17.3第十七章電動(dòng)機(jī)與發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電的原理滬粵版

九年級(jí)下冊(cè)2了解電磁感應(yīng)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。3了解發(fā)電機(jī)的原理，知道發(fā)電機(jī)工作過程中的能量轉(zhuǎn)化。1通過實(shí)驗(yàn)，探究并了解導(dǎo)體在磁場(chǎng)中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。學(xué)習(xí)目標(biāo)在1820年，丹麥物理學(xué)家奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)，即電流的周圍存在著磁場(chǎng)。既然電流能產(chǎn)生磁，那么磁能否產(chǎn)生電呢？歷史上，有許多的物理學(xué)家進(jìn)行了探索。英國(guó)物理學(xué)家法拉第經(jīng)10年的多次探索，于1831年終于取得突破，發(fā)現(xiàn)了利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律。根據(jù)這個(gè)發(fā)現(xiàn)，人們發(fā)明了發(fā)電機(jī)，使人類大規(guī)模用電成為可能，開辟了電氣化的時(shí)代。情景引入發(fā)電廠是把其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能的場(chǎng)所。風(fēng)力發(fā)電火力發(fā)電水力發(fā)電發(fā)電廠是通過什么裝置發(fā)電的呢？發(fā)電的原理是什么？活動(dòng)讓我們自己來發(fā)電觀察手搖發(fā)電機(jī)，用導(dǎo)線把它和發(fā)光二極管連接起來，試一試如何使發(fā)光二極管發(fā)光。一、認(rèn)識(shí)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄使線圈在磁場(chǎng)里轉(zhuǎn)動(dòng)，小燈泡發(fā)光。說明電路中有電流通過小燈泡。合作探究發(fā)電機(jī)的主要部件是：線圈(轉(zhuǎn)子)和磁體(定子)仔細(xì)觀察下圖所示的手搖發(fā)電機(jī)，它們內(nèi)部的主要部件是哪些？二、電磁感應(yīng)現(xiàn)象必做實(shí)驗(yàn)探究導(dǎo)體在磁場(chǎng)中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件1.實(shí)驗(yàn)器材：蹄形磁體、導(dǎo)線、開關(guān)、電流表。2.實(shí)驗(yàn)裝置：在蹄形磁體的磁場(chǎng)中放置一根導(dǎo)線，導(dǎo)線的兩端跟電流表連接，如圖所示。合作探究3.實(shí)驗(yàn)步驟(1)閉合開關(guān)，讓導(dǎo)線AB在磁場(chǎng)中靜止，如圖所示：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

。指針不偏轉(zhuǎn)(2)讓導(dǎo)線在磁場(chǎng)中沿豎直方向上下運(yùn)動(dòng)(與磁感線平行)，如圖所示：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

。指針不偏轉(zhuǎn)(3)讓導(dǎo)線在磁場(chǎng)中沿水平方向里外運(yùn)動(dòng)(與AB平行)，如圖所示：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

。指針不偏轉(zhuǎn)(5)讓導(dǎo)線在磁場(chǎng)中斜向上(或斜向下)運(yùn)動(dòng)，如圖所示：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

。(6)斷開開關(guān)，讓導(dǎo)線在磁場(chǎng)中沿水平方向左右運(yùn)動(dòng)(切割磁感線)，如圖所示：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

。指針偏轉(zhuǎn)指針不偏轉(zhuǎn)(4)讓導(dǎo)線在磁場(chǎng)中沿水平方向左右運(yùn)動(dòng)(切割磁感線)，如圖所示：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

。指針偏轉(zhuǎn)4.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析(1)由實(shí)驗(yàn)(1)、(2)、(3)可知，電路閉合，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中不做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表的指針不偏轉(zhuǎn)，表明沒有電流產(chǎn)生。(2)由實(shí)驗(yàn)(4)、(5)可知，電路閉合，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表的指針偏轉(zhuǎn)，表明產(chǎn)生了電流。(3)由實(shí)驗(yàn)(6)可知，電路斷開，導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，電流表的指針不偏轉(zhuǎn)，表明沒有電流產(chǎn)生。5.實(shí)驗(yàn)結(jié)論(1)

電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)里做

的運(yùn)動(dòng)時(shí)，導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流。電流的方向與磁場(chǎng)方向和導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)。這種現(xiàn)象叫做

，產(chǎn)生的電流叫做

。(2)導(dǎo)體中產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：

；_________

。(3)在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中，

能轉(zhuǎn)化為

能。閉合切割磁感線電磁感應(yīng)感應(yīng)電流機(jī)械電導(dǎo)體是閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)思考：導(dǎo)線向左運(yùn)動(dòng)和向右運(yùn)動(dòng)，靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)情況相同嗎？嘗試做一做。然后對(duì)調(diào)磁體的N、S極，讓導(dǎo)線向左運(yùn)動(dòng)和向右運(yùn)動(dòng)，靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)情況與對(duì)調(diào)之前相同嗎？你能根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)知道感應(yīng)電流的方向跟哪些因素有關(guān)呢？(1)閉合開關(guān)讓導(dǎo)體向左運(yùn)動(dòng)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如圖：(2)閉合開關(guān)讓導(dǎo)體向右運(yùn)動(dòng)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，如圖：電流表指針向右偏轉(zhuǎn)電流表指針向左偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：(3)將磁體的N、S極對(duì)調(diào)，閉合開關(guān)，讓導(dǎo)體向左運(yùn)動(dòng)，如圖：(4)將磁體的N、S極對(duì)調(diào)，閉合開關(guān)，讓導(dǎo)體向右運(yùn)動(dòng)，如圖：電流表指針向左偏轉(zhuǎn)電流表指針向右偏轉(zhuǎn)答案不相同；不相同；感應(yīng)電流的方向跟導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向和磁場(chǎng)的方向有關(guān)。只改變磁場(chǎng)的方向或?qū)w做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向，感應(yīng)電流的方向改變；若同時(shí)將磁場(chǎng)的方向和導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向改變，則感應(yīng)電流的方向不變。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：如圖所示，小明和小剛利用蹄形磁鐵、靈敏電流計(jì)、開關(guān)、導(dǎo)體AB和若干導(dǎo)線等器材來探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件。閉合開關(guān)，他們完成操作，將觀察到的現(xiàn)象記入表格。序號(hào)導(dǎo)體AB的運(yùn)動(dòng)情況有無(wú)感應(yīng)電流①左右運(yùn)動(dòng)有②上下運(yùn)動(dòng)無(wú)③前后運(yùn)動(dòng)無(wú)④斜向上、斜向下運(yùn)動(dòng)有學(xué)以致用(1)分析①、②兩次實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，小明說：“閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)，電路中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流?！毙傉J(rèn)為不準(zhǔn)確，因?yàn)閷?dǎo)體AB

運(yùn)動(dòng)時(shí)，其運(yùn)動(dòng)方向也與磁場(chǎng)方向垂直，但無(wú)感應(yīng)電流；

前后序號(hào)導(dǎo)體AB的運(yùn)動(dòng)情況有無(wú)感應(yīng)電流①左右運(yùn)動(dòng)有②上下運(yùn)動(dòng)無(wú)③前后運(yùn)動(dòng)無(wú)④斜向上、斜向下運(yùn)動(dòng)有(2)采納小剛意見后，小明又說：“閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中垂直切割磁感線時(shí)，電路中才會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流”，小剛認(rèn)為不全面，因?yàn)閷?dǎo)體AB

運(yùn)動(dòng)時(shí)，也有感應(yīng)電流；

斜向上(或斜向下)序號(hào)導(dǎo)體AB的運(yùn)動(dòng)情況有無(wú)感應(yīng)電流①左右運(yùn)動(dòng)有②上下運(yùn)動(dòng)無(wú)③前后運(yùn)動(dòng)無(wú)④斜向上、斜向下運(yùn)動(dòng)有(3)從能量的角度來分析，感應(yīng)電流的產(chǎn)生過程是將

能轉(zhuǎn)化為電能；如果將圖中的靈敏電流計(jì)換成

，可以探究磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用。

機(jī)械電源序號(hào)導(dǎo)體AB的運(yùn)動(dòng)情況有無(wú)感應(yīng)電流①左右運(yùn)動(dòng)有②上下運(yùn)動(dòng)無(wú)③前后運(yùn)動(dòng)無(wú)④斜向上、斜向下運(yùn)動(dòng)有2.通過干電池、蓄電池所得到的

不變的電流叫做直流電。3.實(shí)際的發(fā)電機(jī)比發(fā)電機(jī)模型復(fù)雜得多，但基本部件仍是_____和_____兩部分組成的。4.大型發(fā)電機(jī)一般采取_____不動(dòng)、_____旋轉(zhuǎn)的方式來發(fā)電，同時(shí)為了得到較強(qiáng)的磁場(chǎng)，還要用_______來代替永磁體。1.如圖，如果導(dǎo)線左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)，電流表指針來回?cái)[動(dòng)，

改變

和大小的電流叫做交流電。周期性方向方向轉(zhuǎn)子定子線圈磁極電磁鐵合作探究三、發(fā)電機(jī)的工作原理把一臺(tái)手搖發(fā)電機(jī)跟燈泡連接起來，使線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，我們可以通過

這一現(xiàn)象來判斷電路中有電流，如圖甲所示，手搖發(fā)電機(jī)的工作原理是

。把兩個(gè)發(fā)光二極管極性

(選填“相同”或“相反”)地并聯(lián)起來，并與發(fā)電機(jī)串聯(lián)，如圖乙所示。轉(zhuǎn)動(dòng)搖把，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)二極管交替發(fā)光，說明電路中產(chǎn)生的是

電流，簡(jiǎn)稱交流電。

小燈泡發(fā)光電磁感應(yīng)現(xiàn)象相反交變學(xué)以致用視頻演示：發(fā)電機(jī)工作原理1.關(guān)于如圖所示的實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是(

)A.該裝置是用于探究“磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)線的作用”B.導(dǎo)線ab運(yùn)動(dòng)時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C.導(dǎo)線ab豎直向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，靈敏電流計(jì)指針一定偏轉(zhuǎn)D.導(dǎo)線ab水平向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，靈敏電流計(jì)指針一定偏轉(zhuǎn)D課堂練習(xí)2.話筒(如圖甲)的種類很多，如圖乙是動(dòng)圈式話筒構(gòu)造示意圖。當(dāng)你對(duì)著話筒說話或唱歌時(shí)，聲音使膜片振動(dòng)，與膜片相連的線圈也跟著一起振動(dòng)，線圈處在磁場(chǎng)中。把線圈兩端的導(dǎo)線接入擴(kuò)音機(jī)，就能通過揚(yáng)聲器聽到你說話的聲音。請(qǐng)用“磁生電”具體說明動(dòng)圈式話筒的原理。答案當(dāng)人對(duì)著話筒說話時(shí)，產(chǎn)生的聲音使膜片及與之相連的線圈一起振動(dòng)，線圈在磁場(chǎng)中的這種運(yùn)動(dòng)，切割磁感線，能產(chǎn)生隨著聲音變化而變化的電流，變化的電流經(jīng)放大器放大后通過揚(yáng)聲器的線圈，通電線圈就在磁場(chǎng)中來回振動(dòng)，帶動(dòng)紙盆發(fā)出聲音，即從揚(yáng)聲器中發(fā)出放大的聲音。3.我國(guó)供生產(chǎn)和生活用的交流電，頻率是多少？電流方向在每秒內(nèi)變化幾次？答案我國(guó)供生產(chǎn)和生活用的交流電，頻率是50Hz，即電流1s內(nèi)經(jīng)過50個(gè)周期，一個(gè)周期電流方向改變2次，50個(gè)周期電流方向改