【大单元·任务式】《14.6.2探究产生感应电流的条件（第二课时）》大单元教学分课时课件（29页）--北师大2024版9年级

(共29张PPT)
探究产生感应电流的条件
(第二课时)
第1节
第14章 电与磁
（北师大版）九年级
上
大单元教学
大单元知识框架
学习目标
物理观念：知道动圈式话筒、发电机的工作原理，区分交流电与直流电，明确直流发电机中换向器的作用，了解相关装置的能量转化。
科学思维：能对比动圈式话筒与动圈式扬声器的结构、原理异同，分析发电机（交流、直流）的工作过程。
科学探究：通过分析装置结构，推导动圈式话筒、发电机的工作原理。
科学态度与责任：认识电磁感应原理对发电、声电转换技术的推动作用，体会物理知识的实际应用价值。
火力发电
水力发电
风力发电
我们知道，发电站都是利用发电机发电的，发电机是怎么工作的呢？
激趣导入
任务一：动圈式话筒
1.构造：主要由与膜片相连的线圈和永磁体组成，如图所示。
2.原理：依据电磁感应现象制成,膜片振动→线圈振动(切割磁感线)→产生感应电流。
3.作用：将声信号转化为电信号。
新知探究
4.工作过程：当人对着话筒说话或唱歌时，人发出的声音使膜片振动,与膜片相连的线圈也跟着一起振动，线圈在永磁体的磁场中做切割磁感线运动，就能产生随着声音变化而变化的电流，电流信号经扩音机放大后传给扬声器,从扬声器中就会发出放大后的声音。
请你仔细想一想，说明动圈式话筒的工作原理。比较一下动圈式话筒与动圈式扬声器的结构和工作原理，它们之间有什么异同？
新知探究
讨论交流：
1.动圈式话筒工作原理：声波使膜片振动，带动相连的线圈在永磁体的磁场中做切割磁感线运动，利用电磁感应现象产生与声音规律一致的感应电流，将声信号转化为电信号。
新知探究
讨论交流：
2.动圈式话筒与动圈式扬声器的异同
（1）相同点：都包含永磁体、线圈、膜片，核心部件结构相似，均依赖磁场与线圈的相互作用。
（2）不同点：
原理：话筒利用电磁感应；扬声器利用通电导体在磁场中受力运动。
能量转化：话筒是机械能→电能；扬声器是电能→机械能。
信号方向：话筒是声信号→电信号；扬声器是电信号→声信号。
电磁感应现象表明，机械能转化成电能是可行的。由此，法拉第发明了发电机。
任务二：发电机
观察模型式手摇发电机的构造：两个半圆形的磁极，线圈通过铜环、电刷和灯泡连接起来的，摇把通过皮带传动装置带动线圈转起来。
发电机是将其他形式的能转换成电能的机械设备，是根据电磁感应现象制成的。
新知探究
1.把手摇发电机与电流表连接起来，缓慢摇动手摇发电机，电流表指针左右摆动，说明什么？
说明电动机产生的电流的方向是不断变化的。
2.取下电流表，但仍然保持小灯泡和发电机连接。用不同的速度摇动转轮，灯泡亮度的怎样变化？
发电机线圈转得越快，小灯泡越亮。
新知探究
3.把两个发光二极管极性相反地并联起来，并与发电机串联。转动摇把，发现二极管交替发光，说明什么？
说明发电机提供的电流方向在不停地改变。
新知探究
当线圈在前半周转动时，电流表指针偏转，电路中产生了感应电流；当线圈在后半周转动时，切割磁感线方向相反，电流表指针偏转方向相反。
新知探究
手摇发电机产生交流电的原因
手摇发电机产生的电流是交变电流，简称交流。
频率表示交流电方向变化的快慢，数值上等于交流电在1s内完成周期性变化的次数。
我国电网以交流供电，频率为 50 赫兹。
新知探究
交变电流
如何保证发电机发出的电流的方向不变呢？
用两个半环组成的换向器代替交流发电机上的两个滑环，那么，虽然线圈中产生的是交流电，但是供给外部电路的电流方向却保持不变，这种方向不变的电流叫作直流电。
新知探究
工作原理：电磁感应现象
能量转化：其他形式的能转化为电能
结构：转子、定子
定子
转子
发电机的原理和能量转化
新知探究
发电机的基本结构
发电机的原理：
电磁感应现象
机械能 → 电能
新知探究
视频：发电机的工作原理
新知探究
实际的发电机由定子(转动部分)和转子(固定部分)两部分组成的。大型发电机发的电，电压很高、电流很强，一般采取线圈不动、磁极旋转的方式来发电，为了得到较强的磁场，要用电磁铁代替永磁体。
大型发电机安装转子
实际发电机
新知探究
我国的三峡水力发电站安装了32台7×10kW的大型水轮发电机组。其中，32号机组单是转子的质量就接近2000t.
新知探究
大型水轮发电机组 吊装转子
新知探究
如今，各种发电机，从只能点亮一个灯泡的自行车发电机，到大大小小的各类发电厂的发电机组，已遍布世界各地。发电机的出现，推动了人类历史上一次重大的工业革命。
实验室里的手摇发电机能产生交变电流
大型发电厂的发电机组
请结合图所示的直流发电机原理，说明直流发电机的工作过程。
发电机发电的过程是能量转化的过程。用内燃机、蒸汽轮机或水轮机带动发电机发电的过程中，各发生了哪些能量转化？
新知探究
线圈在磁场中转动，切割磁感线产生交变感应电流；通过换向器的作用，将线圈内的交流电转换为外电路中的直流电，实现持续对外供电。
机械能转化为电能
新知探究
课堂小结
练习与应用
1.关于动圈式话筒的工作原理，下列说法正确的是（ ）
利用磁场对电流有力的作用，将电能转化为声能
B. 利用电磁感应现象，将声能转化为电能
C. 利用电流的磁效应，将电信号转化为声信号
D. 利用电磁铁的磁性，将声信号转化为电信号
B
练习与应用
2.下列关于交流电的说法，符合课件内容的是（ ）
交流电的方向始终不变，我国电网频率为 50Hz
B. 交流电的方向周期性变化，1s 内完成 50 次周期性变化
C. 手摇发电机产生的电流是直流电，指针不会左右摆动
D. 二极管交替发光说明发电机输出电流大小不断变化
B
练习与应用
3.关于发电机的相关说法，错误的是（ ）
发电机的工作原理是电磁感应现象
B. 能量转化是其他形式的能转化为电能
C. 直流发电机通过换向器使外部电路获得直流电
D. 大型发电机采用 “线圈转动、磁极固定” 的方式，用永磁体提供磁场
D
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