17.3 发电机发电的原理 课件-2025-2026学年物理沪粤版九年级下册

该初中物理课件围绕“电动机与发电机”主题，系统梳理了电磁感应现象的发现过程、实验探究方法及发电机工作原理，通过“静止不动→切割磁感线运动”的对比实验设计，构建从现象到规律的认知支架，层层递进引导学生理解能量转化本质。 其亮点在于深度融合科学探究与物理观念，以典型实验（如改变转轮速度观察灯泡亮度变化）强化学生对“切割磁感线产生感应电流”的直观认知，体现模型建构与科学推理的核心素养。小结部分明确指出发电机将机械能转化为电能，并结合火力发电、水力发电等真实情境深化能量观念，帮助学生建立物理知识与生活应用的联系。教师可借此提升课堂实效，学生则能在动手实践中发展质疑创新意识和科学思维能力。

第十七章　电动机与发电机 17.3　发电机发电的原理 2022年课程标准 学习目标 1.探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。了解电磁感应在生产生活中的应用。 2.了解发电机的工作 原理。 1.通过实验了解电磁感应现象。通过实验探 究知道感应电流方向跟磁场方向和切割磁感 线方向有关。 2.分析发电机的工作原理。 3.对电动机和发电机进行对比学习，区分清 楚电动机和发动机的工作原理。 知识点1　认识发电机 1. 问题：我们的生产和生活都离不开电，那么大家知道电是怎么产 生的吗？ 2. 演示实验：手摇发电机发电 (1)认识手摇发电机的结构：发电机与电动机类似，主要部件也是两 个： 和 ⁠。 (2)用手摇发电机发电：用力转动摇把，使线圈在磁场中转动起来，观察 到小灯泡 ，说明电路中有了 ⁠。 线圈　 磁体　 发亮　 感应电流　 课堂导学 (3)用不同速度摇动转轮，观察灯泡亮度的变化。 摇动速度越快，灯泡越 ，说明线圈运动速度越快，产生的感应电 流越 ⁠。 (4)观察手摇发电机电流方向的变化。 把手摇发电机跟电流表连接起来，线圈在磁场中转动时，可以看到电流 表的指针随着线圈的转动而 (选填“稳定在某一个位置”或 “左右摆动”)。这个现象表明手摇发电机产生的电流的大小和方向 是 (选填“不变”或“变化”)的。 亮　 大　 左右摆动　 变化　 课堂导学 知识点2　电磁感应现象 1. 问题：我们已经知道电能生磁了，那么磁能否生电呢？ 2. 分析：早在19世纪初，英国物理学家法拉第就已经提出“磁能生电” 的研究课题，并进行了整整10年坚持不懈的努力，经历了一次又一次的 失败，终于在1831年成功地利用磁场获得了电流，发现了 ⁠ 现象。法拉第的这一发现进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系。 电磁感应　 课堂导学 3. 实验1：探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。 实验器材：灵敏电流计、蹄形磁铁、单根导线、方形线圈、铁架台、开 关、导线若干。 实验步骤： (1)按图甲连接好电路。(注意：灵敏电流计应 联在电路中，为了使 实验效果明显，用图乙中方形线圈ab段代替图甲中AB导线接到电路中) 串　 课堂导学 (2)闭合开关，按下表的方式让方形线圈ab段导线运动起来，观察每种运 动状态时灵敏电流计指针的偏转情况，记录实验现象在表格中。 序号 导线在磁场中的运动情况 灵敏电流计指针的偏转情况 1 静止不动 不偏转 2 竖直上、下运动 不偏转 3 水平前、后运动 不偏转 4 水平左、右运动 偏转 5 斜向上、下运动 偏转 6 导线不动，蹄形磁铁水平左右运动 偏转 课堂导学 4. 概括：不是任何运动方式都能产生感应电流。把磁感线想象成一根根 线，把导体AB想象成一把刀，当导体AB做 ⁠运动时才能产 生感应电流。而且无论谁动，只要导体AB切割磁感线就能产生 ⁠ ⁠。 切割磁感线　 感应电 流　 课堂导学 5. 实验2：产生的感应电流方向与什么因素有关？ (1)让导线AB在如图磁场中向左运动，灵敏电流计的指针向 ⁠偏 转。保持磁场的方向不变，让导线AB变为向右运动，我们看到灵敏 电流计的指针向 偏转。说明：感应电流的方向与 ⁠ 方向有关。 (2)让导线AB在如图磁场中向左运动，灵敏电流计的指针向 偏转。 仍然让导线AB向左运动，但把蹄形磁铁的N、S极对调，改变磁场的方 向，我们看到灵敏电流计的指针向 偏转。说明： 感应电流的方向与 方向有关。 右　 左　 切割磁感 线　 右　 左　 磁场　 课堂导学 6. 小结：(1) 电路的一部分导体在磁场中做 ⁠运动 时，导体中就会产生电流，这就是著名的电磁感应现象。它是由英国物 理学家 发现的。根据这一现象，后来人们还发明了发电机， 导致了电能的大规模生产和利用，开辟了电气化的时代。 (2)电磁感应现象中产生的感应电流的方向跟 ⁠ 和 有关。 闭合　 切割磁感线　 法拉第　 切割磁感线的方向　 磁场方向　 课堂导学 【典例1】小明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”。 (1)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。 左右　 (2)导体棒不动，闭合开关，磁体上下运动，灵敏电流计的指针 ⁠ (选填“会”或“不会”)发生偏转。 不会 课堂导学 (3)断开开关，无论磁体如何放置、导体棒怎样运动，灵敏电流计的指针 都不发生偏转。由此小明得出结论：闭合电路的一部分导体在磁场中 做 运动时，电路中就会产生感应电流。 (4)小明进一步猜想，感应电流的大小可能与导体运动速度和磁场强弱有 关。为了探究感应电流的大小与磁场强弱是否有关，他应进行的操作 是 ⁠ ⁠。 切割磁感线　 让导体棒以相同的速度，在强弱不同的磁场中做切割磁感线运动， 比较灵敏电流计的指针偏转的角度　 课堂导学 【变式1】在图中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部 分。它在磁场中按箭头方向运动时，能够产生感应电流的是(　D　) D 课堂导学 知识点3　发电机的工作原理 1. 分析：(1)观察如图甲所示的交流发电机原理图，线圈在外力作用下转 动起来，如图瞬间ab向下切割磁感线，产生感应电流，转过半圈后，ab 变成向 切割磁感线，此时产生的感应电流方向和图中 ⁠。 该发电机产生的是交变电流，简称交流电。 上　 相反　 课堂导学 (2)交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内周期性变化的次数。单位 是 ，符号为 。我国电网以交流供电，频率为 ⁠。 赫兹　 Hz　 50 Hz　 课堂导学 2. 概括：发电机发电的过程是能量转化的过程。 (1)手摇发电机：人的 能转化为转子的 能，发电机又 把 能转化为 能。 (2)火力发电：发电机靠内燃机带动。燃料燃烧把 ⁠能转化 为 能，内燃机把 能转化为 能，带动发电机转子转 动，实现把 能转化为电能。 (3)水力发电(图乙是原理图)：上游水在下落过程中把 ⁠能转化 为 能。在强大水流的冲击下，水轮机旋转，带动发电机转子转 动，从而实现把 能转化为电能。 3. 小结：(1)发电机工作原理： 现象。 (2)发电机将 能转化为电能。 机械　 机械　 机械　 电　 化学　 内　 内　 机械　 机械　 重力势　 动　 动　 电磁感应　 机械　 课堂导学 【典例2】如图是发电机的工作原理图，图中电表为灵敏电流计，L是一 个手柄，可以带动线圈在磁场中转动。下列说法正确的是(　C　) C A. 发电机的原理是电流的磁效应 B. 线圈转动到图示位置时会产生感应电流 C. 线圈转动过程中灵敏电流计的指针左右偏转 D. 发电机工作过程中，主要将电能转化为机械能 课堂导学 【变式2】如图是一种常用的动圈式话筒。当你对着动圈式话筒说话时， 声波使膜片和与膜片相连的线圈振动，线圈在磁场中做 ⁠ 运动，同时能产生随着声音的变化而变化的 ，这是 ⁠ 现象。动圈式话筒的工作原理与 相同，扬声器的工作原 理与 相同。(后两空均选填“电动机”或“发电机”) 切割磁感线　 电流　 电磁感 应　 发电机　 电动机　 课堂导学 1. 电路的一部分导体在磁场中做 运动时，导体 中就会产生电流，这就是著名的电磁感应现象。它是由英国物理学 家 发现的。根据这一现象，后来人们还发明了发电机，导致 了电能的大规模生产和利用，开辟了电气化的时代。 2. 电磁感应现象中产生的感应电流的方向跟 ⁠ 和 有关。 3. 发电机的工作原理： 现象。 4. 发电机将 能转化为电能。 闭合　 切割磁感线　 法拉第　 切割磁感线的方向　 磁场方向　 电磁感应　 机械　 课堂笔记 1. 如图所示是小东探究“什么情况下磁可以生电”的实验装置，ab是一 根直铜丝，通过导体与电流表的“3”和“－”两接线柱相连，当把ab向 右运动时，并未发现电流表指针明显偏转，你认为最可能的原因是 (　B　) A. 没有感应电流，指针不偏转 B. 感应电流太小，无法使指针明显偏转 C. 应把ab改为向左运动 D. 应把ab改为迅速上下运动 B 课堂评价 2. 下列实验装置中，使导体AB或蹄形磁铁沿箭头方向运动(没有箭头表 示静止)，能产生感应电流的是(　C　) C 课堂评价 3. 如图甲是发电机的原理示意图，图乙中的“ ”表示图甲中的导体 ab(沿导体由b往a看)，当导体ab在磁场中从①位置沿虚线转动到④位置的 过程中(运动方向已用箭头标出)，会产生感应电流的位置是(　B　) A. ①③④ B. ②③④ C. ①②④ D. ①②③④ B 课堂评价 4. 实验课上某小组同学开展了一系列电磁方面的实验探究。 (1)用图甲装置验证电流可以产生磁场。开关闭合前，小磁针静止时指向 与导线平行。闭合开关，观察到 的现象，说明电流可以 产生磁场，根据这一原理制造了 ⁠。 小磁针偏转　 电磁铁　 课堂评价 (2)如图乙，实验中将金属导体棒ab放在磁场中两根平行的金属导轨上， 闭合开关，导体棒ab向右运动；电源正负极对调，闭合开关，导体棒ab 向左运动。该实验得出的结论是 ⁠ ， (选填“发电机”或“电动机”)就是利用该现象制 作的装置。 通电导线在磁场中受力方向与电流方 向有关　 电动机　 4. 实验课上某小组同学开展了一系列电磁方面的实验探究。 课堂评价 (3)图丙是探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的装置，导体 AB、开关、灵敏电流计用导线连接组成回路。闭合开关，让导体AB在磁 场中 (选填“竖直上下”或“水平左右”)运动，发现电流计 的指针偏转，这是电磁感应现象。 (选填“发电机”或“电动 机”)就是利用该现象制作的装置。 水平左右　 发电机　 4. 实验课上某小组同学开展了一系列电磁方面的实验探究。 课堂评价 5. 如图所示为玩具小风扇里的小直流电动机。 (1)小明同学将电池接到该直流电动机的两端，看到电动机转动起来，电 动机的工作原理是 ；小明将电池反向接 到电动机两端，看到电动机 (选填“原方向旋转”“不转 动”或“反向旋转”)。 通电线圈在磁场中受力转动　 反向旋转　 课堂评价 (2)学习了电磁感应知识后，小明同学想到：“直流电动机线圈转动时也 切割了磁感线，那么线圈中是否也会产生感应电流呢？”于是小明将一 个小灯泡连在直流电动机两端，用手搓动转轴，发现小灯泡并未发光。 小红同学认为，这说明直流电动机不会产生感应电流。你是否同意小红 的看法： ；你认为小灯泡不亮的原因可能是 ⁠ ⁠。 不同意　 产生的感应电 流太小　 5. 如图所示为玩具小风扇里的小直流电动机。 课堂评价 $