初中物理沪科版（2024）九年级全册（2024）第十九章 电能从哪里来第二节 发电机是怎样工作的学案设计

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TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc200209972" 【重难题型讲解】 PAGEREF _Tc200209972 \h 1
\l "_Tc200209973" 题型1 发电机的工作原理 PAGEREF _Tc200209973 \h 1
\l "_Tc200209974" 题型2 发电机与能量转化4
\l "_Tc200209978" 【能力培优练】7
\l "_Tc200209979" 【链接中考】13
【重难题型讲解】
题型1 发电机的工作原理
1.发电机工作原理：
电磁感应。
2.发电机构造：
磁极、线圈、铜环、电刷。（或转子和定子）
（1）磁铁：用来产生磁场；
（2）线圈abcd转动时，切割磁感线，产生感应电流；
（3）铜环：两个铜环随线圈一起转动，与外部电路组成一闭合回路；
（4）电刷：感应电流通过电刷流出。
3.交流电和直流电：
（1）直流电方向不改变。
干电池和直流发电机都提供直流电。
（2）交流电大小和方向作周期性改变的电流。
我国的交流电频率是50HZ。
4.交流发电机工作原理示意图：
（1）图甲和图丙中导线运动方向和磁感线方向平行，不切割磁感线，没有电流产生。
（2）图乙和丁中导线切割磁感线，有电流产生，但切割磁感线的方向相反，所以电流方向相反。每当经过磁感线与线圈平面垂直的位置时，线圈中的电流方向改变一次；线圈转一周，电流方向改变两次。
（3）线圈不停转动，产生的电流交替往复，形成持续的电流。
5.旋转磁极式发电机：
实际的发电机由定子（固定部分）和转子（转动部分）两部分组成。其中大型发电机多采用线圈不动、磁极旋转的方式来发电，叫旋转磁极式发电机。
【典例1-1】（2026·江苏扬州·三模）下面是按时间顺序梳理的关于电与磁知识结构图，请你补充完整。
A． ；B． ；C． 。
【典例1-2】（2026·安徽合肥·三模）如图所示的两种模型中，与动圈式扬声器原理相同的是 （选填“甲”或“乙”）。
【典例1-3】（2026·广东东莞·三模）物理小组的同学们利用如图所示的实验装置，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。保持磁体不动，闭合开关，导体棒沿 （选填“上下”或“左右”）方向运动时，灵敏电流计的指针会发生偏转，此时 能转化为电能，生活中的 机就是根据这一原理制成的。
跟踪训练1 （2026·黑龙江大庆·三模）在锚定碳达峰、碳中和的目标下，紫云峰一台台风力发电机擎天而立，迎风飞旋，下面能反映风力发电机基本原理的是（ ）
跟踪训练2 （2026·黑龙江大庆·三模）如图所示是一种手腕上佩戴的“计步器”，其构造是在一段塑料管中密封一小块磁铁，管外缠绕着线圈。运动时，磁铁在管中反复运动，线圈的输出电流随之不停地变化，显示出运动的步数。“计步器”的基本原理与下列哪幅图相同（ ）
题型2 发电机与能量转化
1．发电机定义：
能够把其它形式的能转化为电能的装置叫做发电机。
2．发电方式：
火力发电、水力发电和核能发电等。
3.火力发电：
（1）是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的设备。
（2）发电原理：
燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转化成内能，蒸汽推动汽轮机旋转，内能转化成机械能，然后汽轮机带动发电机，将机械能转化成电能。
（3）能量转化过程：
4.水力发电：
（1）水力发电利用位于高处具有势能的水流至低处，带动水轮机转动从而推动发电机产生电能。
（2）能量转化过程：
5.核能发电：
（1）是利用核反应堆中核裂变所释放出的核能进行发电的方式。
（2）发电原理：
它与火力发电极其相似。只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉，以核裂变能代替矿物燃料的化学能。
（3）能量转化过程：
【典例2-1】（2026九年级上·全国·单元测试）美丽的湖畔，景色宜人，在湖岸的两侧架设了许多特殊的路灯——风光互补路灯。如图所示，它头顶的风力发电机能将风能转化为 ，其肩上的太阳能电池板能将 转化为电能。
【典例2-2】（2026·湖北荆州·二模）如图甲所示的风光互补路灯，给国家的节能减排提供了一个很好的解决方案。图乙是其工作原理示意图。在充电过程中，蓄电池相当于 （选填“电源”或“用电器”）。放电过程中，蓄电池将 转化为 （填能量形式）。
【典例2-3】（2026·湖南永州·三模）如图所示为江苏省连云港市的田湾核电站发电流程图，在核电站的发电过程中，核能的获取途径及能量转化顺序正确的是（ ）

A．聚变：核能→内能→化学能→电能
B．聚变：核能→内能→机械能→电能
C．裂变：核能→内能→机械能→电能
D．裂变：核能→内能→化学能→电能
跟踪训练1 （2026·黑龙江龙东·三模）如图是中国首座投入使用的塔式光热发电站。在空旷的地面建立较高的接收塔，塔的周围安装大量可以旋转的平面镜，将太阳光聚集到塔顶的接收器，接收器内的工作系统会产生高温蒸汽，推动汽轮机工作，进而带动发电机发电。下列说法错误的是（ ）
A．将太阳光聚集到塔顶是利用了光的反射
B．平面镜的角度随着太阳位置的变化而变化
C．塔顶的接收器将太阳能转化为内能
D．蒸汽推动汽轮机工作是机械能转化为内能
跟踪训练2 核能发电过程如图，某一段时间，反应堆释放能量为E1，发电机输出电能为E2，则（ ）

A．E2一定小于E1
B．利用核能发电没有任何缺点
C．核反应堆里，铀发生聚变反应
D．汽轮机是热机的一种，它工作时，将机械能转化为内能
【能力培优练】
1．（2026·广东东莞·一模）关于下列四幅图的说法正确的是（ ）
A．甲图的实验说明磁场能产生电流
B．乙图的实验所揭示的原理可制成发电机
C．丙图是演示电磁感应现象的实验装置
D．丁图中麦克风是应用了丙实验装置的工作原理
2．（2026·山东德州·二模）新型公交车的玻璃上已经安装了自动爆玻器，它相当于一个电控安全锤。危急时刻，司机只需按下开关通电，自动爆玻器磁场中的线圈就会产生一个冲击力，带动钨钢头击打车窗玻璃边角部位，实现击碎玻璃的目的。下列说法正确的是（ ）
A．自动爆玻器工作时将机械能转化为电能
B．击打车窗玻璃边角部位的钨钢头设计成锥形是为了增大压力
C．自动爆玻器工作原理电磁感应现象
D．自动爆玻器的工作原理与扬声器相同
3．（2026九年级·河南·专题练习）同学们参加歌咏比赛时，常使用动圈式话筒将声音信号转化为电信号。以下四个与电磁有关的实例中，与动圈式话筒的工作原理相同的是（ ）
A．电铃B．手摇发电机
C．电磁起重机D．电动平衡车
4．（2026九年级·福建·专题练习）科研人员将高弹性聚合物材料与螺旋金属纤维做成发电衣，在拉伸、弯曲、扭曲等作用下内部两类材料之间发生电子转移而发电，当人穿上发电衣运动时，就能为其他穿戴设备供电。发电衣发电过程的能量转化是（ ）
A．内能转化为电能B．化学能转化为电能
C．机械能转化为内能D．机械能转化为电能
5．（2026九年级下·河南周口·期中）如图所示为动圈式话筒的工作原理示意图，磁铁固定，膜片与线圈相连，当人对着话筒说话时，可使膜片振动，从而带动线圈振动，在线圈中产生电流，从而实现由声信号到电信号的转变。关于话筒，以下说法正确的是（ ）
A．话筒工作过程中把电能转化为机械能
B．话筒中电信号的强弱与声音强弱无关
C．话筒的工作原理是电磁感应
D．话筒的工作原理与喇叭的工作原理相同
6．（2026·海南省直辖县级单位·模拟预测）有一种环保型按压式手电筒，使用时只要按压手柄，齿轮就带动磁铁转动，灯泡就会发光。与它工作原理相同的是（ ）
A．发电机B．电动机C．指南针D．电磁继电器
7．（2026·重庆·一模）如图所示，下列关于电和磁的实验，说法正确的是（ ）
A．如图甲，扬声器的工作原理与电动机相同
B．如图乙，小磁针静止时N极指向地磁北极附近
C．如图丙，该原理可应用于制造发电机，实现电能转化为机械能
D．如图丁，用带绝缘柄的金属杆将A、B验电器连接时会形成从A到B的持续电流
8．（2026九年级下·江西抚州·期中）新能源电动汽车绿色环保，出行方便，深受大家喜爱，即该汽车动力装置是电动机，当刹车时，将汽车动能转化为电能。下列所示的四个实验中与动能回收系统原理相同的是（ ）
A．B．
C．D．
9．（2026九年级下·湖南娄底·学业考试）小明按人类对磁的认识历程，对“电磁转换”一章知识进行梳理，图中对应位置的内容填写正确的是（ ）
A．赫兹B．电动机C．电磁起重机D．电磁感应现象
10．（2026·安徽蚌埠·三模）电动机和发电机的工作原理图如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．图甲中，线圈ab边和cd边受力方向相同
B．图甲中，线圈所在的位置叫平衡位置
C．图乙中，线圈逆时针转动时，外部电路中的电流方向呈周期性变化
D．图乙中，线圈逆时针转动时，外部电路中的电流方向不变化
11．（2026·安徽合肥·模拟预测）电动汽车在减速或下坡时，可以利用动能回收系统将部分机械能转化为电能储存起来。这一过程中，车轮带动电机转动，从而产生感应电流，发电过程利用的物理原理是 现象。
12．（2026·安徽芜湖·三模）小亮同学在学习了“电和磁”的知识后，用甲、乙两个直流电动机设计了如图所示的装置，闭合开关S后，甲开始转动，小灯泡发光。生活中应用的工作原理与乙的工作原理相同的是 （选填“动圈式扬声器”或“动圈式话筒”）。
13．（2026·河南平顶山·三模）人们利用图甲的实验原理发明了 （选填“电动机”或“发电机”）。最早发现图乙实验现象的科学家是 。断开电源，小磁针的N极将指向地磁场的 （选填“南”或“北”）极。
14．（2026·江苏无锡·一模）如图所示，磁体和导体棒均水平放置，断开、闭合，导体棒能运动起来，依此可制成 （选填“电动机”或“发电机”）；断开、闭合，当导体棒做 运动，灵敏电流计的指针才会发生偏转，此时机械能转化为 能。
15．（2026九年级下·河南驻马店·期中）利用如图甲所示的装置探究“什么情况下磁可以生电”。
(1)图甲中，通过观察 来判断电路中是否产生感应电流；
(2)图甲中，磁体不动，导体ab水平向左运动，电流表指针向右偏转；导体ab不动，磁体水平向右运动，电流表指针向 （填“左”或“右”）偏转；
(3)图甲中，将灵敏电流表换成电源，可以用来研究 的工作原理（填“电动机”或“发电机”）；
(4)图乙所示是发电机的原理图，图丙中的“○”表示图乙中导线ab的横截面（沿导线由b往a看），当导线ab在磁场中从①位置转动到④位置的过程中，不会产生感应电流的是________（填标号）。
A．①B．②C．③D．④
【链接中考】
1．（2026·湖北·中考真题）如图为一种防灾应急手摇电筒。中部固定有线圈，沿着筒身方向摇动手电筒，使其内部的小物块来回穿过线圈，灯泡发光。小物块可能是（ ）
A．木块B．石块C．铜块D．磁铁块
2．（2026·四川乐山·中考真题）发电机组是水电站的核心部分，以下四个装置中符合发电机工作原理的是（ ）
A．B．
C．D．
3．（2026·四川遂宁·中考真题）下面是小明同学在笔记本上记录的物理应用及其对应原理，你认为有误的是（ ）
A．飞机的升力——流动的气体在流速大的地方压强小，流速小的地方压强大
B．三峡大坝“上窄下宽”——水的压强随深度的增加而增大
C．发电机——电磁感应现象
D．验电器——同种电荷相互吸引
4．（2026·江苏扬州·中考真题）在研究电磁感应现象活动中。
(1)摇动发电机模型的手柄，灯泡发光，是因为线圈在 中转动，产生感应电流，把 能转化为电能。
(2)如图，导体AB静止，闭合开关，灵敏电流计指针 ；再让导体AB水平向右运动，灵敏电流计指针 。（选填“偏转”或“不偏转”）
5．（2026·江苏苏州·中考真题）以下是《电磁转换》的相关知识结构图，请你补充完整．
① ②
6．（2026·重庆·中考真题）如图所示，重庆蟠龙抽水蓄能电站于2024年全部投产，每年可减少二氧化碳排放39.87万吨。抽水蓄能电站的工作原理是：在用电低谷时，将水从下水库抽到上水库储存，这是将电能转化为水的 能；在用电高峰时，将水从上水库放到下水库带动发电机发电，发电机是利用 原理工作的。