《九年级物理下册 17.3 发电机为什么能发电 （新版）粤教沪版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《九年级物理下册 17.3 发电机为什么能发电 （新版）粤教沪版（37页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、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。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？发电机是如何发电的呢？风力发电风力发电水力发电水力发电火力发电火力发电1知识点知识点电磁感应现象电磁感应现象活活动动1：让让我我们们自己来自己来发电发电用用导线导线把手把手摇发电摇发电机、小灯泡、开关机、小灯泡、开关连连接起来。接起来。转动手柄使线圈在磁场里转动，小灯泡发光，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。说明电路中有电流通过小灯泡。点点击击画画面面播播放放视视频频活活动动2：拆开：拆开发电发电机
2、机仔仔细观细观察下察下图图所示的手所示的手摇发电摇发电机，它机，它们们内部的主要内部的主要部件是哪些？比部件是哪些？比较发电较发电机和机和电动电动机的机的结结构，它构，它们们有有什么相似之什么相似之处处。发电发电机的主要部件是：机的主要部件是：磁体（定子）磁体（定子）和和线线圈（圈（转转子）子）活活动动3：探究：探究电电磁感磁感应现应现象象奥斯特实验（电生磁）奥斯特实验（电生磁）通通电电的的导导体在体在磁磁场场中会受到中会受到力的作用。力的作用。受到力作用的受到力作用的导导体在磁体在磁场场中中运运动动会不会会不会产产生生电电呢？呢？制定制定计计划和划和设计实验设计实验奥斯特实验（电生磁）奥斯特
3、实验（电生磁）器材：磁器材：磁铁铁、灵敏、灵敏电电流流计计、导线导线等等分析与分析与论证论证结论：结论：1闭闭合合电电路的一部分路的一部分导导体在磁体在磁场场中做切割磁中做切割磁感感线线运运动时动时，导导体中就体中就产产生生电电流，流，这这是一种是一种电电磁感磁感应应现现象。象。2电电路中路中产产生的生的电电流叫做感流叫做感应电应电流。流。把磁感线想象成一把磁感线想象成一根根线，导线想象根根线，导线想象成一把刀。成一把刀。感感应电应电流方向流方向与与导导体切割磁感体切割磁感线线运运动动方向方向和和磁磁场场方向方向有关。有关。1. 只改只改变变导导体切割磁感体切割磁感线线运运动动方向，感方向，感
4、应电应电流方向流方向改改 变变了。了。2. 只改只改变变磁磁场场方向，感方向，感应电应电流方向流方向改改变变了。了。3. 同同时时改改变变导导体切割磁感体切割磁感线线运运动动方向方向和和磁磁场场方向，感方向，感 应电应电流方向流方向不不变变。在在电电磁感磁感应现应现象中能量的象中能量的转转化：化：机械能机械能转转化化为为电电能能产产生生电电磁感磁感应应条件条件1. 闭闭合合电电路的一部分路的一部分导导体体2. 在磁在磁场场中做切割磁感中做切割磁感线线运运动时动时探究探究电电磁感磁感应现应现象的象的实验实验装置装置(二二)【例【例1】 (实验实验探究探究题题)在在“探究感探究感应电应电流的流的产
5、产生生”的的实验实验中，小中，小颖颖同学的四次同学的四次实验实验情况分情况分别别如如图图所示。所示。(1)有同学有同学说说：“只要只要闭闭合合电电路中的一部分路中的一部分导导体在磁体在磁场场中运中运动动，就会就会产产生感生感应电应电流。流。”你你认为认为他的他的说说法法对吗对吗？_，图图_可支持你的可支持你的结论结论。不对不对丙丙(2)为为了探究感了探究感应电应电流的方向跟磁流的方向跟磁场场方向和方向和导导体运体运动动方向方向之之间间的关系。的关系。A根据根据图图甲和甲和图图乙的乙的实验现实验现象可以得出的象可以得出的结论结论：_。B根据根据图图乙和乙和图图丁的丁的实验现实验现象可以得出的象可
6、以得出的结论结论：_。(3)从能量从能量转转化的角度来分析，感化的角度来分析，感应电应电流的流的产产生生过过程是程是_能能转转化化为电为电能。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感应电流的方向与磁感线的方向有关机械机械(1)要要产产生感生感应电应电流，流，闭闭合合电电路的部分路的部分导导体在磁体在磁场场中要做切割磁中要做切割磁感感线线运运动动。如。如图图丙，丙，虽虽然然导导体运体运动动了，但没有做切割磁感了，但没有做切割磁感线线运运动动，电电流流计计的指的指针针没有偏没有偏转转，即，即电电路中没有感路中没有感应电应电流流产产生
7、。所生。所以此同学的以此同学的说说法不法不对对。(2)图图甲甲导导体向右运体向右运动动，电电流流计计的指的指针针向向左偏左偏转转；图图乙磁乙磁场场方向不方向不变变，导导体向左运体向左运动动，电电流流计计的指的指针针向向右偏右偏转转，所以可以看出感，所以可以看出感应电应电流方向与流方向与导导体的运体的运动动方向有关。方向有关。图图乙乙N极在上，极在上，导导体向左运体向左运动动，电电流流计计的指的指针针向右偏向右偏转转；图图丁丁导导体运体运动动方向不方向不变变，改，改变变了磁了磁场场的方向，使的方向，使S极在上，极在上，电电流流计计的的指指针针向左偏向左偏转转，所以可以看出感，所以可以看出感应电应
8、电流的方向与磁流的方向与磁场场(或磁感或磁感线线)的方向有关。的方向有关。(3)导导体运体运动动消耗了机械能，得到了消耗了机械能，得到了电电能，所以在能，所以在此此过过程中，机械能程中，机械能转转化化为电为电能。能。【解析解析】(控制控制变变量法量法) 影响感影响感应电应电流方向的因素有两个：一是流方向的因素有两个：一是磁磁场场的方向，二是的方向，二是导导体切割磁感体切割磁感线线的方向，在探究的的方向，在探究的过过程中必程中必须须控制其中一个因素不控制其中一个因素不变变，探究感，探究感应电应电流方流方向与另一个因素的关系。向与另一个因素的关系。【例【例2】 (福州福州)在探究在探究“感感应电应
9、电流流产产生条件生条件”的的实验实验中，中，将将导导体体ab水平置于蹄形磁水平置于蹄形磁铁铁的磁的磁场场中，如中，如图图所示。所示。闭闭合开关后，能使灵敏合开关后，能使灵敏电电流流计计的指的指针发针发生偏生偏转转的做法是的做法是()A让让蹄形磁蹄形磁铁铁静止，静止，导导体体ab也保持静止也保持静止B让让蹄形磁蹄形磁铁铁静止，静止，导导体体ab在在竖竖直方向上下运直方向上下运动动C让导让导体体ab静止，蹄形磁静止，蹄形磁铁铁在在竖竖直方向上下运直方向上下运动动D让导让导体体ab静止，蹄形磁静止，蹄形磁铁铁沿水平方向左右运沿水平方向左右运动动D【解析解析】电电流流计计指指针发针发生偏生偏转转就就说
10、说明明电电路中路中产产生了感生了感应电应电流，流，解答此解答此题题要清楚要清楚产产生感生感应电应电流的条件。流的条件。产产生感生感应电应电流的条件注意两点：一是流的条件注意两点：一是“导导体必体必须须是是闭闭合合电电路的一部分路的一部分”；二是；二是“切割磁感切割磁感线线运运动动”，导导体体的运的运动动必必须须是切割磁感是切割磁感线线的，正切、斜切都可以，但的，正切、斜切都可以，但不能不切割。不能不切割。关于关于电电磁感磁感应现应现象的象的讨论讨论，下列，下列说说法正确的是法正确的是()A电电能生磁，磁不能生能生磁，磁不能生电电B发电发电机机发电发电的的过过程能量不会程能量不会转转化化C在在电
11、电磁感磁感应现应现象中象中产产生的生的电电流叫感流叫感应电应电流流D导导体在磁体在磁场场中往复运中往复运动产动产生的生的电电流方向不流方向不变变1如如图图所示所示为为“探究感探究感应电应电流流产产生条件生条件”的的实验实验装置。装置。回回顾顾探究探究过过程，以下程，以下说说法正确的是法正确的是()2A让导线让导线ab在磁在磁场场中静止，蹄形磁体的磁性越中静止，蹄形磁体的磁性越强强，灵敏，灵敏电电流流计计指指针针偏偏转转角度越大角度越大B用匝数用匝数较较多的多的线线圈代替圈代替单单根根导线导线ab，且使，且使线线圈在磁圈在磁场场中静止，中静止，这时这时灵敏灵敏电电流流计计指指针针偏偏转转角度角度
12、增大增大C蹄形磁体固定不蹄形磁体固定不动动，当，当导线导线ab沿水平方向左沿水平方向左右运右运动时动时，灵敏，灵敏电电流流计计指指针针会会发发生偏生偏转转D蹄形磁体固定不蹄形磁体固定不动动，当，当导线导线ab沿沿竖竖直方向上直方向上下运下运动时动时，灵敏，灵敏电电流流计计指指针针会会发发生偏生偏转转2知识点知识点发电机及其工作原理发电机及其工作原理电磁感电磁感应现象的应用应现象的应用变变压压器器不用电不用电手电筒手电筒自自行行车车测测速速器器电电磁感磁感应现应现象的主要象的主要应应用是用是发电发电机机发电发电机机原理：原理：电电磁感磁感应现应现象象组组成：成：磁体、磁体、线线圈圈发电发电机机发
13、电发电原理示意原理示意图图交流交流发电发电机工作原理机工作原理发电发电机的整个工作机的整个工作过过程的分解程的分解图图工作原理工作原理铜环铜环电刷电刷当当线线圈在前半周圈在前半周转动时转动时，电电流表指流表指针针偏偏转转，表明，表明电电路中路中产产生了生了电电流；当流；当线线圈在后半周圈在后半周转动时转动时，切割磁感切割磁感线线方向相反方向相反，电电流表指流表指针针偏偏转转方向方向相相反反。发电发电机机发电发电的的过过程是其他形式能程是其他形式能转转化化为电为电能的能的过过程。程。实实用交流用交流发电发电机机实际实际的交流的交流发电发电机，机，结结构比构比较较复复杂杂，但主要由，但主要由转转子
14、（子（转动转动部分）部分）和定子（固定部分）两部分和定子（固定部分）两部分组组成。成。转转子由水子由水轮轮机、汽机、汽轮轮机或内燃机来机或内燃机来带动带动。大型大型发电发电机机发发出很高的出很高的电压电压和很和很强强的的电电流，要采用流，要采用线线圈不圈不动动、磁极旋、磁极旋转转的方式的方式发电发电。这这种种发电发电机叫做旋机叫做旋转转磁极式磁极式发电发电机。机。【例【例3】 (湖北十堰，易湖北十堰，易错题错题)如如图图所示的所示的实验实验装装置中，能用来解置中，能用来解释发电释发电机工作原理的是机工作原理的是()CA.闭闭合合电电路的一部分路的一部分导导体在磁体在磁场场中做切割磁感中做切割磁
15、感线线运运动动时时，就会，就会产产生感生感应电应电流，是流，是电电磁感磁感应现应现象，属于象，属于发电发电机的工作原理，故机的工作原理，故该选项该选项符合符合题题意；意；B.通通电导电导体在磁体在磁场场中受到力的作用，是中受到力的作用，是电动电动机的工作原理，故机的工作原理，故该选项该选项不符合不符合题题意；意；C.通通电线电线圈在磁圈在磁场场中受力中受力转动转动，是，是电动电动机的工作原理，故机的工作原理，故该选项该选项不符合不符合题题意；意；D.奥斯特奥斯特实验实验说说明了明了电电流周流周围围存在磁存在磁场场，故，故该选项该选项不符合不符合题题意；本意；本题题中学生容易混淆的是中学生容易混
16、淆的是A和和B两个两个图图，要从有无，要从有无电电源源上区分，有上区分，有电电源的是源的是电动电动机原理，无机原理，无电电源的是源的是发电发电机机原理。原理。【解析解析】发电发电机的工作原理是机的工作原理是电电磁感磁感应应，即，即闭闭合合电电路的一部分路的一部分导导体在磁体在磁场场中做切割磁感中做切割磁感线线运运动时动时，导导体中就会体中就会产产生生感感应电应电流；流；电动电动机的工作原理是磁机的工作原理是磁场对电场对电流的作用，流的作用，即通即通电导电导体在磁体在磁场场中受力运中受力运动动。【例【例4】发电发电机和机和电动电动机的相机的相继问继问世，使世，使电电能的大能的大规规模生模生产产和
17、利用成和利用成为现实为现实，人，人类类社会社会进进入了入了电电气化气化时时代。如代。如图图所示的四幅所示的四幅图图中，属于中，属于发电发电机原理机原理实验图实验图及其及其应应用用图图的是的是()图图是研究是研究电电磁感磁感应现应现象的，是象的，是发电发电机原理，符合机原理，符合题题意；意；图图是研究磁是研究磁场对电场对电流的作用力的，是流的作用力的，是电动电动机原机原理，不符合理，不符合题题意；意；图图是是电动电动机模型，不符合机模型，不符合题题意；意；图图是是发电发电机模型，符合机模型，符合题题意。意。【解析解析】(比比较较法法)区区别电动别电动机与机与发电发电机机比较项目比较项目电动机电动
18、机发电机发电机原理原理磁场对电流有力的作用磁场对电流有力的作用电磁感应现象电磁感应现象外接电源外接电源外电路上有电源外电路上有电源外电路上无电源外电路上无电源在电路中在电路中的作用的作用用电器用电器电源电源模型模型能量转化能量转化电能转化为机械能电能转化为机械能机械能转化为电能机械能转化为电能(中考中考淮安淮安)如如图图所示，用漆包所示，用漆包线绕线绕成矩形成矩形线线圈，圈，将将线线圈两端的圈两端的导线导线拉直并用刀将漆全部刮掉，作拉直并用刀将漆全部刮掉，作为转动轴为转动轴，将，将线线圈放在金属支架上，在它下面放圈放在金属支架上，在它下面放一一块块小磁体，用小磁体，用纸纸做一个小做一个小风车风
19、车固定在固定在转动轴转动轴上，上，将装置与小量程将装置与小量程电电流表相流表相连连，使小，使小风车转动风车转动，可，可观观察到察到_的的现现象，象，说说明明电电路中有路中有电电流流产产生，生，此此过过程中程中_能能转转化化为电为电能，能，若将若将电电流表流表换换成干成干电电池接入池接入电电路，路，线线圈圈_(填填“能能”或或“不能不能”)持持续转动续转动。1(中考中考成都成都)学学习电习电与磁的知与磁的知识识后，小阳同学知道后，小阳同学知道了了发电发电机机发电发电是利用了是利用了_的原理。小阳的原理。小阳用如用如图图所示的所示的实验实验装置探究装置探究产产生生电电流的条件。流的条件。闭闭合开关
20、后，合开关后，铜铜棒棒AB、灵敏、灵敏电电流流计计、开关、开关、导线导线组组成了成了闭闭合合电电路，当小路，当小阳阳让铜让铜棒棒AB_(填填“上下上下”或或“左右左右”)运运动时动时，灵敏，灵敏电电流流计计的的指指针针会会发发生偏生偏转转。2一、一、发电发电机的构造：机的构造：磁体（定子）和磁体（定子）和线线圈（圈（转转子）子）二、二、发电发电机的工作原理：机的工作原理：电电磁感磁感应现应现象象三、三、产产生磁感生磁感电电流的条件流的条件 1. 电电路必路必须闭须闭合合 2. 部分部分导导体在磁体在磁场场中做切割磁感中做切割磁感线线运运动动四、影响感四、影响感应电应电流的方向的因素流的方向的因
21、素 1. 导导体在磁体在磁场场中做切割磁感中做切割磁感线线运运动动方向方向 2. 磁磁场场的方向的方向五、影响感五、影响感应电应电流的大小的因素流的大小的因素 1. 磁磁场场的的强强弱弱 2. 导导体切割磁感体切割磁感线线运运动动的速度的速度请请你比你比较发电较发电机和机和电动电动机的机的结结构，看看它构，看看它们们的主要的主要结结构有什么相似之构有什么相似之 处处。对产对产生感生感应电应电流的条件有下面四种流的条件有下面四种说说法，你法，你认为认为正确正确的是的是( )A.只要只要导导体在磁体在磁场场中做切割磁感中做切割磁感线线的运的运动动，就一定会，就一定会产产生感生感应电应电流流B.只要
22、只要闭闭合合导导体的一部分在磁体的一部分在磁场场中运中运动动，就一定会，就一定会产产生感生感应电应电流流C.闭闭合合导导体的一部分在磁体的一部分在磁场场中不中不动动，只要磁，只要磁场场运运动动就就一定会一定会产产生感生感应电应电流流D.只要只要闭闭合合导导体的一部分在磁体的一部分在磁场场中做切割磁感中做切割磁感线线的运的运动动，就一定会，就一定会产产生感生感应电应电流流12(中考中考天津天津)图图中中a表示垂直于表示垂直于纸纸面的一条面的一条导线导线，它是它是闭闭合合电电路的一部分，当它在磁路的一部分，当它在磁场场中按箭中按箭头头方方向运向运动时动时，不能，不能产产生感生感应电应电流的情况是流
23、的情况是()34 (中考中考成都成都)如如图图所示，所示，为发电为发电机的工作原理机的工作原理图图，下列下列说说法中正确的是法中正确的是()A发电发电机的基本原理是通机的基本原理是通电导电导体在磁体在磁场场中受力的中受力的作用作用B发电发电机的基本原理是机的基本原理是电电磁感磁感应应C线线圈在圈在转动过转动过程中，感程中，感应电应电流的大小不流的大小不变变D线线圈在圈在转动过转动过程中，感程中，感应电应电流的方向不流的方向不变变5 (中考中考嘉嘉兴兴)随着全民健身活随着全民健身活动动的的兴兴起，有更多的起，有更多的人参加人参加马马拉松运拉松运动动，马马拉松运拉松运动动已已经远远经远远不只是不只是一一场场比比赛赛，它是你，它是你认识认识自己，自己，认识认识一座城市，一座城市，认认识这识这个世界的方式。因参个世界的方式。因参赛选赛选手很多，无法在同手很多，无法在同一起跑一起跑线线出出发发而而计时计时困困难难，近年常采用感，近年常采用感应应芯片芯片计时计时，参，参赛赛者者须须按要求正确佩戴按要求正确佩戴计时计时芯片，当参芯片，当参赛赛者通者通过过起点、起点、终终点点设设置的磁感置的磁感应带时应带时，芯片里，芯片里的的线线圈中就会圈中就会产产生生_，从而激，从而激发发芯片芯片发发送送编码编码信息，系信息，系统实时获统实时获取取计时计时信息。信息。
