17.3 发电机为什么能发电（课件）2025-2026学年九年级物理下册沪粤版（2024）

幻灯片 1：封面标题：17.3 发电机为什么能发电副标题：探索机械能到电能的转化背景图：大型发电机实物图与线圈在磁场中转动产生电流的示意图结合，突出 “发电原理” 主题。幻灯片 2：课程引入 —— 生活中的电从哪里来？场景展示：家庭用电、工厂供电、高铁行驶、手机充电的图片，提问：“我们使用的电能是如何产生的？”引出主题：无论是火力发电、水力发电还是风力发电，核心设备都是发电机。发电机能将机械能转化为电能，今天我们就来探究发电机发电的奥秘。学习目标：1. 探究电磁感应现象；2. 理解发电机的工作原理；3. 区分发电机与电动机的异同。幻灯片 3：回顾与对比 —— 电动机与发电机电动机回顾：电动机是根据 “通电线圈在磁场中受力转动” 的原理工作，能量转化是电能→机械能。提出问题：既然电能可以转化为机械能，那么机械能能否转化为电能？如果可以，需要什么条件？实验猜想：可能与线圈、磁场、运动有关（类比电动机的相反过程）。幻灯片 4：实验探究一 —— 电磁感应现象实验装置：蹄形磁体（提供磁场）、矩形线圈（可转动）、灵敏电流计（检测电流）、导线，线圈两端与电流计连接形成闭合回路。实验步骤：将线圈放入磁场中，保持线圈静止，观察电流计指针是否偏转。让线圈在磁场中左右运动（切割磁感线），观察指针是否偏转。改变线圈运动方向或磁场方向，观察指针偏转方向变化。保持线圈运动方向不变，加快运动速度，观察指针偏转幅度变化。实验现象：线圈静止时指针不偏转；线圈运动切割磁感线时指针偏转（有电流产生）；改变运动或磁场方向，指针偏转方向相反；运动速度越快，指针偏转幅度越大。幻灯片 5：电磁感应现象的定义与条件定义总结：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。产生条件：电路必须闭合（形成通路）。部分导体要在磁场中做切割磁感线运动（运动方向与磁感线不平行）。发现者：英国物理学家法拉第在 1831 年发现了电磁感应现象，为发电机的发明奠定了基础。幻灯片 6：感应电流的影响因素方向影响因素：磁场方向：磁感线方向改变，感应电流方向改变。导体运动方向：切割磁感线的方向改变，感应电流方向改变。大小影响因素：磁场强弱：磁场越强，感应电流越大（其他条件不变）。运动速度：导体切割磁感线的速度越快，感应电流越大。线圈匝数：匝数越多，感应电流越大（相当于多个导体同时切割）。幻灯片 7：发电机的基本构造构造示意图：标注发电机的主要组成部分：定子（固定的磁体，提供磁场）、转子（转动的线圈）、滑环、电刷。各部分作用：定子磁体：提供稳定的磁场。转子线圈：在磁场中转动切割磁感线，产生感应电流。滑环与电刷：将线圈产生的电流传递到外部电路（与电动机的换向器不同，滑环是两个完整圆环，不改变电流方向）。幻灯片 8：发电机的工作原理 —— 动态演示工作过程分步展示：线圈初始位置：与磁场方向平行，两边垂直切割磁感线，感应电流最大。线圈转动 90°：与磁场方向垂直（平衡位置），不切割磁感线，感应电流为零。线圈继续转动 90°：再次与磁场方向平行，两边反向切割磁感线，感应电流反向最大。线圈转动 360°：完成一周转动，电流方向周期性变化一次，形成交变电流。电流变化图像：展示感应电流随时间变化的正弦曲线，体现交流电的特点。幻灯片 9：交流电与直流电交流电（AC）：定义：大小和方向都随时间周期性变化的电流。特点：家庭电路中使用的是交流电，频率为 50Hz（每秒变化 50 次），电压为 220V。发电机直接产生的电流为交流电。直流电（DC）：定义：大小和方向不随时间变化的电流（如电池提供的电流）。转换：交流电可通过整流装置（如二极管）转换为直流电。幻灯片 10：发电机的能量转化能量流程：输入能量：机械能（如汽轮机的机械能来自燃料燃烧、水轮机来自水流势能、风车来自风能）。转化过程：机械能→线圈转动的动能→电磁感应产生电能。输出能量：电能（部分转化为内能损耗）。实例说明：水力发电机中，水流推动水轮机转动（机械能），带动发电机线圈转动，最终产生电能。幻灯片 11：发电机与电动机的对比对比项目电动机发电机工作原理通电线圈在磁场中受力转动电磁感应现象能量转化电能→机械能机械能→电能主要构造定子、转子、换向器、电刷定子、转子、滑环、电刷外部供电需要电源供电不需要电源（产生电流）应用场景电风扇、电动车等发电站、应急发电机等幻灯片 12：发电机的分类与应用分类简介：交流发电机：产生交流电，应用最广泛（如发电站主力发电机）。直流发电机：通过换向器将交流电转换为直流电（如老式汽车发电机）。应用场景：火力发电站：利用燃料燃烧的热能驱动汽轮机带动发电机。水力发电站：利用水流势能推动水轮机发电。风力发电场：利用风能带动风车叶片转动发电。应急发电机：在停电时通过内燃机带动发电机提供电能。幻灯片 13：电磁感应现象的其他应用动圈式话筒：声音振动带动线圈在磁场中运动，产生感应电流，将声能→电能。电磁感应式充电器：无线充电利用电磁感应原理，初级线圈电流变化产生磁场，次级线圈感应出电流。磁悬浮列车制动：利用电磁感应产生涡流，形成阻力实现制动（电磁阻尼）。幻灯片 14：课堂小结核心原理：发电机基于电磁感应现象工作，闭合电路的线圈在磁场中转动切割磁感线产生感应电流。关键结论：感应电流产生条件：闭合电路、部分导体切割磁感线。电流方向由磁场方向和线圈转动方向决定。能量转化：机械能→电能。发电机产生的是交流电，通过滑环和电刷输出。科学意义：电磁感应现象的发现实现了电能的大规模生产，推动了电气化时代的到来。幻灯片 15：课堂练习题目 1：发电机的工作原理是______，即闭合电路的一部分导体在磁场中做______运动时，导体中会产生电流。题目 2：感应电流的方向与______方向和______方向有关；感应电流的大小与______、______、______有关。题目 3：发电机工作时，能量转化是______能转化为______能。题目 4：下列设备中利用电磁感应原理工作的是（ ）A. 电动机 B. 发电机 C. 电磁铁 D. 电铃答案：1. 电磁感应现象；切割磁感线 2. 磁场；导体运动；磁场强弱；运动速度；线圈匝数 3. 机械；电 4. B幻灯片 16：课后作业作业 1：绘制交流发电机的结构示意图，并标注各部分名称及作用。作业 2：为什么发电机工作时线圈转动一周，感应电流的方向会变化一次？结合线圈切割磁感线的方向分析。作业 3：设计一个简单的实验，验证 “感应电流的大小与磁场强弱有关”，写出实验器材、步骤和预期现象。作业 4：查阅资料，了解太阳能发电机的工作原理，与传统发电机相比有哪些优势和不足。2024沪粤版物理九年级下册17.3 发电机为什么能发电第十七章 电动机与发电机授课教师： . 班 级： . 时 间： . 1.知道产生感应电流的条件2.知道电磁感应现象的原理及其应用3.知道发电机的工作原理及能量转化你知道我们日常生活中使用的电能来自哪里吗？电厂里面最核心的部件就是发电机【实验】让我们自己来发电进行实验：仔细观察如图所示的手摇式发电机，用导线把它与小灯泡、开关连接起来。试一试，怎样才能使小灯泡发光。【活动】拆开发电机将发电机模型拆开，看一看它的内部结构。想一想：发电机的主要部件有哪些？磁体线圈发电机模型是不是有点眼熟，你想起来了什么？电动机里面也有着这两个主要部件！【实验】探究电磁感应现象设计实验：要研究发电机产生电流的条件，我们也可以对其进行简化，你还记得研究电动机时我们是如何简化的吗？回想刚才电动机发电的过程，猜想线圈和磁体怎样才会产生电流呢？请设计出你的实验装置。进行实验：1.当单根导线或线圈的一边在磁场中静止不动时，仔细观察，灵敏电流计的指针会偏转吗？2.单根导线或线圈的一边在磁场中做怎样的运动时，灵敏电流计的指针才会偏转呢？如果平行于磁感线运动，会发生偏转吗？3.改变磁场两级或者反向运动，指针偏转方向会改变吗？实验结论：闭合电路的一部分导体在磁场中做________磁感线的运动时，导体中就会产生电流。电流的方向与____________和___________________________有关。磁场的方向切割分析上述实验结果，可以得到什么结论？导体切割磁感线运动的方向思考：如果把磁感线想象成一根根实实在在的线，把导线想象成一把刀，你能说出产生电流的条件吗？电磁感应：由于导体在磁场中运动而产生电流的现象。感应电流：电磁感应现象中所产生的电流。在1821—1831年间，法拉第进行了多次实验，发现了电磁感应现象。根据这个发现，后来发明了发电机，使人类大规模用电成为可能，开辟了电气化的时代。实验：这样能产生感应电流吗？试一试。你认为发生电磁感应现象的条件是什么？电磁感应现象中发生了怎样的能量转化？1.闭合电路。2.导体在磁场中做切割磁感线运动。机械能转化为电能再来观察模型发电机，你能用电磁感应现象来说明它的工作原理吗？导体运动出磁场之后，电流就消失了，怎样才能得到持续的电流呢？让线圈在磁场中转起来！直流电动机的工作原理交流电动机的工作原理实际的电动机比较复杂，但是基本部件仍是是磁体与线圈。它的磁体是转动的电磁铁，线圈嵌在由硅钢片制成的槽中。当转子转动时，定子中的线圈便会切割磁感线而产生感应电流。法拉第的伟大发现与科拉顿的“跑”失良机 认识发电机1.如图所示是实验室用的手摇发电机，把发电机跟小灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，小灯泡会发光，该过程中的能量转化是______能机械电线圈转化为____能。通过观察发现，发电机与电动机的结构类似，主要部件是______和磁体。 探究电磁感应现象2.[2024·蚌埠模拟] 在学习电和磁的相关知识时，利用如图所示的实验装置进行了探究。闭合开关，则以下对该实验的说法正确的是( )  √ 电源(2) 实验中若要改变感应电 对调磁极(或改变导体做切割磁感线的运动方向)流的方向，你的做法是____________________________________________ (写一种方法即可)。3. 如图所示，小明用线圈、条形磁铁和灵敏电流计等来验证电磁感应现象，下列不能使灵敏电流计指针发生偏转的操作是( ) DA.线圈不动，磁铁快速向上B.线圈不动，磁铁快速向下C.磁铁不动，线圈快速向上D.线圈和磁铁同时同速向上 发电机的工作原理及应用4.[2024·淮安月考] 如图所示为发电机的工作原理图，则下列说法中正确的是( ) A.发电机是利用电流的磁效应工作的B.线圈在磁场中转动时一定会产生感应电流C.线圈在转动过程中，若产生了感应电流，则电流大小是变化的D.线圈在转动过程中，若产生了感应电流，则电流方向是不变的√5.[2023·池州一模改编] 我国的“双尾蝎”无人机配有两台发动机和发电机，这样的配置使得“双尾蝎”具备了较强的用电支持和较高的系统可靠性、飞行安全性。发电机的原理与____(填“甲”或“乙”)图相同。甲甲乙6. [2024·黄山模拟] 无线充电是一种新型的手机充电技术，如图甲所示。目前较成熟的无线充电技术原理是：电流流过送电线圈产生磁场，受电线圈靠近该磁场时就会产生电流，给智能手机充电，如图乙所示，受电线圈处用到的物理原理是__________。电磁感应甲乙2星题 情景应用 感应电流发电机法拉第8.[2024·安徽中考] 如图为动圈式话筒的简化示意图。磁铁固定在适当的位置，线圈与膜片相通，声波可使膜片左右振动从而DA.磁场对通电导线的作用B.电流的热效应C.电流的磁效应D.电磁感应带动线圈振动，线圈中就产生电流，实现声信号到电信号的转变。其工作原理是 ( ) 9.[2024·株洲模拟] 在科学晚会上，小明所在的科技小组展示了一个“隔物推物”的节目，其原理如图所示，甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两线圈通过导线连接构成一个闭合电路。用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动。对于这个过程，下列说法正确的是( ) A.甲线圈相当于用电器，乙线圈相当于电源B.推动甲线圈摆动时机械能转化为电能C.乙线圈随之摆动时机械能转化为电能D.乙线圈摆动是电磁感应现象√ 推动甲线圈摆动的过程中甲线圈做切割磁感线运动，闭合的回路中有感应电流产生，是发电机的工作原理，工作时将机械能转化为电能；乙线圈随之摆动，乙线圈摆动的原理是通电导体在磁场中受力的作用，是电动机的工作原理，工作时将电能转化为机械能，所以甲线圈相当于电源，乙线圈相当于用电器。 甲乙 下 3星题 思维提升  ①②③④发电机为什么能发电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→电能和内能谢谢观看！