2022-2023学年人教版九年级物理全一册20.5磁生电课件.pptx

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第5节磁生电
复****引入
电动机
磁场对通电导线的作用
电动机的基本构造
磁生电
奥斯特发现电流的磁效应之后,许多科学家都在思索:既然电流能产生磁,那么磁能否产生电呢?英国物理学家法拉第在10年中做了多次探索,1831年终于取得突破,发现了利用磁场产生电流的条件和规律。法拉第的发现,进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系。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。
磁生电
今天,无论我们日常生活中使用的电还是工农业生产中使用的电,大多是由电网提供的,是从发电厂里的发电机中产生的,经过远距离的传输,到达工厂、农村、学校和家庭。火力发电中,是汽轮机带动发电机;水力发电中,是水轮机带动发电机;风力发电中,是风车带动发电机。无论是火力发电、水力发电还是风力发电,都是通过发电机发电的。那么发电机是如何发电的?
实验探究
实验探究1:探究什么情况下磁可以生电
什么情况下磁场里的导线中能够产生电流?如图所示,在蹄形磁体的磁场中放置一根导线,导线的两端跟电流表连接。
导线跟电流表组成了闭合回路。怎样才能使回路中产生电流?可以进行各种尝试,例如,让导线在磁场中静止,换用不同强度的永磁体;让导线在磁场中静止,但不用单根导线,而用匝数很多的线圈,使导线在磁场中沿不同方向运动。
实验结果
分析实验中看到的现象,就能知道闭合电路中产生电流的条件了。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,表达起来可能会方便些。闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流(见右图)。这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫作电磁感应(electromagneticinduction),产生的电流叫作感应电流(inductioncurrent)。
发动机
发电机怎样发电呢?如图所示是实验室用的手摇发电机。把一台手摇发电机跟灯泡连接起来,使线圈在磁场中转动,可以看到灯泡会发光。这表明,电路中有了电流。如果把手摇发电机跟电流表连接起来,线圈在磁场中转动时,可以看到电流表的指针随着线圈的转动而左右摆动。这个现象表明,发电机发出的电流的大小和方向是变化的。
演示
一、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?
二、观察发电机转速对小灯泡亮度的影响:取下电流表,但仍然保持小灯泡和发电机连接。用不同速度摇动转轮,观察灯泡亮度的变化。
三、检验手摇发电机电流方向的变化:把两个发光二极管极性相反地并联起来,并与发电机串联(见右图)。转动摇把,观察二极管的发光情况。
发动机
其实,右图是一个最简单的发电装置的示意图。当导线向左运动时,电流表指针偏转,表明电路中产生了电流;当导线向右运动时,电流表指针向另一方向偏转,表明产生了另一方向的电流。如果导线左右往复运动,电流表指针来回摆动,电路中产生的是交变电流,简称交流。交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内周期性变化的次数。我国电网以交流供电,频率为50Hz。
发动机
在发电机中,用连续转动的线圈代替往复运动的导线。为了把线圈中产生的感应电流输送给用电器,还要用铜环和电刷把线圈和用电器连接起来。
实际的发电机比模型式发电机复杂得多,但仍是由转子(转动部分)和定子(固定部分)两部分组成的。大型发电机发的电,电压很高、电流很强,一般采取线圈不动、磁极旋转的方式来发电,为了得到较强的磁场,要用电磁铁代替永磁体。