电能的获得和转化

1、2021/3/912021/3/92知识目标： 1、知道大规模生产电能要用发电机； 2、知道发电机是将机械能机械能转化为电能电能的装置，大致了解发电机的结构和工作原理； 3、知道通电导体在磁场中受到力的作用通电导体在磁场中受到力的作用，力的方向与它所在的磁场方向和电流方向有关； 4、知道电动机是将电能电能转化为机械能机械能的装置，大致了解电动机的结构和工作原理电动机的结构和工作原理。2021/3/93知识回顾： 1、1820年4月的一天晚上，丹麦物理学家、化学家奥斯特奥斯特把导线与磁针平行放置后，接通电源时，发现小磁针微微动了一下这一现象说明了什么？ 说明：电流周围存在磁场说明：电流周围存在磁

2、场 电电磁磁2021/3/94 2、1820年，奥斯特发现电流的磁效应引起科学界的轰动。年，奥斯特发现电流的磁效应引起科学界的轰动。许多科学家认为既然许多科学家认为既然“电能生磁电能生磁”为什么为什么“磁不能生电磁不能生电”呢？英国科学家呢？英国科学家法拉弟法拉弟，经过十年不懈的努力，在，经过十年不懈的努力，在1831年发现电磁感应现象。从此带领人类进入了电气化时代。年发现电磁感应现象。从此带领人类进入了电气化时代。 电磁感应现象：电磁感应现象： 当当闭合回路闭合回路的的一部分导体一部分导体在在磁场磁场中中做切割磁感线做切割磁感线运动运动时，导体中就会产生电流，这中现象叫做电磁感应现时，导体中

3、就会产生电流，这中现象叫做电磁感应现象。象。 产生感应电流的条件：产生感应电流的条件： 必须必须同时同时满足满足、 、 、 四个条件，才能产生感应四个条件，才能产生感应电流。电流。2021/3/95想一想想一想： 日常生活中我们是日常生活中我们是如何获得电能的？如何获得电能的？2021/3/96一、电能的获得一、电能的获得风风 力力水水 力力火火 力力太阳能太阳能核核 能能干电池干电池蓄电池蓄电池太阳能电池太阳能电池纽扣电池纽扣电池发发 电电 机机电电 池池电电 能能2021/3/972021/3/98一、电能的获得一、电能的获得 观察发电机的工作状况，思考：观察发电机的工作状况，思考： 1、

4、发电机由哪几部分组成？ 转子（线圈）和定子（磁铁）转子（线圈）和定子（磁铁） 2、解释发电机中产生电流的原理。 电磁感应电磁感应 3、发电机工作时的能量转化。 机械能机械能转化为转化为电能电能 4、为什么电灯忽明忽暗？ 摇动时有快有慢，所以产生的感应电流有大有小摇动时有快有慢，所以产生的感应电流有大有小2021/3/99 人们在生活和生产中的人们在生活和生产中的用电，可分为用电，可分为动力用电动力用电(380V)和和照明用电照明用电(220V)两大类，这两类电路在工两大类，这两类电路在工作时，都存在电能的转化。作时，都存在电能的转化。2021/3/910电灯电灯抽油烟机抽油烟机电扇电扇电车电车

5、2021/3/9111、闭合开关，观察导体会发生什么现、闭合开关，观察导体会发生什么现 象？象？2、改变通入导体的电流方向，重复实验会、改变通入导体的电流方向，重复实验会如何？如何？3、不改变电流的方向，改变通电导体所处、不改变电流的方向，改变通电导体所处的磁场方向，重复实验又如何？的磁场方向，重复实验又如何？4、能量转化？、能量转化？观察通电导体在磁观察通电导体在磁场中的受力情况场中的受力情况2021/3/912从刚才的实验可以得出什么结论？磁场对通电导体具有力的作磁场对通电导体具有力的作用，力作用的方向与用，力作用的方向与磁场方磁场方向向、电流方向电流方向有关。有关。2021/3/913

6、1820年，法国物理学家年，法国物理学家安培安培在大量在大量的实验事实基础上，归纳出的实验事实基础上，归纳出通电导体在磁通电导体在磁场中受到的磁场力场中受到的磁场力的大小的规律，并指出的大小的规律，并指出这是通电导体的磁场与磁铁磁场这是通电导体的磁场与磁铁磁场相互作用相互作用的结果。的结果。 为了纪念安培的贡献，人们把通电导为了纪念安培的贡献，人们把通电导体在磁场中受到的作用力叫做体在磁场中受到的作用力叫做安培力安培力。二、安培力二、安培力 安培力的方向与通电导体所在的安培力的方向与通电导体所在的磁磁场方向场方向以及导体中的以及导体中的电流方向电流方向有关有关2021/3/914 伸开左手，使

7、拇伸开左手，使拇指与四指在同一个平指与四指在同一个平面内并跟四指垂直，面内并跟四指垂直，让磁感线让磁感线手手心，使四指指向电流心，使四指指向电流的方向，这时拇指所的方向，这时拇指所指的就是通电导体所指的就是通电导体所受安培力的方向。受安培力的方向。2021/3/915如果把通电线圈放到磁场中，又会看到什么现象？如果把通电线圈放到磁场中，又会看到什么现象？现象：线圈转动90度摆动几下后停止观察通电线圈在磁场中的转动观察通电线圈在磁场中的转动2021/3/916线圈线圈ab和和cd两段受力的方向相反，且两段受力的方向相反，且不在同一直线上不在同一直线上,线圈就转动。线圈就转动。分析：分析：2021

8、/3/917线圈线圈ab和和cd两段受力方向相反且在同一直线两段受力方向相反且在同一直线上上,大小相等大小相等,成为一对平衡力成为一对平衡力,线圈就不动。线圈就不动。分析：分析：平衡位置平衡位置2021/3/918该实验现象说明什么？该实验现象说明什么？ 通电线圈在磁场中通电线圈在磁场中受到安培力会受到安培力会发生发生转动转动，这就是直流电动机的工作，这就是直流电动机的工作原理。原理。2021/3/919 通过改变电流方向通过改变电流方向或或 改变磁场方向改变磁场方向来改变通电线圈的受力方向，从而来改变通电线圈的受力方向，从而使之沿同一方向连续转动。使之沿同一方向连续转动。 想一想：怎样使线圈

9、在转过平衡位置想一想：怎样使线圈在转过平衡位置后继续沿原来的方向转动下去？后继续沿原来的方向转动下去？ “或或”字告诉我们什么？如果同时改变同时改变电流方向和磁场方向，那么导体的受力方向不变不变。即线圈将无法继续转动下去。2021/3/920 换向器的作用：改变线换向器的作用：改变线圈中的电流方向。圈中的电流方向。2021/3/921定子（磁体）定子（磁体）转子（线圈）转子（线圈）换向器换向器（可使线圈的电流方（可使线圈的电流方向发生改变）向发生改变）电刷电刷2021/3/922 思考：转到什么位置时，线圈中的电流方向发生改变？转思考：转到什么位置时，线圈中的电流方向发生改变？转一周电流改变几

10、次？外部电路中的电流方向有发生变化吗？一周电流改变几次？外部电路中的电流方向有发生变化吗？2021/3/923直流电动机工作原理2021/3/9241 1、要改变直流电动机的转向，可以要改变直流电动机的转向，可以( )A适当改变通过线圈的电流大小适当改变通过线圈的电流大小 B升高或降低电源电压升高或降低电源电压C对调电源两极或对调磁铁的两极对调电源两极或对调磁铁的两极 D对调电源两极同时对调磁铁的两极对调电源两极同时对调磁铁的两极C 2021/3/9252、下列四幅图中能说明电动机、下列四幅图中能说明电动机工作原理的是工作原理的是 （ ）C2021/3/926发电机发电机电动机工作原理工作原理

11、能的转化能的转化3、比较电动机和发电机、比较电动机和发电机电磁感应电磁感应通电线圈在磁场中通电线圈在磁场中转动转动机械能转化为电能机械能转化为电能 电能转化为机械能电能转化为机械能2021/3/9274通电线圈在磁场里处于平衡位置通电线圈在磁场里处于平衡位置时，下列说法中正确的是时，下列说法中正确的是 A磁感线与线圈平面平行，磁感线与线圈平面平行，线圈不受力线圈不受力B磁感线与线圈平面垂直，磁感线与线圈平面垂直，线圈不受力线圈不受力C磁感线与线圈平面平行，磁感线与线圈平面平行，线圈受到平衡力线圈受到平衡力D磁感线与线圈平面垂直，磁感线与线圈平面垂直，线圈受到平衡力线圈受到平衡力 D2021/3

12、/9285、关于通电导体在磁场里受力方向、关于通电导体在磁场里受力方向与电流方向和磁感线方向之间的关系，与电流方向和磁感线方向之间的关系，下列说法中错误的是下列说法中错误的是 A电流方向改变时，导体受电流方向改变时，导体受力方向改变力方向改变B磁场方向改变时，导体受磁场方向改变时，导体受力方向改变力方向改变C电流方向和磁场方向同时电流方向和磁场方向同时改变，导体的受力方向改变改变，导体的受力方向改变D电流方向和磁场方向同时电流方向和磁场方向同时改变，导体的受力方向不变改变，导体的受力方向不变 C2021/3/9291 1、在磁场中的通电导体、在磁场中的通电导体 ( )( )A A、一定受到磁场

13、力的作用、一定受到磁场力的作用 B B、可能受到磁场力的作用、可能受到磁场力的作用C C、一定不受磁场力的作用、一定不受磁场力的作用 D D、以上说法均不正确、以上说法均不正确B2、通电导体和通电线圈在磁场里受到力的通电导体和通电线圈在磁场里受到力的作用而发生运动的时候作用而发生运动的时候, ,消耗了消耗了, ,获得了获得了, ,即即 转化为。转化为。电能电能机械能机械能机械能机械能电能电能2021/3/9304 4、用直流电源供电的电动机叫做、用直流电源供电的电动机叫做_。5 5、直流电动机的构造主要由、直流电动机的构造主要由_、_、_、_组成。其组成。其工作原理是工作原理是_。6 6、换向

14、器在电动机中的作用是、换向器在电动机中的作用是_。7 7、下列说法正确的是、下列说法正确的是 ( )( )A A、电动机是把机械能转化为电能的机器、电动机是把机械能转化为电能的机器B B、电动机是把电能转化为机械能的机器、电动机是把电能转化为机械能的机器C C、直流电动机是利用线圈的转动而产生电流的、直流电动机是利用线圈的转动而产生电流的D D、改变线圈中的电流方向，可以改变电动机线、改变线圈中的电流方向，可以改变电动机线 圈转动的快慢圈转动的快慢直流电动机直流电动机磁体磁体线圈线圈换向器换向器电刷电刷通电线圈在磁场里转动通电线圈在磁场里转动自动改变线圈中电流的方向自动改变线圈中电流的方向A2021/3/9318、直流电动机能持续转动，主要是因为（、直流电动机能持续转动，主要是因为（ ） 线圈的作用线圈的作用 B. 电流的作用电流的作用C. 磁场的作用磁场的作用 D