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

第十七章 电动机与发电机 17.3 发电机发电的原理 奥斯特实验揭示了电和磁之间的联系后,人们知道了电流周围存在 磁场,即电能生磁。那么,反过来利用磁场能不能产生电流呢?英国物 理学家法拉第经过十年的探索,终于发现了磁生电的条件和规律,进一 步揭示了电与磁的联系,后来据此发明了发电机,开启了电气化时代。 1. 能准确描述电磁感应现象,知道感应电流的产生条件。 2. (重难点)经历实验探究,了解感应电流的方向跟磁感线的方 向、导体切割磁感线运动的方向有关。 3. 知道发电机的功能及组成部分,了解发电机在现代生活中的重 要性和广泛应用。 1. 电磁感应:闭合电路的一部分导体在磁场里做 的运动时,导体中就会产生 。这种现象叫做电磁感应现象,是 由物理学家 发现的。 2. 感应电流:电磁感应现象中所产生的电流,叫做感应电流。感 应电流的方向与 和 有关。 切割磁感线 电流 法拉第 导体运动方向 磁场方向 3. 发电机 (1)原理: 现象。 (2)构造:基本部件是 与 。所产生的感应电流通 常是 ,且电压较 。 (3)能量转化: 能转化为 能。 电磁感应 磁体 线圈 交变电流 高 机械 电 探究电磁感应现象(课标必做) 如图所示,物理小组在做“探究导体在磁场中产生感应电流的 条件”的实验。 序号 开关状态 导体ab运动方向 磁场方向 电流计指针 ① 断开 水平向右 向下 不偏转 ② 闭合 水平向右 向下 向左偏转 ③ 闭合 竖直向下 向下 不偏转 ④ 闭合 水平向左 向下 向右偏转 ⑤ 闭合 水平向左 向上 向左偏转 (1)实验中通过观察 来判断电路中是 否有电流产生。这种方法叫 。 (2)比较①②两次实验可知: 是产生感应电流的一个 条件。 (3)根据②④的实验现象可知:感应电流的方向与导体 有关。 灵敏电流计指针是否偏转 转换法 闭合电路 切割磁感线 方向 (4)保持导体ab运动的方向不变,仅调换磁极,由实验④⑤可知,感 应电流方向与 有关。 (5)上述实验中, 能转化为 能。 (6)如果将蹄形磁体向左运动,导体ab保持不动,电路中 (选 填“能”或“不能”)产生电流。 磁场方向 机械 电 能 (7)若将装置中灵敏电流计换成 ,还可以探究电动机的工 作原理。 (8)实验结束整理器材前,小明不小心碰到了导体ab使其移动速度加 快,他发现灵敏电流计指针的偏转角度增大,这说明感应电流的大小 与 有关;他进一步探究发现导体ab水平移动 的速度不变时,换用磁性更强的磁体,灵敏电流计指针的偏转角度也增 大,这说明感应电流的大小还与 有关。 电源 导体切割磁感线的速度 磁场强弱 如图所示,闭合开关,当导体ab向右运动时,观察到电 流计指针向左偏转,这是 现象;如果对调N、S极,同时 ab向左运动,电流计指针的偏转方向 (选填“改变”或“不变”); 如果导体ab上下运动,电流计指针 (选填“会”或“不会”)偏转。 电磁感应 不变 不会 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,会产生感应电流的是 。 (多选) ACD 发电机的工作原理 [一题多设问]如图是发电机的工作原理图,关于发电机,下列 说法正确的是 。 ①②⑥ ①发电机是利用电磁感应原理工作的 ②发电机是把机械能转化为电能的装置 ③发电机是根据磁场对通电线圈有力的作用的原理制成的 ④发电机是一种用电器,电动机是一种电源 ⑤发电机的线圈中产生的电流是直流电 ⑥发电机产生的感应电流的方向跟线圈转动方向有关,跟磁场方向也有关 ⑦交流发电机由两部分组成,即定子和转子,线圈必须旋转成为转子,这样才能在线圈中产生交流电 把一台手摇发电机跟灯泡连接起来,使线圈在磁场中转动,我们可以通过 来判断电路中是否有电流。如图甲所示,手摇发电机的工作原理是 。把两个发光二极管极性相反地并联起来,并与发电机串联,如图乙所示,转动摇把,发现两个二极管 (选填“同时”或“交替”)发光,说明电路中产生的是 (选填“直流”或“交流”)电。加快线圈的转动速度,灯泡变 (选填“亮”或“暗”)。 灯泡是否发光 电磁感应 交替 交流 亮 (2025 山东)在青岛港的全自动智能化码头,自动导引车 经过布置在地上的磁钉时,会产生感应电流,进而实现精准定位。以下 实验能揭示此原理的是( D ) D 如图甲是发电机的原理示意图,工作时发电机将 能转化为 能。图乙中的“〇”表示导线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),则没有感应电流产生的位置是 (选填“1”“2”“3”或“4”)。 机械 电 1 POS刷卡机的刷卡位置有一个绕有线圈的小铁环制成的 检测头,如图所示。在使用时,将带有磁条的信用卡在刷卡位置刷一 下,检测头的线圈中就会产生变化的电流,刷卡机便可读出磁条上的信 息。在这个过程中利用了 原理,利用这一原理的装置还 有 。(列举一例) 电磁感应 发电机 电磁感应现象 1. 历史上许多重大科学发现源于科学家不懈的实验探究。早在 1831年,有位科学家通过大量实验探究发现了电磁感应现象,这位科学 家是( B ) A. 焦耳 B. 法拉第 C. 牛顿 D. 欧姆 B 2. (2022 广东)图中的a表示垂直于纸面的一段导线,它是闭合电路 的一部分,当a在下列磁场中沿图中所示方向运动时,不会产生感应电 流的是( D ) A B C D D 3. 小明用图示装置探究磁生电现象,当磁体不动,ab向右运动时, 电流表指针向左偏转。要使得电流表指针向右偏转,以下做法正确的是 ( B ) A. ab不动,磁体向下运动 B. 调换磁极,ab向右运动 C. 调换磁极,ab向左运动 D. ab不动,磁体向上运动 B 4. [模型建构]如图是小安同学自制的一个实验装置,他把带绝缘 层的导线绕在塑料管外,导线两端连接着小灯泡,形成闭合电路,塑料 管内封闭一个强磁体(可来回移动),沿图中所示方向来回快速摇动装 置,小灯泡发光。下列说法正确的是( C ) A. 灯丝中电流方向保持不变 B. 此装置与电动机原理相同 C. 摇动得越快小灯泡越亮 D. 该现象类似于电磁铁 C 发电机的工作原理 5. 以下实验装置中能用来解释发电机工作原理的是( C ) C 6. [生活物理]电子车票,也称“无纸化”车票,乘客网上购票后, 将身份证靠近检验口,机器感应电路中就会产生电流,从而识别乘客身 份。下图应用了这一原理的是( D ) D 7. 发电机的工作原理是 ,蹄形磁体附近的导体与灵 敏电流计组成闭合电路,如图所示,现将该导体沿图示箭头方向快速移 动,电路中 (选填“有”或“无”)感应电流产生,若要增大感应电 流,可以 。 电磁感应 有 换用磁性更强的磁铁(或加快导体的运动速度) 8. 如图所示,两根绝缘细线悬挂着的导体ab放在U形磁铁中央, ab两端连接着导线,在虚线框中接入 (选填“灵敏电流 计”或“电池组”)时可以探究电磁感应现象,要完成该实验,闭合开关, 导体ab应 (选填“上下”或“左右”)运动,这就是 (选 填“发电机”或“电动机”)的工作原理。 灵敏电流计 左右 发电机 9. [模型建构]小婷做了一个如图所示的装置,闭合开关,若用外 力使导体ab水平向右运动,则光滑的导体cd (选填“会”或“不会”)运 动起来,此时甲部分应用的原理是 ,该原理是由英国物理 学家 发现的;乙部分的能量转化是 能转化为 能。此装置中,乙部分产生的现象与生活中的 (选填“发电机”或“电动机”)的工作原理是相似的。 会 电磁感应 法拉第 电 机械 电动机 10. 如图是“探究感应电流产生条件”的实验装置。 (1)实验时,通过观察 来判断电路中 是否产生感应电流。 (2)闭合开关,将导体棒AB沿竖直方向快速上下移动,电路中 (选填“会”或“不会”)产生感应电流。 灵敏电流计指针是否偏转 不会 (3)实验后分析可得:闭合电路的部分导体做 运动 时,电路中会产生感应电流。 (4)以下装置和本实验原理相同的是 (填字母)。 A. 电动机 B. 电磁铁 C. 动圈式话筒 切割磁感线 C 11. 如图是课本中的几个实验的插图: (1)图甲说明通电导线的周围存在 ,即电流的 效 应,下列应用这一原理的有 ;图乙说明 ,下列应用这一原理的有 ;图丙演示 了 现象,下列应用这一原理的有 。 ①电风扇 ②发电机 ③电磁起重机 ④电铃 ⑤电 磁继电器 ⑥扬声器 ⑦动圈式话筒 ⑧电饭锅 ⑨磁浮列车 磁场 磁 ③④⑤⑨ 通电导体在磁场 中受到力的作用 ①⑥ 电磁感应 ②⑦ (2)图丁说明电磁铁磁性的强弱跟 有关。 线圈匝数 12. [科学探究]物理老师课堂上组织大家做了有趣的“摇绳发电”实 验。如图,他们将多股导线拧成了长约10米的跳绳,将跳绳的两端与固 定在地面上的灵敏电流计相连,当图中摇绳的同学按 (选填“东 西”“南北”或“任意”)方向站位摇绳时,灵敏电流计的指针左右摆动的幅 度较大。本实验的原理是 现象,这间接说明了地球周围存 在 。 东西 电磁感应 磁场 $