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1、第六节发电机 发电机发电机1.1.原理：原理：_。2.2.构造：由构造：由_和和_组成。大型发电机一般采用组成。大型发电机一般采用_不不动动,_,_旋转的方式来发电。旋转的方式来发电。3.3.能量转化：能量转化：_能转化为能转化为_能。能。电磁感应现象电磁感应现象转子转子定子定子线圈线圈磁极磁极动动电电探究探究 发电发电机的原理和构造机的原理和构造把手把手摇发电摇发电机和灯泡、机和灯泡、电电流表流表连连接起来接起来, ,使使线线圈在磁圈在磁场场中中转动转动, ,注意注意观观察察实验现实验现象象, ,思考下列思考下列问题问题：1.1.线线圈在磁圈在磁场场中中转动时转动时, ,电电路中路中_(_(
2、选选填填“有有”或或“无无”) )电电流流, ,发电发电机的工作原理是机的工作原理是_。提示：提示：让线圈在磁场中转动让线圈在磁场中转动, ,可以看到灯泡会发光可以看到灯泡会发光, ,电流表指针电流表指针摆动摆动, ,说明电路中有电流说明电路中有电流, ,这种电流叫感应电流这种电流叫感应电流, ,发电机就是根发电机就是根据电磁感应原理制造的。据电磁感应原理制造的。参考答案：参考答案：有电磁感应有电磁感应2.2.线线圈在磁圈在磁场场中中转动时转动时, ,电电流表的指流表的指针针是如何是如何摆动摆动的的? ?用不同速用不同速度度摇动转轮摇动转轮, ,灯泡亮度会灯泡亮度会发发生生变变化化吗吗? ?提
3、示：提示：线圈在磁场中转动时线圈在磁场中转动时, ,电流表的指针左右摆动电流表的指针左右摆动, ,这个现象这个现象表明表明, ,发电机发出的电流的大小和方向是变化的。线圈速度加发电机发出的电流的大小和方向是变化的。线圈速度加快快, ,灯泡变亮灯泡变亮, ,说明此时电流变大。说明此时电流变大。参考答案：参考答案：左右摆动会左右摆动会3.3.发电发电机的机的结结构主要由构主要由_和和_两部分两部分组组成成, ,产产生的生的电电是是_(_(选选填填“交流交流电电”或或“直流直流电电”) )。提示：提示：发电机是利用线圈在磁场中连续转动来获得电流的发电机是利用线圈在磁场中连续转动来获得电流的, ,所所
4、以其主要结构是由转子和定子两部分组成以其主要结构是由转子和定子两部分组成, ,由于其产生的电流由于其产生的电流方向不断发生变化方向不断发生变化, ,故是交流电。故是交流电。参考答案：参考答案：转子定子交流电转子定子交流电【针对训练针对训练】(2011(2011武武汉汉中考中考) )如如图图所示所示, ,在探究在探究“什么情况下磁可以生什么情况下磁可以生电电”的的实验实验中中, ,保持磁体不保持磁体不动动：(1)(1)若使导线若使导线abab竖直向下运动竖直向下运动, ,则灵敏电流计指针则灵敏电流计指针_。(2)(2)若使导线若使导线abab水平向右运动水平向右运动, ,发现灵敏电流计指针向左偏
5、转发现灵敏电流计指针向左偏转; ;现让导线现让导线abab水平向左运动水平向左运动, ,则灵敏电流计指针向则灵敏电流计指针向_。(3)(3)若使导线若使导线abab从图中所示位置斜向上运动从图中所示位置斜向上运动, ,则灵敏电流计指针则灵敏电流计指针_。【教你解题教你解题】解决此题有两个关键条件解决此题有两个关键条件条件条件1 1：产生感应电流的三个条件缺一不可。：产生感应电流的三个条件缺一不可。条件条件2 2：影响感应电流方向的两个因素。：影响感应电流方向的两个因素。【精讲精析精讲精析】本题考查感应电流产生的条件。本题考查感应电流产生的条件。(1)(1)闭合电路的闭合电路的一部分导体在磁场中
6、做切割磁感线运动时一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时, ,电路中会有感应电电路中会有感应电流产生流产生, ,图中导线图中导线abab竖直向下运动竖直向下运动, ,与磁感线方向平行与磁感线方向平行, ,所以电所以电路中没有电流产生路中没有电流产生, ,灵敏电流计指针不发生偏转。灵敏电流计指针不发生偏转。(2)(2)电路中感电路中感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关, ,改变导体运动的改变导体运动的方向方向, ,会改变感应电流的方向。会改变感应电流的方向。(3)(3)导线导线abab斜向上运动斜向上运动, ,仍然切仍然切割磁感线割磁感线, ,所以电路中仍
7、有感应电流产生。所以电路中仍有感应电流产生。答案：答案：(1)(1)不偏转不偏转 (2)(2)右偏转右偏转 (3)(3)偏转偏转( (向右偏转或向左偏转向右偏转或向左偏转) )发电机中电流的强弱与方向的影响因素发电机中电流的强弱与方向的影响因素1.1.电流的强弱：电流的强弱：(1)(1)影响因素：感应电流的强弱与线圈的转速、磁场强弱及线影响因素：感应电流的强弱与线圈的转速、磁场强弱及线圈的匝数有关。圈的匝数有关。(2)(2)大小关系：线圈的转速越快、磁场越强、线圈的匝数越多大小关系：线圈的转速越快、磁场越强、线圈的匝数越多, ,感应电流就越强。感应电流就越强。2.2.电流的方向：电流的方向：(
8、1)(1)影响因素：电流的方向与线圈转动方向及磁场方向有关。影响因素：电流的方向与线圈转动方向及磁场方向有关。(2)(2)关系：若其中一个因素改变关系：若其中一个因素改变, ,则电流方向就会发生变化则电流方向就会发生变化, ,若若两者同时改变两者同时改变, ,则电流方向不变。则电流方向不变。【典例典例】如如图图所示是所示是实验实验室用的手室用的手摇发电摇发电机。当老机。当老师师演示演示时时, ,某同学某同学发现发现接入接入电电流表的指流表的指针针来回来回摆动摆动, ,且且转动转动越快灯泡越亮。越快灯泡越亮。则则下列下列结论错误结论错误的是的是( () )A.A.发电机工作过程中电能转化为机械能
9、发电机工作过程中电能转化为机械能B.B.发电机工作原理是导体切割磁感线产生电流发电机工作原理是导体切割磁感线产生电流C.C.指针来回摆动指针来回摆动, ,说明发电机产生的是交流电说明发电机产生的是交流电D.D.转动越快灯泡越亮转动越快灯泡越亮, ,说明导体切割速度越快说明导体切割速度越快, ,产生的感应电流产生的感应电流越大越大【思路点拨思路点拨】抓住三个关键点抓住三个关键点关键点关键点1 1：发电机工作时的能量转化：机械能转化为电能。：发电机工作时的能量转化：机械能转化为电能。关键点关键点2 2：发电机工作原理：电磁感应。：发电机工作原理：电磁感应。关键点关键点3 3：影响电流大小的因素：线
10、圈的转速、磁场强弱及线：影响电流大小的因素：线圈的转速、磁场强弱及线圈的匝数。圈的匝数。【精讲精析精讲精析】选选A A。发电机工作时。发电机工作时, ,机械能转化为电能机械能转化为电能, ,故故A A错误错误; ;发电机工作原理是电磁感应现象发电机工作原理是电磁感应现象,B,B对对; ;指针来回摆动指针来回摆动, ,说明电说明电流的方向不断发生改变流的方向不断发生改变, ,这种电流叫交流电这种电流叫交流电,C,C对对; ;电流的大小与电流的大小与导体切割磁感线的速度是有关的导体切割磁感线的速度是有关的, ,导体切割速度越大导体切割速度越大, ,电流就越电流就越大大, ,灯泡就越亮灯泡就越亮,D
11、,D对。对。1.(20111.(2011杭锦旗中考杭锦旗中考) )下列四幅图中能说明发电机的工作原理下列四幅图中能说明发电机的工作原理的是的是( () )【解析解析】选选A A。发电机的工作原理是电磁感应。发电机的工作原理是电磁感应, ,即闭合电路的部即闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时有感应电流产生分导体在磁场中做切割磁感线运动时有感应电流产生, ,只有只有A A图图符合这一特征。符合这一特征。2.2.下列有关下列有关电电磁磁现现象的象的说说法正确的是法正确的是( () )A.A.发电发电机是利用机是利用电电磁感磁感应现应现象制成的象制成的B.B.电电磁磁铁铁的磁性的磁性强强弱只与
12、弱只与线线圈的匝数有关圈的匝数有关C.C.扬扬声器与声器与话话筒都是把声信号筒都是把声信号转变为电转变为电信号的装置信号的装置D.D.感感应电应电流的方向只与流的方向只与导导体切割磁感体切割磁感线线的方向有关的方向有关【解析解析】选选A A。本题考查电和磁的知识。发电机是利用电磁感。本题考查电和磁的知识。发电机是利用电磁感应现象制成的应现象制成的; ;电磁铁磁性强弱跟线圈匝数和电流大小有关电磁铁磁性强弱跟线圈匝数和电流大小有关; ;扬扬声器工作时把电信号转变为声信号声器工作时把电信号转变为声信号, ,话筒工作时是把声信号转话筒工作时是把声信号转变为电信号变为电信号; ;感应电流的方向与导体运动
13、的方向和磁场方向都感应电流的方向与导体运动的方向和磁场方向都有关。答案选有关。答案选A A。3.3.如图所示是实验室用的手摇发电机如图所示是实验室用的手摇发电机, ,在发电机和小灯泡的电在发电机和小灯泡的电路里串联一个电流表路里串联一个电流表, ,缓慢转动线圈缓慢转动线圈, ,观察电流表指针摆动的方观察电流表指针摆动的方向：向：_,_,这说明这说明_。要使小灯泡变亮。要使小灯泡变亮, ,可以采可以采用的方法和措施：用的方法和措施：(1)_;(2)_(1)_;(2)_。【解析解析】由于该发电机为交流发电机由于该发电机为交流发电机, ,所以发出的电流为交流所以发出的电流为交流电电, ,电流表的指针
14、会发生左右摆动电流表的指针会发生左右摆动; ;要使小灯泡变亮要使小灯泡变亮, ,必须增大必须增大电流电流, ,可以通过增大发电机的转速、增强磁场的强度、增加线可以通过增大发电机的转速、增强磁场的强度、增加线圈的匝数等方法来实现。圈的匝数等方法来实现。答案：答案：左右摆动电流的方向是变化的左右摆动电流的方向是变化的( (或发电机发的电是交或发电机发的电是交流电流电) (1) (1)快速转动线圈快速转动线圈 (2)(2)增强磁场增强磁场( (或增加线圈的匝数或增加线圈的匝数) )4.4.到了到了贵贵州六广河大州六广河大桥桥, ,小小军军看到了国家重点建看到了国家重点建设设的索的索风营风营水水电电站
15、站, ,请请你告你告诉诉小小军军：水：水电电站是利用站是利用发电发电机把水流的机把水流的动动能能转转化化为为_能能; ;发电发电机机产产生的生的电电流是流是_(_(选选填填“交流交流电电”或或“直流直流电电”),),频频率是率是_Hz_Hz。【解析解析】水电站是利用水的机械能发电的水电站是利用水的机械能发电的, ,首先水的重力势能首先水的重力势能转化为水的动能转化为水的动能, ,水的动能转化为发电机的电能。由于发电机水的动能转化为发电机的电能。由于发电机的线圈在磁场中切割磁感线的方向不断改变的线圈在磁场中切割磁感线的方向不断改变, ,所以发电机产生所以发电机产生的是交流电的是交流电, ,它的频
16、率是它的频率是50Hz50Hz。答案：答案：电交流电电交流电50505.5.做如图所示的小实验做如图所示的小实验, ,用手快速拨动风扇叶片用手快速拨动风扇叶片, ,带动转子转动带动转子转动, ,这时发现小灯泡发光这时发现小灯泡发光, ,风扇居然变成了风扇居然变成了“发电机发电机”! !该实验说明该实验说明了磁能够产生了磁能够产生_,_,在此现象中在此现象中,_,_转化为电能。转化为电能。【解析解析】风扇主要由线圈和磁场两部分组成。当用手拨动风扇风扇主要由线圈和磁场两部分组成。当用手拨动风扇叶片时叶片时, ,风扇中的线圈在磁场中转动风扇中的线圈在磁场中转动, ,切割磁感线切割磁感线, ,产生感应
17、电产生感应电流流, ,使小灯泡发光。拨动风扇叶片时使小灯泡发光。拨动风扇叶片时, ,消耗了机械能消耗了机械能, ,产生了电产生了电能。能。答案：答案：电机械能电机械能6.(20126.(2012聊城中考聊城中考) )如图所示如图所示, ,把一条长约把一条长约10m10m的导线两端连在的导线两端连在灵敏电流计的两个接线柱上灵敏电流计的两个接线柱上, ,形成闭合电路。有两个同学迅速形成闭合电路。有两个同学迅速摇动这条导线摇动这条导线, ,这两个同学沿这两个同学沿_(_(选填选填“东西东西”或或“南北南北”) )方向站立时方向站立时, ,电流计指针更容易偏转。应用该原理制成了电流计指针更容易偏转。应用该原理制成了_机。机。【解析解析】本题考查地磁场及电磁感应的相关知识。地球的周围本题考查地磁场及电磁感应的相关知识。地球的周围存在磁场存在磁场, ,磁感线是南北方向的磁感线是南北方向的, ,所以这两个同学应该沿东西方所以这两个同学应该沿东西方向站立向站立, ,迅速摇动导线迅速摇动导线, ,导线才会做切割磁感线运动导线才会做切割磁感线运动, ,电路中才电路中才会产生感应电流会产生感应电流, ,使灵敏电流计的指针偏转使灵敏电流计的指针偏转, ,这就是电磁感应现这就是电磁感应现象。应用该原理可以制成发电机。象。应用该原理可以制成发电机。答案：答案：东西发电东西发电
