象,与发电机原理相同,即与左侧的原理相同。
9.答案:电磁感应现象;机械;电;通电导线在磁场中受力的作用;电;机械
解析:手摇发电机A工作时,能产生电流,其工作原理是电磁感应现象,其能量转化过程为机械能转化为电能;B的手柄随之转动与电动机的工作原理相同,是通电导线在磁场中受力的作用,电动机在工作过程中,消耗电能,产生机械能。