2021学年电磁感应 发电机完美版ppt课件

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1. 电磁感应现象(1)电磁感应现象：利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应现象. 电磁感应产生的电流叫感应电流.(2)发现：英国物理学家法拉第经过近10 年的探索，于1831 年发现了电磁感应定律.(3)意义：进一步揭示了电与磁之间的联系.
2. 探究感应电流产生的条件(1)提出问题：导体在磁场中怎样运动，才能使回路中产生电流.(2)设计实验：将闭合电路的一部分导体棒放在磁场中，使它分别静止、平行于磁感线方向运动、切割磁感线运动，同时观察电流表指针偏转情况.
深度理解理解什么是切割磁感线运动时，将磁感线看成是面条，部分导体看成是刀，刀的运动能够把面条割断，就属于切割磁感线运动，这有两种情况：①刀口与磁感线垂直；②刀口与磁感线斜交.不能割断面条的运动则不属于切割磁感线运动，这也有两种情况： ①刀的运动方向与磁感线平行； ②刀像刺刀一样刺过磁场.
(3)进行实验① 如图16-5-1 所示，组装实验电路，在蹄形磁体的两个磁极之间悬挂一根导体AB，再把导体两端跟小量程电流表(灵敏电流计)连接起来.
②保持导体不动，闭合电路，电流表的指针并不偏转.③ 闭合电路，让导体AB 在磁极间上下运动，电流表指针仍不偏转.④ 保持电路闭合，让导体AB 在磁极间左右运动，不断地切割磁感线，发现电流表的指针左右来回偏转，则电路中有了方向不断变化的电流.⑤断开电路，无论导体棒怎样运动，电流表指针都不偏转.
(4)实验结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中就会产生感应电流.
特别提醒:若导体切割磁感线运动的方向或磁场方向中有一个方向与原来相反，感应电流的方向就会改变；若导体运动的方向和磁场方向同时与原来相反，则感应电流的方向不变.
3. 探究影响感应电流方向的因素在探究感应电流产生条件的实验基础上，进行如下探究过程：(1)提出问题：影响感应电流方向的因素有哪些.(2)猜想与假设：可能与磁场方向、导体的运动方向有关.
(3)设计实验：利用控制变量法进行探究实验，先控制磁场方向相同，改变导体的运动方向，观察电流表指针的偏转方向；再控制导体的运动方向相同，改变磁场方向，观察电流表指针的偏转方向.
(4)进行实验：① 保持磁场方向不变，让导体AB 向左运动，电流表指针朝一个方向偏转；让导体AB 向右运动，电流表指针又朝另一个方向偏转.②保持导体AB 向左运动，改变磁场方向，电流表指针偏转方向改变.(5)实验结论：导体在磁场中运动时，感应电流的方向跟导体运动方向和磁场方向有关.
4. 影响感应电流大小的因素 导体中感应电流的大小与导体做切割磁感线运动的速度、磁场的强弱、做切割磁感线运动的导体的有效长度和线圈的匝数等有关.
[中考·无锡] 用如图16-5-2 所示的装置探究感应电流产生的条件. 闭合开关后，能产生感应电流的是( )A. 导体棒AB 静止在磁场中B. 导体棒AB 做切割磁感线运动C. 导体棒AB 沿磁场方向运动D. 只要让磁体运动，就一定能产生感应电流
解题秘方：围绕“感应电流产生的条件”分析各选项.
深度理解:理解磁生电的条件：电路是闭合的；一部分导体在磁场中做切割磁感线运动. 具体分析如下：①做切割磁感线运动的导体必须是闭合电路的一部分，而不是整个电路.②只要导体运动的方向与磁感线有一定角度，而不是与磁感线平行，导体就会切割磁感线.③“切割磁感线运动”是指导体与磁场的相对运动.当导体不动，磁场运动时能切割磁感线；当磁场不动，导体运动时也能切割磁感线.
解析：导体棒AB 静止在磁场中，没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，故A不符合题意；闭合开关后，导体棒AB做切割磁感线运动，则会产生感应电流，故B符合题意；导体棒AB沿磁场方向运动，没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，故C不符合题意；若磁体沿竖直方向运动，此时导体相对于磁体没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，故D 不符合题意.
1. 工作原理 电磁感应.2. 能量转化 发电机是将机械能转化为电能的机器.
3. 组成(1)发电机模型：主要由磁体、线圈、铜环和电刷等组成，其工作原理如图16-5-3 所示；(2)实际发电机：结构比较复杂，但都是由转子(转动部分)和定子(固定部分)两部分组成的.
延伸拓展：动圈式话筒是依据电磁感应原理制成的. 当声音使膜片振动时, 连在膜片上的线圈随着膜片一起振动,因为线圈处于永久磁体的磁场中, 所以线圈会切割磁感线而产生感应电流( 电信号), 感应电流的大小和方向随着声音的变化而变化. 这个电信号经放大后, 通过扬声器还原成声音.
4. 发电机的种类(1)根据发电机输出的电流方向是否变化分类：分为交流发电机和直流发电机.① 线圈在磁场中转动时，产生的感应电流的大小和方向随时间发生周期性变化，这种电流叫作交变电流(交流电). 交流发电机输出的电流就是交流电.
知识链接：我国供生产和生活用的交流电的周期是0.02 秒，频率是50 赫兹，其意义是发电机线圈转一周用0.02秒，即1 秒内线圈转50 周.
② 如果用两个半圆铜环组成的换向器来代替交流发电机上的两个铜环，那么虽然线圈中产生的仍是交流电，但在换向器的作用下输出的电流方向却保持不变，即输出的是直流电. 此时，该发电机为直流发电机.
(2)根据发电机转子种类分类：分为旋转线圈式和旋转磁极式.① 小型发电机一般采用旋转线圈式，即磁极不动、线圈旋转的方式发电.② 大型发电机由于发出很高的电压和很强的电流，要采用旋转磁极式，即线圈不动、磁极旋转的方式发电，这种发电机为了得到较强的磁场，用电磁铁代替永久磁体做转子.
5. 直流电动机与交流发电机的比较
6. 高压输电(1)高压输电过程：发电厂→升压变压器→高压线路→降压变压器→工厂或居民区用电.(2)变压器：变压器是使交流电压升高或降低的装置, 其工作原理是电磁感应.(3)优点： 在不减小输送功率的前提下，有效地减少输送过程中的电能损失.
深度理解：发电机发出的电先经升压变压器把电压升高, 然后经输电线将电能送到用户附近, 而用户不能直接使用高压电, 所以再利用降压变压器把高压电变为低压电供用户使用.
[中考·枣庄] 如图16-5-5 所示的四个实验，能反映发电机基本原理的是( )
解题秘方：从电路的连接和原理两个方面区分.
方法点拨：运用对比法识别发电机和电动机原理示意图：示意发电机原理的电路中，原本没有电源，在磁场中做切割磁感线运动的导线实质上就是电源；示意电动机原理的电路中有电源，给线圈通电，线圈才能转动.
解析：发电机的工作原理是电磁感应现象. A 选项是奥斯特实验，验证的是电流的磁效应，故A 不符合题意；B 选项验证的是同种电荷相互排斥的实验，故B 不符合题意；C 选项验证的是通电导体在磁场中受到力的作用，是电动机的工作原理，故C 不符合题意；D 选项验证的是在闭合回路中，导体做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流，是发电机的工作原理，故D 符合题意.