初中九年级(初三)物理 电磁感应 发电机(一)知识讲解

第五节电磁感应发电机

重点难点

1．电磁感应现象及产生感应电流的条件，发电机的工作过程。

2．理解电磁感应，弄清发电机的工作原理。

内容讲解

一、电磁感应现象

电磁感应现象——利用磁场产生电流的现象叫做电磁感应现象。电磁感应现象中产生的电流叫做感应电流。

二、感应电流

1．产生感应电流的条件：①电路必须是闭合的；②电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。

2．感应电流的方向跟导体切割磁感线的运动方向和磁感线方向(即磁场方向)有关。

3．若导体的运动方向和磁场方向同时改变，则感应电流方向不变。

4．闭合电路感应电流方向跟导体运动方向、磁场方向有关。

三、发电机的工作原理及能量转化

1．原理：发电机是根据电磁感应现象制成的。

2．发电机的构造：由定子和转子两部分组成，包括磁极、线圈、铜环、电刷等。

3．能量转化：发电机是将机械能转化为电能的机器。

说明：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。

（1）“闭合电路的一部分导体”这句话包含两层意思，一是电路必须是闭合的，即组成电路的各个器件连接成一个电流的通路；二是电路中的一部分导体在磁场中，而不是整个电路在磁场中做切割磁感线运动。

（2）“做切割磁感线运动”，这是反映导体垂直切割或斜着切割，即导体的运动方向和磁感线方向一定要成一定角度，不能与磁感线平行．切割磁感线运动指的是导体与磁场的相对运动，可以是导体运动，也可以是磁场运动。

（3）要注意“时”字，即必须是导体正在做切割磁感线的运动的时候，才能同时产生感应电流。如果某部分导体虽然做过切割磁感线运动，但现在处于静止状态，那么该电路中也不会有感应电流。

在电磁感应现象中，感应电流方向踉导体切割磁感线的运动方向磁感线方向有关；在相同条件下，线圈匝数越多，感应电流越大。

发电机是电磁感应现象的重要应用。

周期性改变方向和大小的电流叫交流电。电流经过一个周期变化所需时间叫交流电的周期，周期的

单位秒(s)，每秒电流发生周期性变化的次数叫频率，频率的单位是赫兹(Hz)，频率和周期的数值互为倒数。

4．交流电与直流电

（1）我国供生产和生活用的交流电周期0.02秒，频率50赫。即每秒钟电流方向改变100次。

在交流电一个周期性变化中，电流方向改变两次。直流电的电流方向不变。

（2）直流电动机与交流发电机的区剐是交流发电机有两个铜滑环，直流电动机有换向器。

（3）电磁感应和磁场对电流作用的区别(如下表)

在分析、研究电磁感应的实验时曾发现，感应电流的方向跟磁场方向、导体切割磁感线的方向有关；在图所示的实验中，如果导体切割磁感线的方向改成相反的方向，导体中感应电流的方向就随着变成相反的方向；如果磁感线的方向改成相反的方向，感应电流方向也随着变成相反的方向。感应电流方向跟磁感线的方向、导体切割磁感线的方向之间的关系，可用右手定则来判定：伸开右手，使大拇指跟其余四个手指垂直，并且都跟手掌在同一个平面内，把右手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手掌，大拇指指向导体切割磁感线运动的方向，则四指所指的方向就是感应电流方向（图）。

四、动圈式话筒

1．构造：

2．作用：把声音转换成电流。

如图所示，磁场中的磁感线从左向右，线圈转动时，只有ab 边和cd 边能切割磁感线产生感应电流，da 边和bc 边不切割磁感线，对感应电流的产生没有贡献。

图是发电机的原理图，放在磁场里的线圈，两端各连一个铜环K 和L，它们分别跟电刷A、B 接

触，并跟电流表组成闭合电路。

在线圈从图甲经图乙向图丙转的半周过程中，ab 边向下运动，cd 边向上运动，ab 边向下切割磁感线，ab 边中的电流由b 向a，cd 边向上切割磁感线，cd 边中的电流由d 向c，外部电路中的电流方向一直是从A 流向B。

可以介绍右手定则，确定外电路电流方向是由A 流向B。

当线圈转到丙位置时，导线ab 边，cd 边不切割磁感线，导线中没有电流。

在线圈从图丙经图丁又回到图甲位置转过后半周的过程中，ab 边向上运动，cd 边向下运动，它们又都切割磁感线，线圈和外部电路中就又有了电流。用右手定则可以判断外电路电流方向是由B 流向A。

线圈继续转动，电流方向将周期性地重复上述变化。这可以从电流表指针的左右摆动看出来。

设想每秒钟线圈转一周，电流变化周期就是1 秒。这种周期性地改变方向和大小的电流，叫做交流电。能产生交流电的装置叫交流发电机。它是根据电磁感应现象制成的。

五、介绍实际发电机构造

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。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。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。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。

实际发电机的转子由水轮机、汽轮机或内燃机来带动。

知识小结

1．电磁感应

（1）电磁感应：利用磁场产生的电流的现象叫做电磁感应，电磁感应产生的电流叫做感应电流。

（2）感应电流产生条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感应线的运动时，导体中就会产生感应电流。

（3）感应电流的方向与磁感应线方向和电流方向有关。

2．发电机

（1）发电机原理：发电机是根据电磁感应现象制成的。

（2）发电机的构造：由定子和转子两部分组成，包括磁极、线圈、铜环、电刷等。

4．我国供生产和生活用的交流电周期0.02秒，频率50赫。

5．发电机将机械能转化为电能。