第五节 发电机（教学课件）物理新教材北师大版（北京）九年级全一册

第十七章 电磁相互作用 物理九年级全一册 •北师大版（北京） 第五节 发电机 学习目标 01 02 03 04 物理观念 理解电磁感应现象，能准确阐述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；认识发电机的基本工作原理，即利用电磁感应将机械能转化为电能。 科学思维 通过对电磁感应实验现象的观察、分析和归纳，培养逻辑思维能力，能从实验数据和现象中总结出电磁感应的条件和规律。 科学探究 经历探究磁生电条件的实验过程，学习提出问题、作出假设、设计实验、进行实验、收集证据、解释与交流等科学探究方法。 科学态度与责任 体会科学家法拉第等在探索电磁感应现象过程中坚持不懈、勇于创新的科学精神，培养严谨认真、实事求是的科学态度。 重点难点 教学重点 教学重点 电磁感应现象的原理及产生感应电流的条件，这是理解发电机工作原理的基础；发电机的基本工作原理，包括其能量转化过程，是本节课的核心知识。 从微观角度理解电磁感应现象中磁场与导体相对运动产生感应电流的本质原因。 A B 观察：电流表指针是否偏转 现象：电流表指针偏转不明显 　　有可能是电流太小或方法不对。 探究新知 4 灵敏电流计 增强磁场 线圈 　　如果是因为电路中产生的电流太小，你有什么办法改进实验？ 探究新知 灵敏电流计 探究新知 6 线圈运动 情况 灵敏电流计指针 偏转情况 向上运动 向下运动 向右运动 向左运动 斜向右上运动 斜向左下运动 静止 探究新知 7 不偏转 不偏转 不偏转 向左偏转 向右偏转 向左偏转 向右偏转 线圈运动 情况 灵敏电流计指针 偏转情况 向上运动 向下运动 向右运动 向左运动 斜向右上运动 斜向左下运动 静止 探究新知 8 线圈 直导线 探究新知 9 当导体运动方向与 磁感线方向平行时, 无电流产生。 探究新知 10 当导体运动方向与 磁感线方向垂直时, 有电流产生。 探究新知 11 当导体运动方向与 磁感线向斜交时, 有电流产生。 探究新知 12 导体做切割磁感线运动， 有电流产生。 探究新知 13 探究新知 　　把磁感线想象成一根根线，导线想象成一把刀。 　　1．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象是电磁感应现象。 　　2．电路中产生的电流叫做感应电流。 一、电磁感应现象 探究新知 法拉第（Michael Faraday，1791—1867）， 英国物理学家、化学家，19世纪电磁学领域中最伟大的实验物理学家。 法拉第13岁时在伦敦一家书店当装订学徒，使他有机会接触各类书籍。 　　1813年，法拉第成为著名化学家戴维的助手，从此走上科学研究的道路。在1821—1831年间，法拉第进行了多次实验，发现了电磁感应现象。 探究新知 感应电流的方向可能与导体切割磁感线的方向有关 可能与磁场的方向有关 探究新知 17 探究1：感应电流的方向与导体切割磁感线的方向是否有关？ 控制磁场方向不变 观察灵敏电流计指针的偏转方向 改变导体的运动方向 实验记录表格： 磁场的方向 导体切割磁感线的方向 灵敏电流计指针偏转方向 向下 向左 向下 向右 探究新知 18 结论：感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关。 磁场的 方向 导体切割磁感线的方向 灵敏电流计指针偏转方向 向下 向左 向左 向下 向右 向右 探究新知 19 探究2：感应电流的方向与磁场的方向是否有关？ 控制导体切割磁感线的方向不变 观察灵敏电流计指针的偏转方向 对调蹄形磁铁的磁极位置 磁场方向向下 磁场方向向上 实验记录表格： 导体切割磁感线的方向 磁场的方向 灵敏电流计指针偏转方向 向左 向上 向左 向下 探究新知 20 结论：感应电流的方向与磁场的方向有关。 导体切割磁感线的方向 磁场的方向 灵敏电流计指针偏转方向 向左 向上 向右 向左 向下 向左 探究新知 21 思考： 如图所示，把一个线圈和灵敏电流计连成闭合回路，在条形磁体进入线圈和离开线圈的过程中，闭合回路中会有电流产生吗？ 探究新知 22 线圈与磁铁之间产生相对运动 导体做切割磁感线运动 产生感应电流 指针向左偏转 探究新知 23 指针向左偏转 指针向右偏转 指针向右偏转 指针向左偏转 v v v v 感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关。 探究新知 24 指针向左偏转 指针向右偏转 指针向右偏转 指针向左偏转 v v v v 感应电流的方向与磁场的方向有关。 探究新知 25 指针向左偏转 指针向右偏转 指针向右偏转 指针向左偏转 v v v v 结论：感应电流的方向与导体切割磁感线 的方向、磁场的方向有关。 探究新知 26 3．电磁感应现象的应用 变压器 自行车测速器 不用电手电筒 探究新知 各种各样的发电机 风力发电机 水力发电机 火力发电机 便携式发电机 探究新知 28 手摇发电机 磁铁 线圈 手柄 探究新知 29 现象：小灯泡亮度变化。 线圈转得越快，小灯泡越亮，产生的电流越大。 探究新知 30 结论：手摇发电机产生的电流大小是变化的。 线圈转动慢， 灵敏电流计指针偏转较小， 产生电流较小。 线圈转动快， 灵敏电流计指针偏转较大， 产生电流较大。 探究新知 31 现象：灵敏电流计的指针偏转方向发生变化。 手摇发电机发出电流的方向是变化的。 探究新知 32 把两个发光二极管极性相反地 并联起来，并与发电机相连。 单向导电性 实验： 探究新知 33 1．交变电流 　　交流发电机产生的电流是交变电流，简称交流。 　　在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率。 　　我国电网以交流供电，频率50赫兹。 在每秒钟内电流方向变化了100次 探究新知 2. 发电机的构造： 铜环 电刷 磁铁 线圈 探究新知 35 　　当线圈在前半周转动时，电流表指针偏转，表明电路中产生了电流；当线圈在后半周转动时，切割磁感线方向相反，电流表指针偏转方向相反。 铜环 电刷 3. 发电机的工作过程： 探究新知 4. 发电机的工作原理： 电磁感应 探究新知 37 大型发电机安装转子 小型发电机一般采用磁极不动、线圈旋转的方式发电； 大型发电机一般采用线圈不动、磁极旋转的方式发电。 5. 发电机的种类： 探究新知 38 火力发电 风力发电 水力发电 探究新知 风力发电机 6.发电机发电的过程是机械能转化为电能的过程。 水力发电机 火力发电机 探究新知 40 大国工程：世界上最大型的海上风力发电机SL5000 整个海上风力发电项目投入运行以来，已经累计发电将近12亿度，和火力发电相比，少使用了54万吨标准煤。 探究新知 41 太阳能发电——光伏发电 近10年来，中国的光伏高速发展，10年以来，光伏发电的成本下降超过90%。中国光伏新增装机量已经连续6年位居全球第一，累计装机规模已连续4年位居全球第一。 太阳能路灯 太阳能电源 太阳能小车 探究新知 42 动圈式话筒 声音使膜片振动 膜片带动线圈振动， 做切割磁感线运功 线圈中产生感应电流 感应电流的大小随声音的 变化而变化 电流信号经扩音机放大后 传给扬声器 原理：电磁感应 探究新知 43 科学·技术·社会——磁记录 录音机通过磁带是如何记录、播放声音呢？ 变化的电流 声音 变化的磁场 磁粉被磁化 探究新知 44 某物理兴趣小组的同学，用一根较长的软电线两端与灵敏电流计两接线柱连接起来。如图所示，两同学手持电线分别站在地面上的东西方向，像跳绳一样在空中不停地摇动电线，可看到灵敏电流计的指针发生偏转。这是 现象。 探究新知 1.如图甲所示，转动发电机的摇把，灯泡发光，这种线圈在磁场中转动时产生电流的现象叫____________；图乙中把两个发光二极管极性相反地并联起来，与发电机串联，转动摇把，两个二极管交替发光，说明电路中产生的是____________。 电磁感应 交变电流 甲 乙 课堂练习 课堂小结 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf58.28.100 $$