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第十七章 电动机与发电机,17.3 发电机为什么能 发电,所有的电能都来自发电厂，它们都离不开发电机。 发电机是如何发电的呢？,风力发电,水力发电,火力发电,1,知识点,电磁感应现象,活动1：让我们自己来发电 用导线把手摇发电机、小灯泡、开关连接起来。,转动手柄使线圈在磁场里转动，小灯泡发光， 说明电路中有电流通过小灯泡。,点击画面播放视频,活动2：拆开发电机 仔细观察下图所示的手摇发电机，它们内部的主要 部件是哪些？比较发电机和电动机的结构，它们有 什么相似之处。 发电机的主要部件是：磁体（定子）和线圈（转子）,活动3：探究电磁感应现象 奥斯特实验（电生磁） 通电的导体在 磁场中会受到 力的作用。 受到力作用的 导体在磁场中 运动会不会产 生电呢？,制定计划和设计实验 奥斯特实验（电生磁） 器材：磁铁、灵敏电流计、导线等,分析与论证 结论：1闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁 感线运动时，导体中就产生电流，这是一种电磁感应 现象。 2电路中产生的电流叫做感应电流。,把磁感线想象成一 根根线，导线想象 成一把刀。,感应电流方向与导体切割磁感线运动方向和磁场方向有关。 1. 只改变导体切割磁感线运动方向，感应电流方向改 变了。 2. 只改变磁场方向，感应电流方向改变了。 3. 同时改变导体切割磁感线运动方向和磁场方向，感 应电流方向不变。 在电磁感应现象中能量的转化：机械能转化为电能,产生电磁感应条件 1. 闭合电路的一部分导体 2. 在磁场中做切割磁感线运动时,探究电磁感应现象的实验装置(二),【例1】 (实验探究题)在“探究感应电流的产生”的实验中，小颖同学的四次实验情况分别如图所示。 (1)有同学说：“只要 闭合电路中的一部分 导体在磁场中运动， 就会产生感应电流。” 你认为他的说法对吗？ _，图_ 可支持你的结论。,不对,丙,(2)为了探究感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向之间的关系。 A根据图甲和图乙的实验现象可以得出的结论：_。 B根据图乙和图丁的实验现象可以得出的结论：_。 (3)从能量转化的角度来分析，感应电流的产生过程是_能转化为电能。,感应电流的方向与导体的运动方向有关,感应电流的方向与磁感线的方向有关,机械,(1)要产生感应电流，闭合电路的部分导体在磁场中要做切割磁 感线运动。如图丙，虽然导体运动了，但没有做切割磁感线运 动，电流计的指针没有偏转，即电路中没有感应电流产生。所 以此同学的说法不对。(2)图甲导体向右运动，电流计的指针向 左偏转；图乙磁场方向不变，导体向左运动，电流计的指针向 右偏转，所以可以看出感应电流方向与导体的运动方向有关。 图乙N极在上，导体向左运动，电流计的指针向右偏转；图丁 导体运动方向不变，改变了磁场的方向，使S极在上，电流计的 指针向左偏转，所以可以看出感应电流的方向与磁场(或磁感线) 的方向有关。(3)导体运动消耗了机械能，得到了电能，所以在 此过程中，机械能转化为电能。,【解析】,(控制变量法) 影响感应电流方向的因素有两个：一是 磁场的方向，二是导体切割磁感线的方向，在探究的 过程中必须控制其中一个因素不变，探究感应电流方 向与另一个因素的关系。,【例2】 (福州)在探究“感应电流产生条件”的实验中，将导体ab水平置于蹄形磁铁的磁场中，如图所示。闭合开关后，能使灵敏电流计的指针发生偏转的做法是( ) A让蹄形磁铁静止，导体ab也保持静止 B让蹄形磁铁静止，导体ab在竖直方向上下运动 C让导体ab静止，蹄形磁铁在竖直方向上下运动 D让导体ab静止，蹄形磁铁沿水平方向左右运动,D,【解析】,电流计指针发生偏转就说明电路中产生了感应电流， 解答此题要清楚产生感应电流的条件。,产生感应电流的条件注意两点：一是“导体必须是闭 合电路的一部分”；二是“切割磁感线运动”，导体 的运动必须是切割磁感线的，正切、斜切都可以，但 不能不切割。,关于电磁感应现象的讨论，下列说法正确的是( ) A电能生磁，磁不能生电 B发电机发电的过程能量不会转化 C在电磁感应现象中产生的电流叫感应电流 D导体在磁场中往复运动产生的电流方向不变,1,如图所示为“探究感应电流产生条件”的实验装置。回顾探究过程，以下说法正确的是( ),2,A让导线ab在磁场中静止，蹄形磁体的磁性越强，灵敏电流计指针偏转角度越大 B用匝数较多的线圈代替单根导线ab，且使线圈在磁场中静止，这时灵敏电流计指针偏转角度增大 C蹄形磁体固定不动，当导线ab沿水平方向左右运动时，灵敏电流计指针会发生偏转 D蹄形磁体固定不动，当导线ab沿竖直方向上下运动时，灵敏电流计指针会发生偏转,2,知识点,发电机及其工作原理,电磁感应现象的应用,电磁感应现象的主要应用是发电机,发电机 原理：电磁感应现象 组成：磁体、线圈,发电机发电原理示意图,交流发电机工作原理,发电机的整个工作过程的分解图,工作原理,铜环,电刷,当线圈在前半周转动时， 电流表指针偏转，表明 电路中产生了电流；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。,发电机发电的过程是其他形式能转化为电能的过程。,实用交流发电机 实际的交流发电机，结构比较复 杂，但主要由转子（转动部分） 和定子（固定部分）两部分组成。 转子由水轮机、汽轮机或内燃机来带动。 大型发电机发出很高的电压和很强的电流，要采用线 圈不动、磁极旋转的方式发电。这种发电机叫做旋转 磁极式发电机。,【例3】 (湖北十堰，易错题)如图所示的实验装置中，能用来解释发电机工作原理的是( ),C,A.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动 时，就会产生感应电流，是电磁感应现象，属于发电 机的工作原理，故该选项符合题意；B.通电导体在磁 场中受到力的作用，是电动机的工作原理，故该选项 不符合题意；C.通电线圈在磁场中受力转动，是电动 机的工作原理，故该选项不符合题意；D.奥斯特实验 说明了电流周围存在磁场，故该选项不符合题意；本 题中学生容易混淆的是A和B两个图，要从有无电源 上区分，有电源的是电动机原理，无电源的是发电机 原理。,【解析】,发电机的工作原理是电磁感应，即闭合电路的一部分 导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生 感应电流；电动机的工作原理是磁场对电流的作用， 即通电导体在磁场中受力运动。,【例4】发电机和电动机的相继问世，使电能的大规模生产和利用成为现实，人类社会进入了电气化时代。如图所示的四幅图中，属于发电机原理实验图及其应用图的是( ),图是研究电磁感应现象的，是发电机原理，符合题 意；图是研究磁场对电流的作用力的，是电动机原 理，不符合题意；图是电动机模型，不符合题意； 图是发电机模型，符合题意。,【解析】,(比较法)区别电动机与发电机,(中考淮安)如图所示，用漆包线绕成矩形线圈，将线圈两端的导线拉直并用刀将漆全部刮掉，作为转动轴，将线圈放在金属支架上，在它下面放一块小磁体，用纸做一个小风车固定在转动轴上，将装置与小量程电流表相连，使小 风车转动，可观察到_ 的现象，说明电路中有电流产生， 此过程中_能转化为电能， 若将电流表换成干电池接入电路， 线圈_(填“能”或“不能”)持续转动。,1,(中考成都)学习电与磁的知识后，小阳同学知道了发电机发电是利用了_的原理。小阳用如图所示的实验装置探究产生电流的条件。闭合开关后，铜棒AB、灵敏电流计、开关、导线组成了闭合电路，当小 阳让铜棒AB_ (填“上下”或“左右”) 运动时，灵敏电流计的 指针会发生偏转。,2,一、发电机的构造：磁体（定子）和线圈（转子） 二、发电机的工作原理：电磁感应现象 三、产生磁感电流的条件 1. 电路必须闭合 2. 部分导体在磁场中做切割磁感线运动 四、影响感应电流的方向的因素 1. 导体在磁场中做切割磁感线运动方向 2. 磁场的方向 五、影响感应电流的大小的因素 1. 磁场的强弱 2. 导体切割磁感线运动的速度,请你比较发电机和电动机的结构，看看它们的主要结构有什么相似之 处。 对产生感应电流的条件有下面四种说法，你认为正确的是( ) A.只要导体在磁场中做切割磁感线的运动，就一定会产生感应电流 B.只要闭合导体的一部分在磁场中运动，就一定会产生感应电流 C.闭合导体的一部分在磁场中不动，只要磁场运动就一定会产生感应电流 D.只要闭合导体的一部分在磁场中做切割磁感线的运动，就一定会产生感应电流,1,2,(中考天津)图中a表示垂直于纸面的一条导线，它是闭合电路的一部分，当它在磁场中按箭头方向运动时，不能产生感应电流的情况是( ),3,4,(中考成都)如图所示，为发电机的工作原理图，下列说法中正确的是( ) A发电机的基本原理是通 电导体在磁场中受力的 作用 B发电机的基本原理是电磁感应 C线圈在转动过程中，感应电流的大小不变 D线圈在转动过程中，感应电流的方向不变,5,(中考嘉兴)随着全民健身活动的兴起，有更多的人参加马拉松运动，马拉松运动已经远远不只是一场比赛，它是你认识自己，认识一座城市，认识这个世界的方式。因参赛选手很多，无法在同一起跑线出发而计时困难，近年常采用感应芯片计时，参赛者须按要求正确佩戴计时芯片，当参赛者通过起点、终点设置的磁感应带时，芯片里的线圈中就会产生_，从而激发芯片发送编码信息，系统实时获取计时信息。,
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