17.3 发电机发电的原理（课件）--沪粤版（新教材）九年级物理下册（32页PPT）

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沪粤版物理9年级全下培优备课课件（精做课件）17.3发电机发电的原理第十七章电动机与发电机授课教师：Home .班级：.时间：.你知道我们日常生活中使用的电能来自哪里吗？
核电站
风力发电场
火力发电厂
水力发电站
电厂里面最核心的部件就是发电机。
演示实验：
仔细观察如图所示的手摇式发电机，用导线把它与发光二极管连接起来。试一试，怎样才能使发光二极管发光。
让我们自己来发电
将发电机模型拆开，看一看它的内部结构。想一想：发电机的主要部件有哪些？
磁体
线圈
视频 发电机的结构
发电机模型是不是有点眼熟，你想起来了什么？
电动机里面也有磁体和线圈这两个主要部件！
探究导体在磁场中产生感应电流的条件
实验思路：
我们可以仿照对电动机的研究，对线圈和磁体进行简化，来探究发电机产生电流的条件。你还记得研究电动机时我们是如何简化的吗？
实验：
将线圈组简化为直导线。
设计实验：
如图是设计的两种实验装置。
实验器材：
单根导线、线圈、导线、蹄形磁铁、灵敏电流计。
进行实验：
1.当单根导线或线圈的一边在磁场中静止不动时，仔细观察，灵敏电流计的指针会偏转吗？
2.单根导线或线圈的一边在磁场中做怎样的运动时，灵敏电流计的指针才会偏转呢？如果单根导线或线圈的一边平行于磁感线运动，灵敏电流计的指针会发生偏转吗？
3.改变磁场两极的位置（改变磁场的方向），或者使单根导线或线圈的一边反向运动，灵敏电流计的指针偏转方向是否改变？
实验1 产生感应电流的条件
实验2 影响感应电流方向的因素
实验结论：
闭合电路的一部分导体在磁场里做________磁感线的运动时，导体中就会产生电流。电流的方向与____________和______________有关。
磁场的方向
切割
分析上述实验结果，可以得到以下结论：
导体运动方向
这就是电磁感应现象。电磁感应现象中所产生的电流，叫做感应电流。
思考：用如图的方法能产生感应电流吗？试一试。
你认为发生电磁感应现象的条件是什么？
电磁感应现象中发生了怎样的能量转化？
1.闭合电路。2.导体在磁场中做切割磁感线运动。
机械能转化为电能
知识点1 探究电磁感应现象
1．小点进行“探究产生感应电流的条件”的实验。
【实验思路】
(1)实验中通过观察灵敏电流计指针________来判断电路中是否产生感应电流，通过指针偏转的方向判断________________。
是否偏转
1星题 基础过关
感应电流方向
【实验过程】
(2)小点设计了如图所示的装置，主要器材有：U形磁体、灵敏电流计、用细导线连接并悬挂于铁架台上的_________(填“塑料棒”或“金属棒”)ab、开关及导线若干，
ab与灵敏电流计、开关串联组
成闭合电路。
金属棒
(3)小点安装好器材，进行实验，得到下表数据。
序号 开关 磁场方向 ab的 运动方向 指针的偏
转方向
1 断开 上N下S 向各个方向运动 不偏转
2 闭合 上N下S 静止不动 不偏转
3 闭合 上N下S 向右运动 向左偏转
4 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转
5 闭合 上N下S 向上运动 不偏转
6 闭合 上N下S 向下运动 不偏转
7 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转
8 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转
【实验结论】
(4)由实验1～6可得，电路中产生感应电流的两个条件：________电路的一部分导体；导体做切割________运动。
(5)由实验__________________可知，导体中产生感应电流的方向跟磁场的方向有关。
(6)由实验3、4可知，导体中产生感应电流的方向跟______________________有关。
闭合
磁感线
3、7(或4、8)
导体运动方向
【实验拓展】
(7)该实验中的能量转化情况是________能转化成________能。(18分)
机械
电
再来观察模型发电机，你能用电磁感应现象来说明它的工作原理吗？
导体运动出磁场之后，电流就消失了，怎样才能得到持续的电流呢？
让线圈在磁场中转起来！
三、发电机的工作原理
三、发电机的工作原理
如图是交流发电机的工作原理示意图。
（a）
（b）
（c）
（d）
三、发电机的工作原理
线圈转至图中位置时，线圈不切割磁感线，电路中没有电流。
线圈从图(a)位置匀速转至图(b)位置的过程中，AB、CD边均切割磁感线，线圈中产生逐渐增大的感应电流。从灵敏电流计指针的偏转方向可知，电流方向如图所示，且在此位置时，电流最大。
(a)
(b)
三、发电机的工作原理
线圈从图(b)位置匀速转至图(c)位置的过程中，线圈切割磁感线，线圈中有感应电流，且逐渐减小。当到达此图位置时，线圈不切割磁感线，电路中电流消失。
线圈由图(c)位置匀速转至图(d)位置的过程中，线圈切割磁感线，线圈中有感应电流，且逐渐增至最大，电流的方向如图所示。
(c)
(d)
当线圈从图(a)位置继续转动下去，线圈中感应电流的大小和方向就不断重复上述变化。这里线圈转动一周，电流的方向和大小就发生一个周期性变化。
三、发电机的工作原理
上述这种周期性改变方向和大小的电流叫做交流电 。它跟通过干电池、蓄电池所得到的方向不变的直流电是不同的。
我国家庭电路中使用的就是220V的交流电，其频率为50Hz。
实际发电机比较复杂，但是基本部件仍是是磁体与线圈，如图。
它的磁体是转动的电磁铁，线圈嵌在由硅钢片制成的槽中。当转子转动时，定子中的线圈便会切割磁感线而产生感应电流。
三、发电机的工作原理
汽轮机利用蒸汽流驱
动发电机转子转动
水轮机利用水流驱动
发电机转子转动
三、发电机的工作原理
电厂的发电机通常由水轮机、汽轮机或内燃机等带动转子转动的，所产生的感应电流通常都是交变电流(交流电)，且电压较高。
知识点2 发电机及其工作原理
2．如图所示，把一台手摇发电机跟小灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，我们可以通过____________这一现象来判断电路中有电流，手摇发电机的工作原理是__________。若在发电机和小灯泡的电路里串联一个灵敏电流计，慢慢摇动手柄，观察到灵敏电流计的指针左右摇摆，这表明该发电机发出的电是
________(填“直流电”或“交流电”)。(6分)
小灯泡发光
电磁感应
交流电
3．[2025·亳州模拟]如图所示的模型中，当线圈abcd绕着中心轴逆时针转动时，下列说法中正确的是(　　)
A．该模型为电动机模型
B．当线圈由图中位置转过90°时，线圈中电流方向发生变化
C．线圈转动过程中电能转化为机械能
D．线圈在转动过程中ad边也能产生感应电流
B
4.(跨学科·音乐)(2025·大连一模)如图所示，电吉他的拾音器里有六个磁柱，当弦线振动时，拾音器中的线圈产生电流。下列设备与拾音器的工作原理相同的是(　　)
A．电动机
B．扬声器
C．发电机
D．电磁继电器
C
2星题 情境应用
5．[2025·北京模拟]图中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。当导线a在磁场中按箭头方向运动时，在图中所示的四种情况下，不能产生感应电流的是(　　)
A
6.[2025·阜阳期末]如图所示的是动圈式话筒的构造示意图，膜片和线圈相连，线圈处在永久磁体周围的磁场中。线圈两端的导线接入扬声器，当你对着话筒说话或唱歌时，声音使膜片和线圈一起振动，我们就能通过扬声器听到你的声音，下列说法正确的是(　　)
A．线圈的材料可以选用铁
B．动圈式话筒是把电信号转化成声信号
C．线圈中产生的电流的方向是变化的
D．动圈式话筒和电动机的工作原理相同
C
7．[2025·山西中考]小亮把旧电风扇中的电动机拆下来，将它与小灯泡连接成如图所示的闭合电路，在电机转轴一端插入细铁棒，快速转动铁棒，灯泡开始发光。下列说法正确的是(　　)
A．灯泡发光，说明该装置中一定有干电池
B．转动铁棒，电机线圈做切割磁感线运动
C．转动铁棒，电机就将电能转化为机械能
D．若铁棒反向转动，电路中不能产生电流
B
8.(新情境题)(2025·厦门一模改编)风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图所示。
(1)为缓解城市照明对常规电的依赖，风光互补灯应运而生。下列装置能反映风力发电原理的是________(填字母)。
A
(2)将风力发电的主要能量转化流程图填写完整。
(3)当风正面垂直吹向静止叶片时，叶片转动，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速转动，带动内部线圈在磁场中做____________运动，从而发电。(8分)
机械能
电能
切割磁感线
发电机发电的原理
决定感应电流方向
在磁场中做切割磁感线运动
闭合回路、部分导体
产生感应
电流条件
磁场方向
导体切割磁感线运动方向
应用：发电机
交流电：电流大小、方向随时间周期性变化
能量转化：机械能→电能和内能
课堂小结