沪粤版九年级物理下册同步教案 发电机为什么能发电

17.3 发电机为什么能发电
◇教学目标◇
【知识与技能】
1.了解电磁感应现象，知道感应电流的方向与哪些因素有关。

2.了解发电机的工作原理。

【过程与方法】
1.通过实验，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件，运用控制变量法探究感应电流的方向与哪些因素有关。

2.观察和体验发电机是怎样发电的。

【情感·态度·价值观】
1.认识自然现象之间是相互联系的，认识科学研究方法的重要性。

2.在探究电磁感应的活动中，体会科学探索的曲折过程，体验科学发现的喜悦。

◇教学重难点◇
【教学重点】
电磁感应现象及其探究过程。

【教学难点】
探究电磁感应现象，总结归纳产生感应电流的条件。

◇教学过程◇
一、新课导入
用多媒体展示发电厂或大型发电机的图片。

现代社会生活和生产都离不开电，这些电都是发电机产生的。

发电机为什么能够发电?这节课我们就来研究这个问题。

二、教学步骤
探究点1 认识发电机
[阅读课本]P31“活动1 让我们自己来发电”
[思考]发电机在电路中相当于什么?
[提示]发电机在电路中相当于电源。

[阅读课本]P32“活动2 拆开发电机”
[思考]发电机的主要部件有哪些?
[提示]发电机与电动机的结构相似，都是由线圈、磁体等组成，分为转动部分(转子)和固定部分(定子)。

探究点2 探究电磁感应现象
[阅读课本]P32“活动3 探究电磁感应现象”
[思考]发电机产生电流需要满足怎样的条件?
[提示]可能需要让线圈在磁场中运动(或转动)。

[思考]导体在磁场里运动一定会产生电流吗?
[提示]运用简化的方法设计实验，检验这一猜想。

[思考]课本P32图17-16两种实验装置，你认为哪一种实验装置较好呢?
[提示]运用课本图17-16(b)装置进行实验较好。

因为用图17-16(a)装置进行实验时产生的电流太小，不容易检测出电流。

[思考]当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?
[提示]灵敏电流计的指针不会发生偏转。

[思考]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?
[提示]线圈的一边在磁场中做切割磁感线运动时，灵敏电流计的指针才会偏转。

[思考]如果线圈的一边平行于磁感线运动，灵敏电流计的指针会偏转吗?
[提示]如果线圈的一边平行于磁感线运动，灵敏电流计的指针不会发生偏转。

[阅读课本]P33“闭合电路的一部分导体在磁场里……叫做感应电流。

”
[思考]什么是电磁感应现象?电磁感应现象中产生的电流叫做什么电流?
[提示]闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时，导体中才会产生电流，这就是电磁感应现象，电磁感应现象中产生的电流叫感应电流。

[思考]分析实验现象，你认为产生感应电流必须具备哪些条件?
[提示]产生感应电流的条件如下:①电路是闭合的;②一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。

[习题]如图中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分，它在磁场中按箭头方向运动时，下列哪种情况不会产生感应电流( )
[分析]磁极间的磁感线是从N极指向S极，由图可知，选项A、B、C中的导体运动时都会切割磁感线，所以会产生感应电流;只有D选项中导体运动时没有切割磁感线，所以不会产生感应电流，D项正确。

[答案]D
[思考]改变磁铁两极的位置(改变磁场的方向)，或者使线圈的一边反向运动，灵敏电流计的指针偏转方向是否改变?
[提示]改变磁铁两极的位置(改变磁场的方向)，或者使线圈的一边反向运动，灵敏电流计的指针偏转方向发生了改变。

[思考]感应电流的方向与哪些因素有关?
[提示]电流的方向与磁场方向和线圈切割磁感线运动的方向有关。

[阅读课本]P33“有同学提出……请试一试”
[思考]能不能用线圈和条形磁铁做探究电磁感应现象的实验?教师演示下图所示用线圈和条形磁铁做探究电磁感应现象的实验，学生观察。

[提示]线圈不动，磁体动也能够让线圈切割磁感线，产生感应电流。

[习题]如图所示，将一根金属棒ab与灵敏电流计组成闭合电路，让金属棒在磁场中做运动时，灵敏电流计指针发生偏转，说明有感应电流产生。

如果让金属棒反方向运动时，发现灵敏电流计指针的偏转方向与刚才，说明感应电流方向与金属棒的运动方向(选填“有关”或“无关“)。

[分析]当导体在磁场中运动时，只要金属棒在磁场中做切割磁感线的运动，就会产生感应电流，由右手定则可知，感应电流方向与金属棒的切割方向有关，故金属棒运动方向相反时，灵敏电流计的偏转方向也会反向。

[答案]切割磁感线相反有关
探究点3 发电机的工作原理
[阅读课本]P33“电磁感应现象的发现……说明它的工作原理吗?”
[思考]发电机的工作原理是什么?
[提示]发电机的工作原理是电磁感应现象。

[思考]发电机在工作时能量转化的形式是怎样的?
[提示]发电机工作时将机械能转化成电能。

[阅读课本]P34“实际发电机比模型发电机要复杂得多……电压较高。

”
[思考]发电机的内部结构是怎样的?
[提示]实际发电机比模型发电机的结构要复杂得多，但主要由转子(电磁铁)和定子(线圈)两部分组
成。

[思考]发电机产生的电流是直流电，还是交流电?
[介绍]工业上使用的发电机通常是由水轮机、汽轮机或内燃机等带动转子的转动将机械能转化成电能的，所产生的感应电流通常都是交变电流(交流电)，且电压较高。

大型发电机由于电流较大，所以不能使用电刷，一般采用线圈不动、磁极旋转的方式来发电。

[习题]关于发电机，下列说法正确的是( )
A.发电机是根据电磁感应现象制成的，是将电能转化成机械能的装置
B.发电机是根据电流的磁效应制成的，是将机械能转化成电能的装置
C.发电机产生感应电流的方向跟线圈转动方向有关，跟磁感线的方向无关
D.发电机产生感应电流的方向跟线圈转动方向有关，跟磁感线的方向也有关
[分析]发电机是利用电磁感应现象的原理制成的，且所产生的感应电流的方向与导体的运动方向和磁场的方向有关，D项正确。

[答案]D
[阅读课本]P35“信息浏览”和P36“课外活动”
[思考]电动机可以变为发电机吗?动圈式话筒是根据什么原理工作的?
[提示]当电动机里的线圈在做切割磁感线运动时，这时电动机就变成了发电机。

动圈式话筒是根据电磁感应现象原理来工作的。

[习题]1.如图是动圈式话筒的结构示意图。

当你对着话筒说话或唱歌时，人的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形式是。

[分析]动圈式话筒是利用电磁感应原理:人说话时，声带振动产生声音，声音通过空气传播到膜片，使膜片以及与膜片相连的线圈在磁场中运动，故能产生感应电流，线圈在运动中能量的转化形式是由机械能转化为电能。

[答案]振动空气电流机械能转化为电能
2.王建同学对微风电风扇产生了兴趣，将它与小灯泡按如图甲所示的电路连接并进行实验。

用手快速拨动风扇叶片，这时发现小灯泡发光，微风电风扇居然变成了机，此时它的工作原理是，电路可简化为乙图中的图。

[分析]电动机的原理是通电导体在磁场中受力而运动，能量转化形式是由电能转化为机械能;发电机的原理是电磁感应现象，能量转化形式是由机械能转化为电能。

尽管电风扇里装的是电动机，但用手快速拨动风扇叶片时，内部线圈做切割磁感线运动而产生感应电流，所以微风电风扇变成了发电机，此时它的工作原理是电磁感应现象;观察甲图可知，电路中只有电动机和灯泡，没有电源，故电路图可以简化为乙图中(a)图。

[答案]发电电磁感应现象(a)
三、板书设计
17.3 发电机为什么能发电
1.电磁感应现象
(1)定义
(2)感应电流
(3)感应电流方向的影响因素
2.发电机
(1)构造
(2)原理
◇教学反思◇
本节课首先要用大量事例来说明现代社会生产和生活与电能的关系，接着引导学生观察课本图17-14，并说明不论何种发电方式，都离不开发电机，最后提出发电机为什么能发电的问题。

教学中要加强学生实验和多媒体相结合，使学生掌握得更好。