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17 3发电机为什么能发电 城市夜景 电饭煲 电磁起重机 车间一角 所有的电能都来自发电厂 它们都离不开发电机 认识发电机 用导线将电池 小灯泡 电流表 开关连接成闭合电路 把手摇发电机 小灯泡接入电路 转动手柄使线圈在磁场里转动 小灯泡发光 说明电路中有电流通过小灯泡 磁铁和线圈两个主要部件构成 发电机的主要部件有哪些 探究电磁感应现象 奥斯特实验 电生磁 磁生电 通电的导体在磁场中会受到力的作用 受到力作用的导体在磁场中运动会不会产生电呢 制定计划和设计实验 器材 磁铁 灵敏电流计 导线等 如何利用磁场获得电流 问题1 探究电磁感应现象 实验条件 指针摆动情况 实验电路图 1 开关断开 电路断路 无论导线做何运动 不摆动 2 3 4 5 开关闭合 电路通路 导线保持静止 不摆动 开关闭合 电路通路 部分导线只做上下运动 不摆动 开关闭合 电路通路 部分导线只做左右运动 摆动 开关闭合 电路通路 部分导线做左右斜向运动 摆动 进行实验和收集证据 分析与论证 结论 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时 导体中就会产生感应电流 这种现象叫电磁感应现象 感应电流方向与导体切割磁感线运动方向和磁场方向有关 1 只改变导体切割磁感线运动方向 感应电流方向改变了 2 只改变磁场方向 感应电流方向改变了 3 同时改变导体切割磁感线运动方向和磁场方向 感应电流方向不变 英国物理学家法拉第开始进行磁生电的探究 经过10年不懈努力 终于在1831年发现了磁也能生电电磁感应现象中产生的电流叫做感应电流在电磁感应现象中能量的转化 机械能转化为电能 产生电磁感应条件 电磁感应现象 磁生电 磁生电 的条件 1 电路必须闭合 2 闭合电路至少要有一部分导体在磁场里运动 3 导体的运动方向必须与磁感线相交 能产生感应电流的是 CD 科拉顿 跑失良机 请帮科拉顿分析失败的原因 并为其改善实验方案 组成 磁体 线圈 电磁感应现象的主要应用是发电机 发电机 原理 电磁感应现象 法拉第 奥斯特 磁生电 电生磁 世界第一台发电机 发电机的构造 实际发电机 实用交流发电机 实际的交流发电机 结构比较复杂 但主要由转子 转动部分 和定子 固定部分 两部分组成 转子由水轮机 汽轮机或内燃机来带动 大型发电机发出很高的电压和很强的电流 要采用线圈不动 磁极旋转的方式发电 这种发电机叫做旋转磁极式发电机 大型旋转磁极式发电机 能够提供几千伏到上万伏的电压 功率可达几十万千瓦 甚至百万千瓦以上 为了得到较强的磁场 要把线圈嵌在定子铁心槽里 还要用电磁铁代替永久磁铁作转子 发电机都是利用 原理制成 能量转化关系是 转化 火力发电厂 核电站 长江三峡水电站 风力发电 转化 转化 转化 转化 电磁感应 其他形式的能 电能 内能 电能 电能 电能 电能 核能 机械能 风能 550MW大型发电机组转子吊装 火电厂中的汽轮机组 宁波市镇海火电厂 三峡工程图 交流电的产生 1 交流电 周期性改变方向的电流 2 交流电的周期和频率 1 交流电完成一次周期性变化需要的时间 叫交流电的周期 2 1秒内交流电完成周期性变化的次数叫交流电的频率 3 周期和频率互为倒数 4 我国交流电周期秒 频率赫兹 0 02 每秒钟改变方向次 100 50 动圈式话筒动圈式话筒的膜片与线圈固定在一起 线圈套在磁铁上 当对着话筒讲话时 声音使膜片振动 膜片带动线圈也一起振动 于是线圈中产生了随声音变化的电流 应用 亲身体验 在微型电扇的插头处接一只电流表 用手旋转叶片 我们可以发现什么 小结 电磁感应 决定感应电流方向 在磁场中做切割磁感线运动 闭合回路部分导体 产生感应电流条件 磁场方向 导体切割磁感线运动方向 应用 发电机 交流电 电流大小 方向随时间周期性变化 能量转化 机械能 电能和内能 练习 1 2 B A 习题 3 4 D C 17 3电磁感应第2课时 电动机是一种高效率 低污染的动力设备 下面四幅实验装置图中 对电动机有直接影响的是 A 如图所示 在磁场中悬挂一根导ab 把它的两端跟检流表连接起来 闭合开关 不能使检流表指针偏转的做法是 A 导体ab不动 磁体向右运动B 磁体不动 导体ab向右运动C 磁体不动 导体ab竖直向上运动D 磁体不动 导体ab斜向上运动 C 图13是 探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 实验装置 闭合开关后 铜棒AB电流表 开关组成闭合电路 1 要使电流表指针发生偏转 选择一种可行的操作 2 使铜棒AB上下运动 电流表指针能否发生偏转 铜棒AB向右运动 不能 3 要使电流表指针偏转方向发生改变 可以采取两种方法 方法一 方法二 4 感应电流的大小除了与铜棒运动速度有关以外 还和 有关 改变铜棒的运动方向 改变磁场的方向 磁场的强弱 图14是电学中很重要的两个实验 其中甲图装置是研究 的实验 乙图装置是研究 的实验 通电导体在磁场中受力作用 电磁感应现象 2010年浙江台州 如图 风速计是由风叶和改装的电流表构成 风速越大 风叶转动越快 电流表读数也越大 下图与这一过程的工作原理相同的是 B 2010年广东广州市 如图6所示 在蹄形磁体的磁场中放置一根与螺线管连接的导体棒ab 当ab棒水平向右运动时 小磁针N极转至右边 可使如图6所示位置的小磁针N极转至左边的操作是图7中的是 2010年山东潍坊 如图所示的装置中 纸片上粘着线圈 线圈的两端用导线引出 接在能测微小电流的示波器上 线圈放在磁体的磁极附近 当你对着线圈大声说话时 示波器上有波形出现 即产生电流 则 A 产生的电流是感应电流B 此装置能把声音信号转变成电信号C 若线圈绕中心轴转动 示波器一定有波形出现D 若线圈绕中心轴转动 示波器一定无波形出现 2010黑龙江哈尔滨 同学们做实验的装置如图所示 闭合开关 先将导体ab水平向右移动 导体cd也随之运动起来 可知 实验装置左侧运用的原理是 实验装置右侧产生的现象在生活中的应用是 举 个实例 图15是法拉第发明的能够产生持续电流的机器 发电机 金属圆盘可以看成是由无数根长度等于圆盘半径的导线组成的 金属圆盘在磁极间不断转动 每根导线都在做切割磁感线运动 从而产生持续的电流 某校探究小组仿制了这个发电机装置 如图16 对影响电流大小的因素进行如下探究 当圆盘转速增大时 电流表指针偏转增大 说明电流大小跟 有关 保持圆盘转速不变 换用一个半径更大的金属圆盘 发现电流表指针偏转更大 说明电流大小还跟 有关 保持圆盘转速不变 换用 发现电流表指针偏转更大 说明电流大小跟磁场强弱有关 如图是动圈式麦克风的结构示意图 当你对着它说话或唱歌时 人声带由于而产生的声音 通过传播到膜片 使膜片以及与膜片相连的线圈在磁场中运动 线圈的这种运动能产生随着声音变化而变化的 线圈在运动中能量的转化情况是 是如图12所示 某物理兴趣小组的同学 用较长的软电线两端与灵敏电流计两接线柱连接起来 两同学拿着电线的两处 分别站在地面上的东西方向 象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 请你利用学过的物理知识解释这个现象 绳系卫星 如图11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 这一现象中能量的转化情况是 由以上探究可知 感应电流产生的条件 说法正确的是A 只要闭合电路中有磁场就会产生感应电流B 只有闭合电路中的磁场变强时才能产生感应电流C 只有闭合电路中的磁场变弱时才能产生感应电流D 只要闭合电路中的磁场发生变化就能产生感应电流 如图l所示 abcd是一个 U 型金属导轨 pq是一根金属棒 可以在金属导轨上滑动 金属导轨处于一个蹄形磁铁中 一重物通过定滑轮的细绳与金属棒相连 整个装置置于水平桌面上并处于静止状态 当重物开始下落且pq在磁场内运动的过程中A 回路中有电流 此过程电能转化为机械能B 回路中无电流 此过程电能转化为机械能C 回路中有电流 此过程机械能转化为电能D 回路中无电流 此过程机械能转化为电能 小雨通过学习了解到火力发电厂 吃 的是煤 发 的是电 在整个发电过程中 能量转化的情况如下 请你帮她在方框中填入相应的能量形式 为核电站发电流程图 在核电站的发电过程中 从核能到电能 图中所示的转化顺序正确的是A 核能 化学能 机械能 电能B 核能 内能 机械能 电能C 核