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第2课时 发电机
知识点一 发电机的结构和工作原理 精练版P47
1．实验探究
(1)把手摇发电机和电流表、灯泡用导线连接起来，组成闭合电路。摇动手柄带动线圈在磁场里转动，观察灯泡是否发光，电流表指针是否偏转。
(2)用不同速度摇动手柄，观察灯泡亮度的变化。
(3)探究结论：灯泡发光说明线圈中有电流产生；电流表的指针左右来回摆动，说明线圈内产生的电流大小和方向是变化的；摇动速度越大，灯泡越亮，说明电流大小与发电机的转速有关。
2．交变电流及其频率
(1)交变电流：交流发电机产生的感应电流的大小和方向做周期性变化，这样的电流叫做交变电流，简称交流。
(2)频率：在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率。其单位是赫兹，简称赫，符号为Hz。我国电网以交流供电，频率为50Hz，即每秒钟电流方向改变100次。
3．发电机的构造、原理及种类
(1)构造：主要有磁体、线圈、铜环和电刷四个基本组成部分。概括地讲是由定子(固定部分)和转子(转动部分)两部分组成。实际上大型发电机多采用线圈不动，磁极旋转的方式来发电，叫做旋转磁极式发电机。
(2)原理：是利用电磁感应制成的。发电机发电过程中，机械能转化为电能。
(3)发电机的种类：交流发电机和直流发电机。交流发电机线圈内产生的是交流，向外供电也是交流；直流发电机线圈内产生交流，而向外供电是直流。
4．交流发电机的工作原理
如图所示，当线圈转动时，ab边和cd边做切割磁感线运动，线圈中就产生感应电流，当线圈按如图甲方向转动时，ab边向下运动，cd边向上运动，被切割的磁感线方向相同，故产生的感应电流方向相反，ab边中电流方向为b→a，cd边中电流方向为d→c，故外电路电流由滑环K到电刷A到用电器经电刷B到滑环L，形成回路；当转过中心位置再到图乙所示位置时，情况正好与上述相反，电流方向发生改变，由d→c→b→a变为a→b→c→d。取ab边为研究对象，可以看出ab边时而向上转动，时而向下转动，在磁场中做周期性切割磁感线运动，因而线圈中感应电流方向以及外部电路中电流的方向都做周期性变化，产生交变电流。
5．直流电动机与交流发电机的区别
直流电动机
交流发电机
原理图
原理
利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成
利用电磁感应制成
构造
与电刷接触的是铜半环
与电刷接触的是铜半环
能量转化
电能转化为机械能
机械能转化为电能
在电路中
的作用
用电器
电源
例1 如图所示，为发电机的工作原理图，下列说法中正确的是( )
A．发电机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用
B．发电机的基本原理是电磁感应
C．线圈在转动过程中，感应电流的大小不变
D．线圈在转动过程中，感应电流的方向不变
解析：发电机的基本原理是电磁感应现象，故A选项错误，B选项正确；在磁场的强弱、线圈的匝数一定时，线圈的转速越大，感应电流就越大，故C选项错误；线圈在转动过程中，线圈中会产生交流电，即感应电流的方向要发生改变，故D选项错误。
答案：B
知识点二 动圈式话筒 精练版P47
动圈式话筒利用电磁感应现象制成的。当声波使金属膜片振动时，连接在膜片上的线圈(叫做音圈)随着一起振动，音圈在永磁体的磁场里振动从而产生感应电流(电信号)，感应电流的大小和方向都变化，振幅和频率的变化都由声波决定，这个信号电流经扩音器放大后传给扬声器，从扬声器中就发出放大的声音。
易错点 电磁感应现象和磁场对电流的作用的实验装置图混淆，或将发电机和电动机的模型图混淆
电磁感应和磁场对电流的作用这两个实验的实验装置图很相似，都是闭合电路的一部分导体在磁场中运动，区别是：电磁感应现象的实验装置图中外电路中没有电源，电流是由导体做切割磁感线运动而产生的，导体靠外力作用而运动，能量是由机械能转化为电能；磁场对电流的作用这一实验装置图中有电源，电流由电源提供，通电导体是由于受到磁场的作用而运动，能量是由电能转化为机械能。电磁感应现象的应用是发电机，磁场对电流的作用的应用是电动机。
例2 同学们做实验的装置如图所示，闭合开关，先将导体ab水平用力向右移动，导体cd也随之运动起来，则关于以上实验的下列说法中正确的是( )
A．实验装置中的甲装置运用的原理是电磁感应
B．实验装置中的甲装置把电能转化为机械能
C．实验装置中的乙装置产生的现象在生活中的应用是发电机
D．若将导体ab水平用力向左移动，导体cd的运动方向不变
解析：闭合开关后，在实验装置的甲装置中，将导体ab水平用力向右移动时，导体ab由于切割磁感线而产生感应电流，这是电磁感应现象，它是将机械能转化为电能，该装置产生的现象在生活中的应用是发电机。乙装置是“先通电后运动”，运用的原理是通电导体在磁场中受力运动，它是将电能转化为机械能，该装置产生的现象在生活中的应用是电动机，故A正确，B、C错误；改变导体ab的运动方向，感应电流方向会发生改变，又因为通电导体在磁场中受力运动的方向与电流方向有关，所以导体cd的运动方向将改变，故D错误。
答案：A
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