沪粤版（2024）九年级下册3 发电机为什么能发电评课课件ppt

这是一份沪粤版（2024）九年级下册3 发电机为什么能发电评课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了学习目标，新课引入，认识发电机，探究电磁感应现象，发电机的工作原理，发电机工作过程，交变电流，课堂小结，随堂训练，自我评价与作业等内容，欢迎下载使用。
电流的磁效应(1820年)
法拉第(1791—1867)英国物理学家
1821—1831年间，法拉第进行了多次实验，发现了磁可以产生电的事实。
现代社会离不开电能。这些电能通常都是通过发电机产生的。发电机为什么能发电呢?
仔细观察如图17－15所示的手摇发电机。用导线把它与小灯泡、开关连接起来。试一试，怎样才能使小灯泡发光?
为了探究发电机发电的奥秘，可采用类似研究电动机的办法。将发电机模型拆开，看一看它的内部结构。 想一想：发电机的主要部件有哪些?
1. 发电机中，用连续转动的线圈代替了往复运动的导线。
2. 为了把线圈中产生的感应电流输送给用电器，还要用铜环和电刷把线圈和用电器连接起来。
3.发电机主要有磁极、线圈、铜环、电刷四个基本组成部分。
4. 发电机由转子和定子两部分组成，手摇发电机(如图) 转子是线圈，定子是磁铁，大型发电机反之。
通过上述活动，我们知道发电机跟电动机类似，主要部件也是两个：线圈和磁体。让我们仿照对电动机的研究，对线圈和磁体都做些简化，用实验来探究发电机产生电流的条件。
根据以上思路，同学们设计了如图17－16 (a)、(b) 所示的两种实验装置你选择哪种方案?
请在图17－17中选择合适的器材，进行实验。
如图17－16(a)、(b)所示，将灵敏电流计跟线圈或单根导线连接起来，检测线圈或单根导线中是否有电流。
(1) 当单根导线或线圈的一边在磁场中静止不动时，仔细观察，灵敏电流计的指针会偏转吗?
单根导体在磁场中静止不动，不做切割磁感线运动电路中不会产生感应电流，灵敏电流计指针不会发生偏转；
(2) 单根导线或线圈的一边在磁场中做怎样的运动时，灵敏电流计的指针才会偏转呢?如果单根导线或线圈的一边平行于磁感线运动，灵敏电流计的指针会偏转吗?
单根导体或线圈的一边在磁场中切割磁感线运动时电路中会产生感应电流，灵敏电流计指针会发生偏转； 如果单根导线或线圈的一边平行于磁感线运动时，电路中不会产生感应电流，灵敏电流计指针不会发生偏转；
(3) 改变磁铁两极的位置( 改变磁场的方向)，或者使单根导线或线圈的一边反向运动，灵敏电流计的指针偏转方向是否改变?
感应电流的方向与导体切割磁感线的方向及磁场方向有关，当改变磁铁两极的位置(改变磁场的方向)，或者使单根导线或线圈的边反向运动，灵敏电流计指针的方向发生改变。
分析上述实验结果，可以得出什么结论?
闭合电路的一部分导体在磁场里做_______磁感线的运动时，导体中就会产生电流。电流的方向与_______________和______________有关。
这就是电磁感应现象。电磁感应现象中所产生的电流，叫做感应电流。 有同学提出，能不能用线圈和条形磁铁做如图17－18所示的实验? 请试一试。 你还有什么问题?请提出来。
如图所示，当导体ab水平向右运动时，灵敏电流计指针向左偏转。下列情况中，灵敏电流计指针偏转方向正确的是(　　)
提示： A相当ab棒向左动，其他条件不变C 向上动 未切割磁感线
A．ab不动，磁体向右运动，指针向左偏转B．磁体不动，ab向左运动，指针向左偏转C．磁体不动，ab向上运动，指针向左偏转D．对调磁体的磁极，ab向左运动，指针向左偏转
电磁感应现象中的能量转化
(1)电磁感应现象中，靠外力使导体切割磁感线，消耗了什么能？得到了什么能？
消耗了机械能，获得了电能
(2) 电磁感应现象中实现了什么能向什么能的转化？(3) 电磁感应现象在生活中有什么应用？
实现了从机械能向电能的转化
晃动式手电筒、动圈式话筒、发电机
电磁感应现象的发现，使人们找到了将机械能转化为电能的途径，进而发明了发电机。图17－19所示的是模型发电机发电的示意图，你能用电磁感应现象来说明它的工作原理吗?
当转子转到以磁感线垂直时，线圈没有切割磁感线，线圈中没有电流。
当转子转过平衡位置时，线圈切割磁感线，线圈中有电流。
当转子继续向下旋转到达以磁感线垂直位置时，线圈没有切割磁感线， 线圈中没有电流。
当转子继续旋转时，导体切割磁感线方向发生改变，线圈在切割磁感线，线圈中有电流。
当转子继续旋转，到达平衡位置，线圈没有切割磁感线，线圈中没有电流。
线圈到达平衡位置，又继续下一个旋转。这也不断旋转，线圈中就不断有电流产生。
实际发电机比模型发电机要复杂得多，但基本部件仍是磁体与线圈。它的磁体是转动的电磁铁，线圈嵌在由硅钢片制成的槽中，如图17－20所示。当转子转动时，定子中的线圈便会切割磁感线而产生感应电流。
交流发电机产生的电流是交变电流，简称交流，交流电的大小和方向作期性改变。
发电机的工作过程： 线圈转动一周，电流方向变化两次。
交流电的周期：电流发生一个周期性变化所用的时间，符号: T 单位：s 交流电的频率：电流在每秒内周期性变化的次数， 符号: f 单位：Hz. 频率和期的数值互为倒数 T = 1/f 我国生产的交流电，频率为50Hz (即1s内线圈转动50圈)，周期为0.02s；电流方向改变100次。
发电机是由水轮机(图17－21). 汽轮机(图17－22)或内燃机等带动转子转动的，所产生的感应电流通常都是交变电流(交流电)，且电压较高。
提示：发动机是利用电磁感应原理工作的。产生感应电流的条件有：①部分导体切割磁感线，②闭合电路。当开关断开时，电路断开，就算线圈切割磁感线，也无法产生感应电流；此发电机产生的是交流电，电流大小、方向都发生改变。
如图所示为发电机的工作原理图，则下列说法中正确的是(　　)
A ．发电机是利用电流的磁效应原理工作的 B．线圈在磁场中转动时不一定会产生感应电流 C．线圈在转动过程中，若产生了感应电流，则电流大小不变 D．线圈在转动过程中，若产生了感应电流，则电流方向不变
法拉第的伟大发现与科拉顿的“跑”失良机
自从丹麦物理学家奥斯特于1820年发现“电流的磁效应之后，科学家们从自然的“对称”原理出发，提出“既然电能生磁，那么，磁能否生电”这个问题。英国科学家法拉第曾在他的实验记录本上，如同座右铭一样记下了这个极有价值的问题。
图17－23 法拉第和他在1831年10月28日 研制出的世界上第一台发电机
图17－24 1832年在法国制成的 手摇发电机
经过长期研究，他于1831年发现了“电磁感应现象”，并用10天时间做了一系列试验，令人信服地解决了磁生电的问题。法拉第的发现，不仅揭开了电与磁之间内在联系的奥秘，而且使电能的大规模利用成为可能，为人类从“蒸汽时代”跨入“电气时代”做出了伟大的贡献
瑞士物理学家科拉顿也曾探究过如何让磁生电的问题。1825年的某天，年轻的科拉顿在实验室里做“磁生电”的实验探究。他设想将磁铁放在线圈中，线圈中可能会产生电流。
为了避免磁铁对磁针的影响，他将磁针放到另外一个房间里，如图17－25所示。实验时，他将磁铁插入线圈中，立刻跑到另一个房间观察小磁针的偏转情况，十分遗憾，他并未看到设想的结果。
后来，有一位科学家幽默地说 ：“倒霉的科拉顿“跑’失了良机! ”否则，发现电磁感应现象的殊荣，就要落在23 岁的科拉顿头上了。 从这个小故事中，你悟出了什么?
在磁场中 做切割磁感线运动
导体切割磁感线运动方向
电流大小、方向随时间周期性变化
1. 如图是一个动圈式话筒的简图，说出它是如何把声音信号转化为电信号的。
提示：声音使膜片振动， 膜片带动线圈振动， 线圈做切割磁感线运动，
产生随声音变化的感应电流， 经放大后，通过扬声器还原成声音。
2. 如图是研究产生感应电流的实验，下列说法正确的是 ( )
提示：闭合电路中部分导线切割磁感线才能才生电流； 感应电流方向由磁场方向和导线运动方向都有关系； 电磁感应是将机械能转化为电能；
A．只要导体AB在磁场中运动，电流表的指针就会发生偏转 B．对调两个磁极方向，电流表的指针偏转方向发生改变 C．改变导体AB切割磁感线的方向，电流表的指针偏转方向不发生改变 D．电磁感应是把电能转化成机械能
1. 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。
电动机和发电机都是由转子和定子两部分构成的，有线圈和磁铁。
2. 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. 如图17－26所示，卸下家用微型吊扇的插头后，将两根导线分别与灵敏电流计连接起来，用手转动风扇叶子。你看到了什么现象?这说明什么问题?
电动机和发电机都是由定子和转子组成，即都是由线圈和磁场组成，所以线卸下家用微型吊扇的插头后，将两根导线分别与灵敏电流计连接起来用手转动风扇叶子，此时其内部的线圈在磁场中转动，切割磁感线，由电磁感应知能产生感应电流电流计的指针会发生偏转;这说明闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，会产生感应电流。
2. 动圈式话简(图17－27) 是一个应用电磁感应现象的实例。请到图书馆或从互联网上收集电磁感应现象在生产、生活中应用的其他事例。
发电机、麦克风、变压器