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第八章 电磁相互作用及应用
1.电磁感应现象
第2课时 发电机与交变电流
知识梳理 导学园地
1.发电机是 机械 能转化为 电 能的装置,它是依据 电磁感应 来发电的,实际用的发电机是由 定子 (不动部分)和 转子 (转动部分)组成的。
2.发电机产生的感应电流的大小和 方向 是周期性变化的,这样的电流叫做交变电流,简称 交流 电(AC)。在交变电流中,电流周期性变化的次数与 所用时间 的比叫做这一交变电流的频率,单位是 赫兹 (Hz)。我国电网的交流电频率是 50 Hz。
无论交流发电机还是直流发电机,在线圈中产生的都是交流电,只不过直流发电机输出的电流是直流电。
机械
电
电磁感应
定子
转子
方向
交流
所用时间
赫兹
50
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知识点一:发电机的构造与原理
【典题1】图甲是发电机原理的示意图,图乙中的“○”表示导体ab,当它在磁场中分别转动到1~4位置时,运动方向已用箭头标出,下列说法正确的是( B )
A.图甲的电路中没有电源
B.在位置1时,电路中不会产生感应电流
C.发电机产生的电流方向不变
D.在位置4时,电路中不会产生感应电流
B
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【变式1】如图所示,开关闭合后,闭合电路的部分导体ab左右运动时电流表指针发生摆动,这是 电磁感应 现象,利用这个原理可以制成 发电机 (选填“发电机”或“电动机”)。
电磁感应
发电机
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知识点二:交变电流
【典题2】我国交流电的频率是50 Hz,由此可知( A )
A.交流电的周期是0.02 s
B.每秒钟电流的方向改变50次
C.相当于300 revs/min
D.每分钟电流方向改变3 000次
A
名师点睛
交流电的周期与频率
周期和频率是用来表示交流电特点的两个物理量。周期是指交流发电机中线圈转动一周所用的时间,单位是“秒”;频率是指电流周期性变化的次数与所用时间的比,单位是赫兹,符号为Hz。我国使用的交流电周期是0.02 s,频率是50 Hz,其意义是发电机线圈转一周用时0.02 s,因为线圈每转一周电流方向改变两次,所以频率为50 Hz 的交流电的方向在1 s内改变100次。
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【变式2】
如图所示是实验室用的手摇发电机,把两个发光二极管极性相反地并联起来,并与发电机串联,缓慢转动线圈,两个发光二极管(具有单向导电性) 交替 (选填“交替”或“同时”)发光,表明发电机发出的是 交变电流 。
交替
交变电流
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—— 基础巩固练 ——
1.我国供生产和生活用的交流电的频率是50 Hz,下列说法正确的是( B )
A.每秒电流方向改变220次
B.每秒电流方向改变100次
C.每秒电流方向改变2次
D.每秒电流方向改变380次
B
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2.我国新型反潜巡逻机机尾的“棍子”叫做磁异探测器,它能将潜艇经过海域引起的磁场强弱变化转化为强弱变化的电流,从而发现潜艇的存在。如图所示能解释磁异探测器工作原理的是( A )
A
B
C
D
A
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3.(多选)如图所示,将两个发光二极管极性相反地并联起来,并与手摇交流发电机串联。摇动转轮,使线圈在磁场中转动,则下列说法正确的是( BC )
A.发电机的工作原理是电流的磁效应
B.线圈转动时,两个发光二极管会交替发光
C.线圈转动加快,发光二极管会变得更亮
D.线圈转动过程中,电能转化为机械能
BC
4.利用手机刷卡器刷卡时,其表面的小磁体经过刷卡器的缝隙,线圈中便会产生电流,此过程主要涉及的物理知识是 电磁感应 。
5.发电机是利用电磁感应现象制成的,主要结构为 定子 和 转子 ,发电厂发出的交流电的频率是50 Hz,电流变化周期为 0.02 s。
电磁感应
定子
转子
0.02
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—— 素养提升练 ——
6.如图所示是发电机的工作原理图,放在水平方向磁场中的矩形线圈沿逆时针方向转动,当线圈转到甲图位置时,由于线圈ab和cd边 不切割 磁感线,因而电路中 无感