广东省惠州市惠东县港口中学九年级物理下册 16.3 发电机为什么能发电学案 沪粤版.doc

三、发电机为什么能发电一、情景引入自从奥斯特发现了电流的磁效应之后，不少人都在探究：既然电流能产生磁场，那么磁场能否产生电流呢？当时科学家们相信磁也应该能够生电。法拉第为此冥思苦想了十年。他做了许多次实验结果都失败了。直到1831年年底，他才取得了巨大的突破，他发明了一种电磁电流发生器，这就是最原始的发电机。这时的法拉第不仅作出了跨时代的贡献而且奠定了未来电力工业的基础。从此，人类从“蒸汽时代”步入了“电气时代”。发电机为什么能发电？今天，我们象法拉第一样来进行科学探究吧。二、教材研究 问题1发电机的主要部件有哪些？ 请你观察手摇发电机模型，并动手让发电机发电，请回答：发电机主要由什么部件组成？问题2发电机为什么能发电？磁怎样才能产生电？请学习法拉第那样进行科学探究，应找什么器材？怎样设计实验？怎样进行实验？请阅读课本p11-12“探究电磁感应现象”，并亲自动手做做。（当遇到困难时千万别灰心，要象法拉第那样坚持不懈，直至找到“磁生电”为止。）（1）如课本图16-16（a）、（b）所示，把一根导线的两端或线圈分别连接在灵敏电流计的两个接线柱上，组成一个闭合的电路，让这根导线或线圈静止不动，观察电流计（表）的指针是否偏转。（2）试着让导线上下运动（图16-16a），前后运动，电流计的指针偏转了吗？（3）试着让导线左右运动，电流计的指针偏转了吗？（4）调换磁铁两极的位置（改变磁场的方向），或者使单根导线或线圈的一边反向运动，灵敏电流计的指针偏转方向是否发生变化？分析上述实验结果，请回答：闭合电路的一部分导体在磁场里做 运动时，导体中就会产生电流，电流的方向跟 和 有关。这个现象叫做 现象，产生的电流叫 电流。三、典例分析如图所示的装置中，金属棒pq用两根细软导线连接后悬挂在蹄形磁铁之间，把单刀双掷开关s掷向“1”时，是演示 的现象；开关s掷向“2”时，是演示 的现象。解析：开关s掷向“1”时，导体与电源相连，通电导体在磁场中会受到力的作用，电能转化为机械能，即消耗了电能，得到机械能，因此该实验是演示电动机的工作原理的。当开关s掷向“2”时，导体与电流表相连组成一个闭合电路，只要磁场中的导体做切割磁感线运动时，就会产生感应电流，机械能转换为电能，因此该实验是演示电磁感应现象的。 答案：通电导体在磁场中受力 电磁感应现象四、达标训练1.首先发现电磁感应现象的科学家是 （ ）a.伏特 b.法拉第 c.欧姆 d.安培2.下列说法正确的是 （ ）a.发电机是根据通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的b.发电机工作是将其他形式的能转化为电能c.电磁铁磁性强弱与通过电磁铁线圈的电流大小有关d.电磁铁中电流方向改变其磁性强弱也改变3.你认为以下现象中，属于电磁感应现象的是 （ ）a.通电的线圈产生磁场b.磁体周围的磁感线从磁体的北极出发回到南极c.通电线圈在磁场中受力发生转动d.闭合电路中的线圈在磁场中转动产生电流4.关于产生感应电流的条件，下面说法正确的是 （ ）a.任何导体在磁场中运动都产生感应电流b.只要导体在磁场中做切割磁感线运动，导体中都能产生感应电流c.闭合电路的一部分导体，在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流d.闭合电路的一部分导体，在磁场里沿磁感线方向运动时，导体中就会产生感应电流5.要改变电磁感应中感应电流的方向，以下方法正确的是 （ ）a.改变导体切割磁感应线的方向b.改变导体切割磁感应线的速度c.改变导体的粗细d.改变导体所处磁场的强弱图16-156.李明利用如图16-15所示实验装置探究电磁感应现象，他把装置中的直铜线ab通过导线接在量程为3a的电流表的两接线柱上，当让ab迅速向右运动时，并未发现电流表指针明显偏转，你认为最可能的原因是 （ ）a.感应电流太小，无法使指针明显偏转b.铜线ab太细，换用铜棒进行实验便能使指针明显偏转图16-16c.ab运动方向不对，应将ab改为向左运动d.ab运动方向不对，应将ab改为上下运动7.如图16-16所示，将一根条形磁铁插入线圈时，与之相连的灵敏电流计的指针会发生偏转，在这个闭合电路中， 相当于电源，这一现象中能量和转化情况是 。8.图16-17是小明同学为了探究闭合电路的一部分导体在磁场中运动时，产生感应电流方向与哪些因素有关的实验情景（图中箭头表示导体的运动方向），请分析比较，填写下面的结论：a.比较图a和b，导体运动方向不变时，说明 方向与 方向有关。b.比较图b和c，磁场方向不变时，说明 。c.比较图a和c，说明当导体运动方向与磁场方向同时改变时， 。d.由图d可得出结论，当导体运动方向与磁场方向 时，不能产生感应电流。图16-17图16-189.如图16-18所示是研究电磁感应现象的装置，实验时，将开关闭合，保持导体ab不动，检流计的指针不偏转；让导体ab在两磁极间左右水平运动，检流计的指针发生偏转，除了上述现象外，你在利用这套装置做实验时，还可以观察到哪些现象？至少写出两个。(1) 。(2) 。10.将小电动机与小灯泡按如图16-19所示的电路连接，在小电动机转轴上绕线，然后用力拉线，使电动机转动，在电动机转动过程中，小灯泡发光，该现象中 （ ）电产生了磁，使电动机转动 磁产生了电，使小灯泡发光 电动机是电源 转速越快，灯泡越亮图16-19a. b. c. d.11.阅读下面短文。会发光的电磁跷跷板图16-20小明制作了如图16-20（a）所示的电磁跷跷板参加学校的科技活动，该电磁跷跷板是在两端封闭的透明塑料管中放有一块磁性很强的磁铁，塑料管外绕有金属丝作为线圈。在线圈两端并联两只发光二极管（符号），其电路如图16-3-16（b）所示，二极管具有单向导电性，电流只能从二极管的正极流入，负极流出，演示时，将塑料管上下翘动，磁铁便在线圈中左右移动，相当于线圈导体在磁场中做切割磁感线运动，这时会看见两只发光二极管轮流发光。请回答下列问题：（1）电磁跷跷板中发光二极管轮流发光是根据 原理工作的， 也是根据这一原理工作的（填“电动机”或“发电机”）。（2）电磁跷跷板上下翘动时，为什么发光二极管会轮流发光？五、中考试题1如图所示，是王浩同学探究感应电流方向与哪些因素有关的实验情景（图中箭头表示导体的运动方向），下列说法中正确的是（ ）a.比较图（a）和图（b）可知，感应电流的方向与磁场方向有关b.比较图（b）和图（c）可知，感应电流的方向与磁场方向无关c.比较图（a）和图（c）可知，感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向有关d.由图（d）可以得出结论，感应电流的方向跟导体是否运动无关解析：本题考查感应电流方向跟磁场方向和导体运动方向有关，是一个实验操作题，图（a）和图（b）说明了当磁场方向变了，感应电流的方向也变了；图（b）和图（c）说明导体运动方向变了，感应电流的方向也变了；图（a）和图（c）说明感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向变了，电流方向没有发生变化；而图（d）说明导体没有切割磁感线运动。答案：a图16-212如图16-21是一种环保型手电筒。使用时，只要来回摇晃手电筒，使永磁体在手电筒中的两个橡胶垫之间来回运动，灯泡就能发光，而且来回摇晃得越快，灯泡就越亮。这种手电筒是根据_现象制成的，其获得电能的过程是_能转化为电能。解析：本题是有关发电机的工作原理以及发电机工作时能量之间的转化；不带电池的环保型手电筒能发光，说明有电源存在，从图中可看到在来回摇晃过程中线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生了感就电流；从而将机械能转化为电能。答案：电磁感应 机械点评：此题考查学生对知识的掌握及其应用，若学生不能联系知识是很难回答的；目的是了解学生对知识的掌握，只要能联系到电动机或发电机就能找到其答案。3如图16-22是探究电磁感应现象的实验装置。用绝缘线将导线ab悬挂在蹄形磁铁的磁场外，闭合开关后，在下面的实验探究中，电流表的指针是否偏转。（选填“偏转”或“不偏转”）：（1）磁体不动，使导体ab向上或向下运动，并且不切割磁感线。电流表的指针 。（2）导体ab不动，使磁体左右运动。电流表的指针 。图16-22（3）导体ab和磁体一起运动，并且保持相对静止，电流表的指针 。解析：判断闭合电路的一部分导体在磁场中运动是否能产生感应电流，关键是看导体是否做切割磁感线运动，其中切割既包括导体的运动方向和磁感线方向垂直的正切割，也包括导体运动方向与磁感线方向成一定角度的斜切割，当导体运动方向和磁感线平行时，导体不能切割磁感线，也不会产生感应电流；当导体与磁体都运动并且保持相对静止，其实质导体并没有做切割磁感线运动，所以不能产生感应电流。答案：（1）不偏转 （2）偏转 （3）不偏转点评：此题考查的是学生通过探究实验掌握产生感应电流的条件，在已知电路是闭合的情况下，必须注意的是导体在什么情况下才做切割磁感线运动，不管是磁体运动不是导线运动，只要能使导线切割磁感线，那么就能产生感应电流，否则是不能使电流表指针发生偏转的。六、课堂测评1.通过前两节课的学习，结合拆装发电机，我们发现发电机和电动机一样，其主要部件也是两个，一个是 ，另一个是 。2.电动机工作时把 能转化为 能；发电机工作时把 能转化为 能。3.闭合电路的 导体在磁场中做 运动时，导体中产生电流的现象叫电磁感应现象，在电磁感应现象中，导体里感应电流方向跟 的方向和 的方向有关。4、电磁感应现象是指（ ）a、 电流产生磁场的现象b、 磁场对电流有作用力的现象c、 利用磁场产生电流的现象d、 一切磁与电相互联系的现象5、下列说法正确的是（ ）a、 导体在磁场中运动就能产生感应电流b、 闭合电路的一部分是导体在磁场中运动就一定能产生感应电流c、 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动，一定能产生感应电流d、 闭合线圈在磁场中做切割感线的运动一定能产生感应电流6、下列电器设备中，利用电磁感应现象制成的是（ ）a、电磁起重机 b、发电机c、电动机 d、电磁继电器7、唱卡拉ok时要用到话筒（麦克风），话筒的种类很多，其工作原理是：当你对着话筒说话或唱歌时，产生的声音使膜片 ，与膜片相连的线圈也跟着一起在做 ，线圈在磁场中的这种运动，能产生随声音变化而变化的 ，经放大后，通过扬声器便可以还原成声音。8、在研究电磁感应的实验中，如果是下列问题，会是怎样的情况？（1）导体不动，移动u形磁铁，导体中还能有电流吗？（2）切割磁感线是指导体运动的方向必须与磁感线成90度角吗？如果是锐角，钝角行不行？三、发电机为什么能发电四、达标训练1. b2. b3. d4. c5. a6. a7.线圈 机械能转换为电能解析：本题是电磁感应现象的另一种形式，即磁极运动，线圈不动，线圈中也可产生感应电流，因此线圈相当于电源。8.a 、感应电流 磁场 b、感应电流方向与导体切割磁感线方向有关 c、感应电流方向不变 d、平行9.本题可能的答案如：（1）导体ab向左或向右水平运动时，检流计指针的偏转方向相反；（2）导休ab斜向上或斜向下运动时，检流计的指针发生偏转；（3）导体ab竖直上下运动（平行于磁感线）时，检流计的指针不偏转；（4）保持导体ab不动，磁体左右运动，检流计的指针偏转；（5）将开关断开，无论ab怎样运动，检流计指针不偏转。解析：本题是一道开放型试题，是对“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”实验过程的考查，解题时可从题中所提供的现象出发，拓展到实验过程中可能观察到的其他各种现象检流计是否偏转及偏转方向的变化情况。我们可以从以下几个方面思考：导体不动，磁铁运动；导体运动的方向不同；平行于磁感线、切割磁感线；改变磁感线方向等等。10. d11.（1）电磁感应 发电机 （2）因为当磁铁向低处滑动时，磁铁穿过闭合线圈，线圈相对在做切割磁感线运动，产生感应电流，此时，电流通过两个二极管中的一个（二极管具有单向导电性），故该二极管