第三讲 发电机和用电安全 讲义-2023-2024学年浙教版八年级下册科学

K-8 3 发电机和安全用电 一、发电机 1. 电磁感应现象 (1)英国物理学家法拉第经过不懈的努力于1831年发现了电磁感应现象，电磁感应现象不仅揭示了电与磁之间的内在联系，而且为电与磁之间的相互转化奠定了实验基础，为人类获取巨大而廉价的电能开辟了道路。 (2)实验结论：不论是导线运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中就会产生电流。这种现象叫做电磁感应，产生的电流叫感应电流。 2.产生感应电流的条件 (1)导体为闭合电路的一部分。 (2)导体做切割磁感线运动。 3. 影响感应电流方向的因素 感应电流的方向与导体切割磁感线的方向和磁场方向有关。改变导体切割磁感线方向或磁场方向，感应电流的方向随之改变；若导体切割磁感线方向和磁场方向同时改变，则感应电流的方向不变。 拓展：（右手定则判断感应电流方向）右手平展,使大拇指与其余四指垂直,且都跟手掌在一个平面内。右手放入磁场中,让磁感线从掌心进入,大拇指指向导线运动方向,则四指所指方向为导线中感应电流的方向。 4.增大感应电流的方法 (1)增强磁场； (2)增大切割磁感线的导体的有效长度（增加线圈的匝数）； (3)增大导体切割磁感线的速度； (4)让导体切割磁感线运动的方向与磁感线方向垂直； (5)用电阻率更小的金属作为切割导体 5.能量转化 在电磁感应现象中，用力移动导体，消耗了机械能，在闭合电路中产生了电能，这就实现了机械能向电能的转化。 5. 交流发电机 原理：电磁感应原理。 基本结构：磁体、矩形线圈、铜环、电刷等。 (1)左上图，ab向左运动，cd向右运动，运动方向与磁场方向平行(不切割磁感线),线圈中没有电流。 (2)右上图，ab向下运动，cd向上运动，运动方向与磁场方向垂直(切割磁感线)，线圈中有电流，线圈中的电流方向为d→c→b→a。 (3)左下图，ab和cd边的运动方向与上图中相反，与磁场方向平行(不切割磁感线),线圈中没有电流。 (4)右下图，ab和cd边的运动方向与上图中相反，与磁场方向垂直(切割磁感线),线圈中有电流，线圈中的电流方向与上图中的相反，为a→b→c→d。 能量转化：机械能转化为电能。 线圈在磁场中转动一周，感应电流方向改变两次。 定子和转子：实际使用的大型发电机中的转子不是线圈(线圈是由多匝铜线绕制而成的，因此很重),而是电磁铁。大型发电机一般采用线圈不动、磁极旋转的方式来发电。 交流电与直流电 (1)交流电：大小和方向都发生周期性变化的电流叫交流电。 (2)直流电：方向不变的电流叫直流电。 (3)我国生产和生活中使用的交流电的周期是0.02秒，频率是50赫兹。在1秒内电流方向改变100次。 (4)发电机线圈中产生的电流始终是交流电，如果外电路中使用的是两个铜质圆环，则外电路中的电流是交流电，如果是两个铜质的半环，则外电路中的电流是直流电(半环的作用相当于换向器)。 二、家庭电路及安全用电 1. 家庭电路 (1)进户线:从户外输电线上引进，其中一根叫火线，另一根叫零线。火线与零线之间的电压正常值为220伏，火线和大地之间的电压也为220伏，零线和大地之间的电压为零。 (2)电能表:用来测量用户在某一段时间内消耗电能的多少，通常装在家庭电路的干路上。外面供电线路接入家庭后，首先接到电能表上。 (3)总开关:常用闸刀开关或空气开关，用来控制整个家庭电路的通断。便于检测电路，更换电器设备，装在电能表之后。 (4)熔断器:也叫做保险盒，内含保险丝，用于保护家庭电路的安全。现在家庭中常用一种断路器(“空气开关”)来替代闸刀开关和熔断器。连接时应该串联在火线上，当电路中电流过大时，就会自动切断电路，起到保护电路的作用。 (5)插座:可给移动的用电器供电，插座应并联在电路中。插座一般分为两孔式插座和三孔式插座。 (6)电灯和开关:电灯安装在灯座上用来照明，开关用来控制电灯的亮灭，注意开关一定要接在火线上，且与灯泡串联。 2.测电笔 (1)作用:辨别火线和零线。 (2)结构:如图所示，测电笔主要由笔尖金属体、电阻、氖管、弹簧、笔尾金属体等组成。 (3)使用方法:用手接触测电笔的金属笔夹(或笔尾金属体)，笔尖金属体接触待测导线，若氖管发光，则所测导线为火线；若氖管不发光， 则所测导线为零线。 正确方法:手接触金属笔卡；笔尖金属体接触火线时氖管发光，接触零线时氖管不发光 不正确方法:手未接触金属笔卡，笔尖金属体接触火线时氖管仍不会发光 (4)巧用测电笔 ①用测电笔判断零线断开:正常情况下，测电笔接触火线时才能发光，如果用测电笔检测闭合开关后的电灯(电灯不发光)两端，均能发光，说明家庭电路中进户零线断开。 ②用测电笔判断火线断开:如果用测电笔检测插座的双孔，均不能发光，说明家庭电路中与插座相连的火线断开。 3、熔断器和断路器