17.3发电机为什么能发电 习题课件
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课件19张PPT。17.3 发电机为什么能发电知识点1知识点2知识点1 探究电磁感应现象
1.探究产生感应电流的条件:知识点1知识点2结论:闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应现象,产生的电流叫做感应电流。知识点1知识点22.探究影响感应电流方向的因素 知识点1知识点2结论:导体中感应电流的方向,跟导体切割磁感线的运动方向和磁感线(磁场)的方向都有关。
(1)磁感线(磁场)的方向不变,导体做切割磁感线的运动方向改变时,感应电流的方向发生改变;
(2)导体切割磁感线的运动方向不变,磁感线的方向改变,导体中的感应电流方向发生改变;
(3)导体切割磁感线的运动方向和磁感线的方向都改变时,导体中的感应电流方向不变。
拓展归纳影响感应电流大小的因素
感应电流的大小与磁场强度、导线长度、运动速度有关,磁场越强,导线越长,运动速度越大,感应电流越大。知识点1知识点2例1 (2017·江苏玄武模拟)图示为“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置,导体棒ab、开关、灵敏电流计用导线连接,组成电路。
?
(1)实验中,通过 来判断电路中是否有感应电流产生;闭合开关,让导体棒ab静止,磁铁水平向右运动,则电流计的指针 (选填“偏转”或“不偏转”)。?
(2)保持其他条件不变,只调换磁极的位置,是为了探究感应电流的方向与 方向是否有关。?
(3)产生感应电流时, 相当于电源。?知识点1知识点2解析(1)实验中,感应电流的有无是通过灵敏电流计的指针偏转来体现的,若灵敏电流计的指针发生偏转,就说明产生了感应电流;反之,则无感应电流产生。让导体棒ab静止,磁铁水平向右运动,导体仍然会切割磁感线,则会产生感应电流,灵敏电流计的指针偏转。
(2)感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关,只调换磁极的位置,是为了探究感应电流的方向与磁场方向是否有关。
(3)产生感应电流时,做切割磁感线运动的导体棒ab相当于电源。
答案(1)灵敏电流计的指针是否偏转 偏转
(2)磁场
(3)导体棒ab知识点1知识点2知识点2 发电机工作原理
1.发电机的构造:发电机由定子和转子组成,包括磁体、线圈、铜环、电刷等。如图所示:知识点1知识点22.发电机的工作原理: (1)当ab向下运动,cd向上运动时,导体做切割磁感线运动,有感应电流,ab边电流方向从b→a。(2)当ab转过平衡位置,ab向上运动,cd向下运动,导体做切割磁感线运动,ab边的电流方向从a→b。从发电机工作过程我们能看出,线圈转动一周,电流方向变化两次。知识点1知识点23.实际的发电机
实际的发电机比模型发电机复杂得多,但基本部件仍是由磁体和线圈。大型发电机一般采取线圈不动、磁体(电磁铁)旋转的方式来发电,当转子转动时,定子中的线圈会切割磁感线而产生感应电流。如图所示:知识点1知识点2例2 (2017·安徽一模)图示为发电机的工作原理图,则下列说法正确的是( )
A.线圈在磁场中转动时不一定会产生感应电流
B.线圈在转动过程中,若产生了感应电流,则电流大小不变
C.线圈在转动过程中,若产生了感应电流,则电流方向不变
D.发电机的原理和扬声器的相同
解析当开关断开时,电路断开,就算线圈切割磁感线,也无法产生感应电流,故A正确;此发电机产生的是交变电流,电流大小、方向都发生改变,故B、C错误;扬声器原理与电动机相同,故D错误。
答案A考点2考点1考点1 探究产生感应电流的条件及方向
例1 (2017·河南南阳一模)小红在“探究产生感应电流条件”的实验中,利用如图甲所示的实验装置,做了如下探究实验,闭合开关,保持磁铁不动,改变导体棒ab的运动方向,操作过程及结果记录如表所示。考点2考点1(1)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表指针发生偏转,由此可知 ;?
(2)感应电流的方向与 的方向有关,导体不动,“U”形磁铁左右运动,电流表指针 (选填“会”或“不会”)发生偏转;?
(3)感应电流方向和磁场方向有关,如图乙所示装置,当磁铁N极插入线圈时,电流表指针向右偏,那么当磁铁的S极插入线圈时,电流表的指针会向 偏。?考点2考点1解析(1)结合操作过程及结果可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表指针发生偏转,由此可知电路中有电流产生;
(2)感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关;导体不动,“U”形磁铁左右运动,以磁铁为参照物,则导体也会做切割磁感线运动,电路中有电流产生,电流表指针会发生偏转;
(3)感应电流方向和磁场方向有关,如图乙所示装置,当磁铁N极插入线圈时,电流表指针向右偏,那么当磁铁的S极插入线圈时,由于磁感线方向发生了变化,则感应电流方向也会发生变化,故电流表的指针会向左偏。
答案(1)电路中有电流产生 (2)导体切割磁感线 会 (3)左考点2考点1名师点评
此题利用电磁感应的实验装置图,对感应电流产生的条件和决定感应电流的方向两个知识点通过具体的实验过程进行了探究,考查了控制变量法在此实验中的应用。考点2考点1考点2 电磁感应现象的应用
例2 (2016·辽宁葫芦岛中考)图示为一种手摇式手机充电器。只要摇转手柄,就可以给手机充电。以下四幅图中能反映手摇充电器原理的是( )考点2考点1解析手摇式手机充电器是利用电磁感应原理工作的。A图中是奥斯特实验,说明通电直导线周围存在磁场,是电流的磁效应;B图中是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动能够产生感应电流,是电磁感应现象;C图中给导体通电,导体会在磁场中运动,说明通电导体受到磁场力的作用,这是电动机原理图;D图中是电磁继电器,是电流的磁效应。
答案B
名师点评
本题主要考查了电磁现象中几个实验的掌握情况,知道手摇式充电器的原理是解题的关键。教材问题解答
活动1(见教材第31页)
用手按一定方向持续摇动发电机,小灯泡发光
活动2(见教材第32页)
发电机主要由定子和转子组成。
探究结论(见教材第33页)
闭合电路一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流。电流的方向与磁场方向和导体运动方向有关。
(1)能用教材中图17-18所示的装置探究电磁感应现象。将条形磁铁向线圈中插入或拔出,等效于条形磁铁不动,线圈向上或向下运动,线圈切割磁感线;电路是闭合的,线圈是电路中的部分导体,因此能够探究电磁感应现象。
(2)提出的问题:①插入磁体和拔出磁体时电流方向改变吗?②电流的大小与磁体插入和拔出的速度有关吗?自我评价与作业
1.发电机和电动机均由转子和定子两大部分组成。
2.从发现通电导体在磁场中受力到电动机的发明,换向器起了关键的作用,它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的电流方向,从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。可见,将物理知识应用于实际还需要技术作桥梁。
3.D
课外活动(见教材第36页)
1.用手转动风扇叶子,灵敏电流计发生偏转,这说明电动机线圈在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,使灵敏电流计指针发生偏转,是电磁感应现象,同时也说明电动机与发电机的结构相同,在条件改变时,电动机可以变成发电机,发电机也可以变成电动机。
2.高压输电过程中的变压器就应用了电磁感应现象。
1.探究产生感应电流的条件:知识点1知识点2结论:闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时,导体中就会产生电流,这种现象叫电磁感应现象,产生的电流叫做感应电流。知识点1知识点22.探究影响感应电流方向的因素 知识点1知识点2结论:导体中感应电流的方向,跟导体切割磁感线的运动方向和磁感线(磁场)的方向都有关。
(1)磁感线(磁场)的方向不变,导体做切割磁感线的运动方向改变时,感应电流的方向发生改变;
(2)导体切割磁感线的运动方向不变,磁感线的方向改变,导体中的感应电流方向发生改变;
(3)导体切割磁感线的运动方向和磁感线的方向都改变时,导体中的感应电流方向不变。
拓展归纳影响感应电流大小的因素
感应电流的大小与磁场强度、导线长度、运动速度有关,磁场越强,导线越长,运动速度越大,感应电流越大。知识点1知识点2例1 (2017·江苏玄武模拟)图示为“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置,导体棒ab、开关、灵敏电流计用导线连接,组成电路。
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(1)实验中,通过 来判断电路中是否有感应电流产生;闭合开关,让导体棒ab静止,磁铁水平向右运动,则电流计的指针 (选填“偏转”或“不偏转”)。?
(2)保持其他条件不变,只调换磁极的位置,是为了探究感应电流的方向与 方向是否有关。?
(3)产生感应电流时, 相当于电源。?知识点1知识点2解析(1)实验中,感应电流的有无是通过灵敏电流计的指针偏转来体现的,若灵敏电流计的指针发生偏转,就说明产生了感应电流;反之,则无感应电流产生。让导体棒ab静止,磁铁水平向右运动,导体仍然会切割磁感线,则会产生感应电流,灵敏电流计的指针偏转。
(2)感应电流的方向与导体运动方向和磁场方向有关,只调换磁极的位置,是为了探究感应电流的方向与磁场方向是否有关。
(3)产生感应电流时,做切割磁感线运动的导体棒ab相当于电源。
答案(1)灵敏电流计的指针是否偏转 偏转
(2)磁场
(3)导体棒ab知识点1知识点2知识点2 发电机工作原理
1.发电机的构造:发电机由定子和转子组成,包括磁体、线圈、铜环、电刷等。如图所示:知识点1知识点22.发电机的工作原理: (1)当ab向下运动,cd向上运动时,导体做切割磁感线运动,有感应电流,ab边电流方向从b→a。(2)当ab转过平衡位置,ab向上运动,cd向下运动,导体做切割磁感线运动,ab边的电流方向从a→b。从发电机工作过程我们能看出,线圈转动一周,电流方向变化两次。知识点1知识点23.实际的发电机
实际的发电机比模型发电机复杂得多,但基本部件仍是由磁体和线圈。大型发电机一般采取线圈不动、磁体(电磁铁)旋转的方式来发电,当转子转动时,定子中的线圈会切割磁感线而产生感应电流。如图所示:知识点1知识点2例2 (2017·安徽一模)图示为发电机的工作原理图,则下列说法正确的是( )
A.线圈在磁场中转动时不一定会产生感应电流
B.线圈在转动过程中,若产生了感应电流,则电流大小不变
C.线圈在转动过程中,若产生了感应电流,则电流方向不变
D.发电机的原理和扬声器的相同
解析当开关断开时,电路断开,就算线圈切割磁感线,也无法产生感应电流,故A正确;此发电机产生的是交变电流,电流大小、方向都发生改变,故B、C错误;扬声器原理与电动机相同,故D错误。
答案A考点2考点1考点1 探究产生感应电流的条件及方向
例1 (2017·河南南阳一模)小红在“探究产生感应电流条件”的实验中,利用如图甲所示的实验装置,做了如下探究实验,闭合开关,保持磁铁不动,改变导体棒ab的运动方向,操作过程及结果记录如表所示。考点2考点1(1)闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表指针发生偏转,由此可知 ;?
(2)感应电流的方向与 的方向有关,导体不动,“U”形磁铁左右运动,电流表指针 (选填“会”或“不会”)发生偏转;?
(3)感应电流方向和磁场方向有关,如图乙所示装置,当磁铁N极插入线圈时,电流表指针向右偏,那么当磁铁的S极插入线圈时,电流表的指针会向 偏。?考点2考点1解析(1)结合操作过程及结果可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电流表指针发生偏转,由此可知电路中有电流产生;
(2)感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关;导体不动,“U”形磁铁左右运动,以磁铁为参照物,则导体也会做切割磁感线运动,电路中有电流产生,电流表指针会发生偏转;
(3)感应电流方向和磁场方向有关,如图乙所示装置,当磁铁N极插入线圈时,电流表指针向右偏,那么当磁铁的S极插入线圈时,由于磁感线方向发生了变化,则感应电流方向也会发生变化,故电流表的指针会向左偏。
答案(1)电路中有电流产生 (2)导体切割磁感线 会 (3)左考点2考点1名师点评
此题利用电磁感应的实验装置图,对感应电流产生的条件和决定感应电流的方向两个知识点通过具体的实验过程进行了探究,考查了控制变量法在此实验中的应用。考点2考点1考点2 电磁感应现象的应用
例2 (2016·辽宁葫芦岛中考)图示为一种手摇式手机充电器。只要摇转手柄,就可以给手机充电。以下四幅图中能反映手摇充电器原理的是( )考点2考点1解析手摇式手机充电器是利用电磁感应原理工作的。A图中是奥斯特实验,说明通电直导线周围存在磁场,是电流的磁效应;B图中是闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动能够产生感应电流,是电磁感应现象;C图中给导体通电,导体会在磁场中运动,说明通电导体受到磁场力的作用,这是电动机原理图;D图中是电磁继电器,是电流的磁效应。
答案B
名师点评
本题主要考查了电磁现象中几个实验的掌握情况,知道手摇式充电器的原理是解题的关键。教材问题解答
活动1(见教材第31页)
用手按一定方向持续摇动发电机,小灯泡发光
活动2(见教材第32页)
发电机主要由定子和转子组成。
探究结论(见教材第33页)
闭合电路一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流。电流的方向与磁场方向和导体运动方向有关。
(1)能用教材中图17-18所示的装置探究电磁感应现象。将条形磁铁向线圈中插入或拔出,等效于条形磁铁不动,线圈向上或向下运动,线圈切割磁感线;电路是闭合的,线圈是电路中的部分导体,因此能够探究电磁感应现象。
(2)提出的问题:①插入磁体和拔出磁体时电流方向改变吗?②电流的大小与磁体插入和拔出的速度有关吗?自我评价与作业
1.发电机和电动机均由转子和定子两大部分组成。
2.从发现通电导体在磁场中受力到电动机的发明,换向器起了关键的作用,它能使线圈刚刚转过平衡位置时就自动改变线圈中的电流方向,从而实现通电线圈在磁场中的连续转动。可见,将物理知识应用于实际还需要技术作桥梁。
3.D
课外活动(见教材第36页)
1.用手转动风扇叶子,灵敏电流计发生偏转,这说明电动机线圈在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,使灵敏电流计指针发生偏转,是电磁感应现象,同时也说明电动机与发电机的结构相同,在条件改变时,电动机可以变成发电机,发电机也可以变成电动机。
2.高压输电过程中的变压器就应用了电磁感应现象。