苏科版物理16.5电磁感应发电机导学案

第十六章　电磁转换
　电磁感应 发电机
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【学习目标】
知道：1发电机的工作原理。理解电磁感应现象
2．知道交流发电机的主要构造。
3．知道什么是交流电，能区分交流电和直流电。知道我国生产和生活用的交流电的周期是0.02秒、频率是50赫兹的含义。
4．培养学生把物理规律应用于实际的能力。
〖课堂学习〗引人新课：电能生磁，那么磁能生电吗？
实验演示：发电机发电工作。看课本51页介绍：
1．法拉第的发现：电磁感应现象。产生的电流叫感应电流。
实验演示产生感应电流的条件，得到结论： ( http: / / www.21cnjy.com )
。
感应电流的方向与 和 有关。
能量转化： 。
　例1．如图16.16所示，闭合电路中的一 ( http: / / www.21cnjy.com )部分导体在磁场中运动，用“○”表示导体横截面，箭头表示导体运动方向，其中不能产生感应电流的是（　　）
　　
2应用：发电机
(1)发电机原理：电磁感应现象
提问：把上述直导体弯成线圈，使它在磁场中转动，能否产生感应电流呢？
教师边提问边动手，把铜导线弯成线圈并在磁场 ( http: / / www.21cnjy.com )中转动，转动线圈，引导学生分析，线圈转动时，ab边和cd边切割了磁感线，能够产生感应电流。发电机就是根据上述原理制成的。
(2)发电机的构造：由定子和转子两部分组成，包括磁极、线圈、铜环、电刷等
演示：摇动发电机大轮，小灯泡发光，验证了上述理论。
(3)交流电与直流电
讲述：下面我们来研究发电机 ( http: / / www.21cnjy.com )产生的电流有些什么特点。要研究电流的特点，就需要借助电流表，教师边讲边用电流表换下小灯泡，缓慢摇动大轮，要求学生观察电流表指针运动情况。引导学生分析：指针左右摆动，表明电流方向在周期性地重复变化。引出交流电、直流电的概念，并加以区别。
交流电：周期性改变方向的电流。我国供生产和生活用的交流电周期0.02秒，频率50赫。
直流电的电流方向不变。
讲解：周期和频率是用来表示交流电特点的 ( http: / / www.21cnjy.com )两个物理量（不给定义），我国供生产和生活用的交流电的周期是0.02秒，频率是50赫兹，其意义是发电机线圈转一周用0.02秒，即1秒内线圈转50周。因为线圈每转一周电流方向变化两次，所以频率是50赫兹的交流电电流方向每秒钟改变100次。
交流电跟我们从电池得到的电流有所不同，从电池得到的电流的方向不变，通常叫做直流电。
(4)发电机是把机械能转化为电能的机器。
①发电机输出什么能？
②要发电机发电，我们必须给它提供什么能？这种能量从哪里得到？
【课堂练习】
一、填空题
1．如图16.17所示，在磁场中悬 ( http: / / www.21cnjy.com )挂一根导体ab，把它的两端跟电流表连接起来．合上开关，让导体ab在磁场中左右运动，会观察到电流表的指针　　　　　　，这种现象叫　　　　　　　现象．在这种现象中　　　　　能转化为　　　　　能．
2．6月5日是世界环境日，2006 ( http: / / www.21cnjy.com )年中国的主题是“生态安全与环境友好型社会”．化学电池对生态与环境的影响日趋严重．如图16.18是一种安装在自行车上的照明灯，它在某些发达国家被大量使用．这种灯不用化学电池，是通过车轮的转动来带动小型交流发电机发电使灯泡发光的．发电机的工作原理是_____________，发电机工作时发生的能量转化是　　　　　　　　　　　　．
二、选择题
3．如图16.19所示，在将磁铁插入铜质漆包 ( http: / / www.21cnjy.com )线绕制的线圈的过程中，电流表的指针会摆动．这个现象所反映的物理原理，在下列电气设备中得到应用的是（　　）
A．电磁起重机 B．发电机
C．电动机 D．电磁继电器
4．在探究产生感应电流的实 ( http: / / www.21cnjy.com )验中，某同学按照图16.20中的4种情况让闭合电路的一段导体AB在磁场中沿箭头所示方向运动，其中能够产生感应电流的是（　　）
5．小明利用如图16.1 ( http: / / www.21cnjy.com )7所示实验装置探究电磁感应现象，他把装置中的直铜线ab通过导线接在量程为3A的电流表的两接线柱上，当让ab迅速向右运动时，并未发现电流表指针明显偏转．你认为最可能的原因是（　　）
　　A．感应电流太小，无法使指针明显偏转
　　B．铜线ab太细，换用铜棒进行实验便能使指针明显偏转
　　C．ab运动方向不对，应将ab改为向左运动
　　D．ab运动方向不对，应将ab改为上下运动
6．关于电和磁，以下说法正确的是（　　）
　　A．闭合导体在磁场中运动就会产生感应电流
　　B．一段导体在磁场中做切割磁感线运动就会产生感应电流
　　C．通电导体在磁场中受力方向既平行于电流方向，又平行于磁场方向
　　D．通电导体在磁场中受力方向既垂直于电流方向，又垂直于磁场方向
7．如图16.21所示将小电动机与小灯 ( http: / / www.21cnjy.com )泡按如图所示的电路连接，在小电动机转轴上绕线，然后用力拉线，使电动机转动．在电动机转动过程中，小灯饱发光，该现象中（　　）
①电产生了磁，使电动机转动 ②滋产生了电，使小灯泡发光 ③电动机是电源 ④转速越快，灯饱越亮
　　A．①②③　　　　　　　　　　　B．①③④
　　C．①②④　　　　　　　　　　　D．②③④
三、简答题
8．发电机的线圈平面和磁感线垂直时，线圈中有没有感应电流产生？为什么？
【课后练习】
1．英国物理学家 经过长 ( http: / / www.21cnjy.com )期探索，发现了 现象，这是他在奥斯特发现了电流的磁效应后 的结果．他的发现，实现了 的愿望，进一步揭示了 现象和 现象之间的联系．
2．发电机是根据 现象制成的， 和 做周期性变化的电流叫交流电．电流周期性变化一次的 叫交流电的周期，1s内 叫做交流电的频率．我国工农业生产和日常生活中所用交流电的频率是Hz，其方向每秒改变 次．
3．如下图所示，在磁场中悬挂一根 ( http: / / www.21cnjy.com )导体ab，把它的两端跟电流表连接起来，合上开关，让导线ab在磁场中左右运动，你会观察到 的指针发生偏转，说明 (填“有”或“没有”)电流产生，这种现象叫 ．
4．法拉第发现的 现象，导致 ( http: / / www.21cnjy.com ) 的发明，实现了电能的大规模生产，为人类的生产劳动实现机械化奠定了基础．磁悬浮列车是利用同名磁极相互 的原理来实现悬浮的．
5．产生感应电流的条件是 ( )
A．导体在磁场中做切割磁感线运动
B．导体在磁场里沿磁感线方向运动
C．闭合电路的一部分导体在磁场里顺着磁感线方向运动
D．闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动
6．在交流发电机中，当线圈平面：
①转至与磁感线垂直位置时，感应电流为零．
②转过与磁感线平行时，感应电流改变方向．
③转至与磁感线平行时，感应电流为零．
④转过与磁感线垂直位置时，感应电流改变方向．
以上说法中正确的是 ( )
A·①③ B．①④ C．②③ D．①②③
7．下列说法中正确的是 ( )
A．导线在磁场中运动就能产生感应电流
B．闭合电路的一部分导线在磁场中运动就一定能产生感应电流
C．闭合电路的一部分导线在磁场中作切割磁感线的运动，一定能产生感应电流
D．闭合线圈在磁场中作切割磁感线的运动，一定能产生感应电流
8．如下图所示的四个实验装置中，能说明发电机工作原理的是 ( )
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9．如图所示的甲、乙两个模型示意图中，甲图是 模型，乙图是 模型·
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（09·湖北宜昌市）10．如图是实验室 ( http: / / www.21cnjy.com )用的手摇发电机，在发电机和小灯泡的电路里串联一个电流表，缓慢转动线圈，观察电流表指针摆动的方向：__________________，这说明______________________________。要使小灯泡变亮，可以采用的方法和措施是：①______________；②______________。
11．（09·武汉）下图是一种 ( http: / / www.21cnjy.com )手压式环保节能手电筒的结构示意图。使用时，迅速按压手柄多次，闭合开关灯泡就能发光。这种不需要干电池的手电筒的工作原理是
A．电磁感应现象
B．电流的磁效应
C．磁极间的相互作用
D．通电线圈在磁场里受力转动
12．（09·本溪）如图是1825年日 ( http: / / www.21cnjy.com )内瓦年轻的物理学家科拉顿做实验的装置图,为避免磁铁对磁针的作用,把实验装置放在两个房间内,他在乙房间把磁铁放入线圈的过程中,以磁铁为参照物,线圈是_____________(填“运动”或“静止”)的,这时甲房间的小磁针将______________(填“不动”或“转动”),乙房间出现的电磁现象在物理学上称为________________现象.
（09·广东湛江）13．图15是“探究导体 ( http: / / www.21cnjy.com )在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置，闭合开关后，铜棒ab、电流表、开关组成闭合电路．小明将实验中观察到的现象记录在下表中．
次数 开关 磁场方向 导体ab的运动方向 电流表指针的偏转方向
1 断开 上N下S 向右运动 不偏转
2 闭合 上N下S 向右运动 向左偏转
3 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转
4 闭合 上N下S 向上运动 不偏转
5 闭合 上S下N 向下运动 不偏转
6 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转
7 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转
（1）小明分析得出：闭合电路中的部分导体在磁场里做 时，导体中就会产生感应电流．
（2）比较实验2和3（或6和7）可知：在磁场方向一定时，感应电流的方向与________________________有关．
（3）比较实验2和6（或3和7）可知： ．
（4）此实验的研究方法有控制 ( http: / / www.21cnjy.com )变量法和 法．在此实验的过程中是 能转化为 能，重要的应用是 ．
（5）针对这个实验小明进行了进一步的探 ( http: / / www.21cnjy.com )究，他提出了“感应电流的大小可能与磁场的强弱有关”的猜想，除此以外你的猜想是： ．
①写出验证你的猜想的主要步骤．
②你怎样对实验结果进行分析判断？
图16.16
图16.17
图16.18
图16.19
A
B
C
D
图16.20
图16.21