19.2 发电机是怎样工作的（教学课件）-2026-2027学年沪科版物理九年级全一册

该初中物理课件围绕发电机工作原理展开，涵盖电磁感应、交变电流、能量转化及构造等核心知识。课堂导入从法拉第电磁感应现象切入，通过提问发电机原理和能量转化问题，衔接旧知并搭建学习支架，引导学生进入新课学习。 其亮点在于注重科学探究与科学思维培养，通过手摇发电机实验观察电流变化，结合原理示意图分析交流电产生规律，对比电动机与发电机差异构建电磁转化模型。联系火力、水力等实际发电方式渗透科学态度与责任，课后小结系统梳理知识，助力学生巩固，也为教师教学提供清晰框架。

第十九章 电能从哪里来 第二节 发电机是怎样工作的 目录 01 新课导入与核心素养 03 课堂练习 02 新课讲解 04 课后小结 新课导入与核心素养 第一部分 01.新课导入 人们利用法拉第发现的电磁感应现象发明了发电机。 那么，发电机的工作原理是怎样的？ 发电机发电过程中，能量是如何转化的？ 01.核心素养 知道发电机利用电磁感应原理工作，了解发电机的基本构造，认识交流电的特点，知晓机械能转化为电能的能量过程。 【物理观念】 【科学思维】 【科学探究】 【科学态度与责任】 能对比发电机与电动机的原理、能量转化差异，分析线圈转动过程中电流方向的变化规律，建立电磁转化模型。 通过观察发电机工作演示实验，分析线圈在磁场中的转动状态与电流变化的关系，归纳交流电的产生规律。 了解水力、风力、火力发电的原理，认识电能对社会发展的重要作用，树立节约能源、绿色用电的意识。 01.教学重难点 1. 发电机的工作原理与能量转化； 2. 交流电的产生与基本特点。 教学重点 教学难点 1. 理解线圈转动过程中电流方向周期性变化； 2. 准确区分发电机与电动机的工作原理。 新课讲解 第二部分 02.新课讲解 1. 实验探究：手摇发电机的发电情况 （1）观察与实验 发电机怎样发电？以手摇发电机为例学习。 ①观察模型式手摇发电机的构造 磁极是什么形状的？线圈是通过哪些装置和灯泡连接起来的？ 摇把是通过什么带动线圈转起来的？ ②摇动手柄时，你观察到什么现象？这说明什么问题？ ③将小灯泡换成小量程电流表，缓缓地摇动手柄，你发现了什么现象？说明了什么问题？ 一、发电机的工作原理 02.新课讲解 手轮 磁铁 线圈 小电灯 电刷 换向器 （2）观察结果 ①手摇发电机的主要构造 磁铁形状是蹄形磁铁 ；线圈是通过电刷与灯泡（或发光二极管）串联的；摇把是通过皮带带动线圈转动起来的。 02.新课讲解 ②摇动手柄时，观察到小灯泡闪烁发光。如果快速摇动轮盘时，会观察到灯泡更亮。说明摇动转轮的转速越大，灯泡发光越亮。 ③将小灯泡换成小量程电流表，缓缓地摇动手柄，会观察到电流表指针左右来回摆动，这说明该发电机产生的电流的方向在改变。 02.新课讲解 （1）交变电流：线圈在磁场中转动时，产生的感应电流的大小和方向随时间发生周期性变化，这种电流叫作交变电流。 （2）交流电的频率：我们日常生活中使用的交变电流每秒钟完成50个周期性变化。即交流电的频率为 f=50/s=50Hz 周期为T=0.2s （3）交流发电机：发电机线圈在转动过程中，线圈中电流的大小和方向重复发生相同的变化，这种变化叫作周期性变化，这种发电机叫作交流发电机。 2. 交变电流 02.新课讲解 （1）发电机主要构造 磁铁、线圈abcd、铜环K和L、电刷A与B等。 （2）主要部分作用 ①磁铁：用来产生磁场； ②线圈abcd转动时，切割磁感线，产生感应电流； ③铜环：两个铜环随线圈一起转动，与外部电路组成一闭合回路； ④电刷：感应电流通过电刷流出。 3. 交流发电机 磁铁 铜环 电刷 线圈abcd 02.新课讲解 （3）交流发电机工作原理示意图 导线ab边向左运动，cd边向右运动，不切割磁感线，没有电流。 线圈转过半周时，ab边向右运动，cd边向左运动，不切割磁感线，没有电流。 导线ab边向上切割磁感线，cd边向下切割磁感线，产生感应电流。外部电流方向为B到A。 B A 甲 乙 丙 丁 导线ab边向下切割磁感线，cd边向上切割磁感线，产生感应电流。外部电流方向为A到B。 B A 02.新课讲解 甲 乙 丙 丁 ①图甲和图丙中导线运动方向和磁感线方向平行，不切割磁感线，没有电流产生。 ②图乙和丁中导线切割磁感线，有电流产生，但切割磁感线的方向相反，所以电流方向相反。每当经过磁感线与线圈平面垂直的位置时，线圈中的电流方向改变一次，线圈转一周，电流方向改变两次。 ③线圈不停转动，产生的电流交替往复，形成持续的电流。 02.新课讲解 4. 实际发电机的构造与能量转化 （1）构造 主要有磁体、线圈、铜环和电刷四个基本组成部分。概括地讲是由定子（固定部分）和转子（转动部分）两部分组成。实际上大型发电机多采用线圈不动、磁极旋转的方式来发电，叫旋转磁极式发电机。 转子 定子 大型发电机安装转子 02.新课讲解 机械能 电能 （2）发电机的能量转化 从能量转化的角度看，发电机是一种将机械能转化为电能的装置。在发电的过程中，由于线圈存在电阻以及转动系统存在摩擦，因此还有部分能量转化为内能。 02.新课讲解 项目 直流电动机 交流发电机 原理图 原理 构造 能量转化 在电路中的作用 区分方法 5.电动机与发电机比较 通电线圈在磁场中受力转动 电磁感应 与电刷接触的是铜半环 与电刷接触的是铜环 电能转化为机械能 机械能转化为电能 用电器 电源 通电转动 转动生电 02.新课讲解 二、发电机与能量转化 发电机是一种把其他形式的能转化为电能的装置。 核能发电 火力发电 水力发电 02.新课讲解 1.能量转化： 燃料的化学能 水和水蒸气的内能 发电机转子的机械能 电能 2.火力发电的优缺点 （1）优点：原材料易获得，设备简单不受客观因素的影响。 （2）缺点：燃烧大量的煤、石油等燃料，这些都是不可再生的；燃料燃烧还会产生大量的二氧化碳、含硫的气体和粉尘等，污染环境。 火力发电 02.新课讲解 1.能量转化： 水的机械能 水轮机的机械能 发电机 转子的机械能 电能 2.水力发电的优缺点 （1）优点：是对自然资源的综合利用，对环境没有污染。 （2）缺点：其发展受地理位置和自然条件变化的影响。 水力发电 02.新课讲解 核能发电是在核反应堆中利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的。 1.能量转化： 核能 水和水蒸气的内能 发电机转子的机械能 电能 2.核能发电的优缺点 （1）优点：用料省,运输方便,污染小。 （1）缺点：原材料比较少,结构比较复杂。 核能发电 02.新课讲解 其他发电措施 海浪发电: 地热发电: 风力发电: 太空发电: 机械能 电能 内能 电能 机械能 电能 太阳能 电能 “风车田” 课堂练习 第三部分 03.课堂练习 1．下列设备中，工作原理与其他三个不同的是(      ) A.发电机 B.动圈式话筒 C.电动机 D.变压器 C 解析：发电机的原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能；动圈式话筒声音使膜片振动，带动线圈在磁场中运动，产生感应电流，也是利用电磁感应现象；电动机利用通电导体在磁场中受力运动的原理，将电能转化为机械能；变压器利用电磁感应现象来改变电压。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 03.课堂练习 2．如图为一种防灾应急手摇电筒。中部固定有线圈，沿着筒身方向摇动电筒，使其内部的小物块来回穿过线圈，灯泡发光。小物块可能是(      ) A.木块 B.石块 C.铜块 D.磁铁块 D 解析：由题意可知，该手摇电筒内中部有线圈，当沿着筒身方向摇动电筒时，为了使灯泡发光，应使线圈在磁场中做切割磁感线运动，因此该电筒内还应该有磁铁，故小物块可能是磁铁块。 03.课堂练习 3．如图所示，将两个发光二极管极性相反地并联起来，并与手摇发电机串联。摇动转轮，使线圈在磁场中转动，可观察到两个发光二极管会________（填“交替”或“同时”）发光，这说明线圈上产生的是_________（填“直流电”或“交流电”）。 交替 交流电 解析：由于发光二极管具有单向导电性，所以把两个发光二极管极性相反地并联起来，并与发电机串联，使线圈在磁场中转动，两个发光二极管交替发光，表明发电机产生的电流的方向是变化的，故是交流电。 课后小结 第四部分 04.课后小结 原理：电磁感应 发电机 交变电流：周期性改变方向和大小的电流 能量转化：机械能转化为电能 构造：定子、转子和其他部分 发电装置 火力发电 水力发电 核能发电 ······ 感谢观看 THANKS $