1、 风力发电机 风力发电机是将风能转换为机械功的动力机械，又称风车。广义地说，它是一种以太阳为热源，以大 气为工作介质的热能利用发动机。风力发电利用的是自然能源。相对柴油发电要好的多。但是若应急来用 的话，还是不如柴油发电机。风力发电不可视为备用电源，但是却可以长期利用。 风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发 电。依据目前的风车技术，大约是每秒三公尺的微风速度（微风的程度） ，便可以开始发电。风力发电正在 世界上形成一股热潮，因为风力发电没有燃料问题，也不会产生辐射或空气污染。 风力发电在芬兰、丹麦等国家很流行；我国也在西部地区大力提倡。小型风
2、力发电系统效率很高，但 它不是只由一个发电机头组成的， 而是一个有一定科技含量的小系统： 风力发电机充电器数字逆变器。 风力发电机由机头、转体、尾翼、叶片组成。每一部分都很重要，各部分功能为：叶片用来接受风力并通 过机头转为电能；尾翼使叶片始终对着来风的方向从而获得最大的风能；转体能使机头灵活地转动以实现 尾翼调整方向的功能；机头的转子是永磁体，定子绕组切割磁力线产生电能。 1. 磁场对通电导体的作用磁场对通电导体的作用 （1）通电导体在磁场里，会受到力的作用。 （2）通电导体在磁场里，受力方向与电流方向和磁场方向有关。 2. 电动机电动机 （1）基本结构：）基本结构：转子（线圈） 、定子（磁
3、体） 、电刷、换向器 电刷的作用：与半环接触，使电源和线圈组成闭合电路。 换向器的作用：使线圈一转过平衡位置就改变线圈中的电流方向。 （2）原理：）原理：通电线圈在磁场中受力而转动的原理制成的。 通电线圈在磁场中的受力大小跟电流（电流越大，受力越大）有关。 通电线圈在磁场中的受力大小跟磁场的强弱（磁性越强，受力越大）有关。 通电线圈在磁场中的受力大小跟线圈的匝数（匝数越大，受力越大）有关。 电动机与发电机 知识梳理 衔接导入 直流电动机的工作原理：直流电动机的工作原理： 甲：电流方向和力的方向如图所示，线圈顺时针转动。 乙：线圈转到平衡位置时，两电刷恰好接触两半环间的绝缘部分；线圈由于惯性继续
4、转动，转过平衡位置 后，电流改变方向。 丙：ab 和 cd 的电流方向与图甲相反，受力方向也相反，线圈仍顺时针转动。 丁：线圈又转到平衡位置，换向器又自动改变电流方向。 （3）应用：）应用：直接电动机：电动玩具、录音机、小型电器等 交流电动机：电风扇、洗衣机、家用电器等。 （4）特点：）特点：结构简单、控制方便、体积小、效率高。 3. 电磁感应现象电磁感应现象 （1）电磁感应现象是英国的物理学家法拉第第一个发现的。 （2）电磁感应：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。 感应电流：由于电磁感应产生的电流叫感应电流。 （3）电流中感应电流的方向与导体切割磁感线的运动
5、方向和磁场方向有关。 （4）电磁感应现象的能量转化：把机械能转化为电能。 特别提醒：特别提醒： 电动机工作时的能量转化：把电能转化为机械能。 *左手定则：把左手放入磁场中，让磁感线垂直穿入手心，手心面向 N 极，四指指向导体中电流所 指方向，则大拇指的方向就是导体受力的方向。 平衡位置概念：线圈 ab 边和 cd 边受到的力的大小相等，方向相反，并与线圈在同一个平面上， 使线圈受力平衡，我们把这个位置称为线圈的平衡位置。 4. 发电机发电机 （1）构造：构造：由磁体、线圈、滑环、电刷组成，与电动机相似，但没有电动机的换向器。 （2）工作原理：工作原理：发电机是根据电磁感应原理工作的，是机械能转
6、化为电能的机器。 （3）工作过程：工作过程：在外力作用下，转子转动一周，切割磁感线的方向发生两次改变，电流的方向也随之发生 两次改变，从而产生方向性呈周期性变化的交流电。 （4）大型交流发电机主要由转子和定子两部分组成。一般采用线圈不动磁极旋转的发电机叫做旋转磁极式 发电机。 （5）直流电动机和交流发电机的区别直流电动机和交流发电机的区别 直流电动机 交流发电机 原理 利用通电线圈在磁场里受力转动的原理 利用电磁感应原理 构造 与电刷接触的是换向器 与电刷接触的是两个铜环 能量转化 电能机械能 机械能电能 特别提醒：特别提醒： 产生电磁感应现象时，若导体运动方向反向，则感应电流方向也反向；若磁
7、场方向反向，则感应电 流方向也反向；但若同时改变导体的运动方向和磁场方向，则感应电流方向不变。 *右手定则：伸开右手，使大拇指跟四指垂直，并且都跟手掌在同一平面内，让磁感线垂直穿过手 心，大拇指指向导体运动的方向，那么，其余伸开的四指所指的方向就是感应电流的方向。 在电路中的作用 用电器 电源 （6）交流电和直流电：交流电和直流电： 交流电：电流方向周期性变化的电流。我国家庭电路使用的是交流电。电压是 220 伏、周期是 0.02 秒、频率是 50 赫、电流方向 1s 改变 100 次。 周期（T） ：完成一次周期性变化需要的时间 s。 频率（f） ：1 秒内完成周期性变化的次数（赫兹） 。
8、两者关系： f T 1 直流电：电流方向不变的电流。 5. 话筒话筒 （1）结构：）结构：膜片、线圈、永久磁体 （2）作用：）作用：把振动的声音变成变化的电流。 （3）原理：）原理：振动声音的运动在磁场中切割磁感线，这样线圈中就产生了变化的电流。 （4）电磁感应和磁场对电流的作用的区别：电磁感应和磁场对电流的作用的区别： 电磁感应 磁场对电流的作用 现象 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割 磁感应线运动时，导体中就产生电流。 通电导体（线圈）在磁场中 受到力的作用 能量转化 机械能电能 电能机械能 力的性质 外力 磁场力 导体中的电流 感应电流 由电源供给 应用 发电机工作原理 电动机工作原理
9、 特别提醒：特别提醒： *交流发电机和直流发电机在内电路线圈中产生的都是交流电。 交流发电机通过铜环向外电路输出交流 电。直流发电机通过换向器向外输出直流电。 特别提醒：特别提醒： 电话的话筒通过电磁感应把声音的信号变为强弱变化的电流，而听筒是把强弱变化的电流通过磁场对 电流的作用转化成声音的信号的。 【例【例 1】 如图所示， 闭合开关， 观察到铝杆 AB 运动起来， 说明磁场对电流有 作 用，利用该原理可制成 （发电机、电动机） ，将磁体两极对调，观察 AB 的运动方向，这是为了探究力的方向与 关系 【例【例 2】学习“电动机”内容时，老师用图实验装置演示“磁场对通电导线作用力的方 向与什
10、么因素有关”的实验后，同学们自然想到力既有方向又有大小那么磁 场对通电导线作用力的大小与什么因素有关呢？以下是小丽、小李与小明的猜想： 小丽猜想：“可能跟磁铁的磁性强弱有关” 小李猜想：“可能跟导线 AB 在磁场中的位置有关” 小明猜想：“可能跟通过导线 AB 的电流大小有关” 请你根据图所示的实验装置，帮助小明设计实验来验证他的猜想，简述你的实验方案： ； 【例【例 3】如图所示的线圈 abcd 能绕轴转动的原理是 ， 若需持续 转动，需给线圈安装 我们如果将线圈看作一个单匝的通电螺线管，就 可以将其等效为一个条形磁铁，将其上方看成是 N 极，下方看成是 S 极，两极 均在磁场的作用下向异名
11、磁极靠近，则 （A/B）是电源的正极 【例【例 4】线圈 abcd 转动过程中经过图甲位置时，导线 ab 所受磁场力 F 的方向如图甲所 示当线圈经过图乙的位置时，流过导线 ab 的电流方向与图甲的 （选填“相同”或“相反”） ， 请用箭头标出图乙中导线 ab 所受磁场力的方向 【例【例 5】课堂上，老师做了如图所示的演示实验闭合开关，让导体 ab 向左运 动，观察到灵敏电流计的指针发生 ，这现象说明闭合电路的一部 分导体，做 磁感线运动，导体中能产生电流； 机就是利 用这种原理制成的 【例【例 6】下面能让电流表指针发生偏转的实验操作是（ ） A磁体不动，导体 ab 竖直向上运动 B磁体不动
12、，导体 ab 竖直向下运动 C磁体不动，导体 ab 水平向右运动 D磁体和导体 ab 同时、同速向左水平运动 理由： 典型例题 【例【例 7】某同学由电流的磁效应想到：“电能生磁”，那么“磁能否生电”？他利用如图所示的实验装置“探究 导体在磁场中运动时产生电流的条件”把铜棒 AB演示电流表和电键连成电路，闭合电键后，将 铜棒 AB 在磁场中多次运动时观察到的现象记录在如表中 实验序号 磁场方向 导体 AB 的运动方 向 电流表指针的偏转方 向 1 上 N 下 S 向右运动 向左偏转 2 上 N 下 S 向左运动 向右偏转 3 上 N 下 S 向上运动 不偏转 4 上 S 下 N 向下运动 不偏
13、转 分析表中记录的实验现象，可以初步得出： 实验中，可以通过观察 判断电路中是否有电流，这在科学上属于 法 闭合电路， 导体在磁场中运动时， 产生电流的条件是： 【例【例 8】如图所示电与磁的实验装置中，属于发电机原理的是（ ） A B C D 【例【例 9】如图是动圈式话筒的构造示意图，当人对着话筒说话时，声音使膜片振动，与膜 片相连的线圈在磁场中运动，产生随声音变化而变化的电流下列实验中和动圈 式话筒工作原理相同的是（ ） A B C D 1. 如图所示，是小明同学探究“磁场对通电导体的作用”的实验装置，ab 是一根金属棒，通过金属导轨连接 到电路中，闭合开关后，金属棒没有运动（仪器、电路
14、都完好） ，要想使金属棒运动起来，下列措施不可 行的是（ ） A将蹄形磁体的 N、S 极对调 B换用磁性强一些的蹄形磁体 C换用能提供较大电流的直流电源 D使用轻质金属棒，减小金属棒与导轨之间的摩擦力 2. 某通电直导体在磁场中受力作用的情况如图，则在下列 A，B，C，D 四图中通电直导体的磁场中受力作 用的方向跟它相同的是（ ） A B C D 3. 如图是课上演示实验的装置，将金属棒 AB 放入磁场中，闭合开关给金属棒 AB 通电后，观察到直金属 棒 AB 运动起来则下列说法中错误的是（ ） A实验现象说明磁场对电流有力的作用 B利用这种原理可以制成的是发电机 C利用这种原理可以制成的是电
15、动机 D金属棒运动过程中是电能转化为机械能 4. 回顾如图所示“什么情况下磁可以生电”的探究过程，你认为以下说法正确的是（ ） A让导线在磁场中静止，蹄形磁铁的磁性越强，电流表指针偏转角度越大 B用匝数较多的线圈代替单根导线，且使线圈在磁场中静止，这时电流表指针偏 转角度大些 C蹄形磁铁固定不动，使导线沿水平方向运动时，电流表指针会发生偏转 D蹄形磁铁固定不动，使导线沿竖直方向运动时，电流表指针会发生偏转 5. 关于电磁现象，下列说法中不正确的是（ ） A电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的 B通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向和导体切割磁感线的运动方向有关 C增强通电螺线管线圈
16、中的电流可以增强通电螺线管的磁性 D奥斯特实验表明通电导体周围存在磁场 6. 下列关于电磁现象的说法中，正确的是（ ） A电磁感应现象中，电能转化为机械能 B导体在磁场中运动，就会产生感应电流 巩固练习 C感应电流的方向只跟导体运动方向有关 D发电机是利用电磁感应现象制成的 7. 如图所示，蹄形磁铁位于水平木板上，当导体棒向右运动时，电流表的指针向左偏转，则能使电流表的 指针向右偏转的是（ ） A导体棒竖直向上运动 B磁铁和导体棒以相同的速度同时向右运动 C导体棒不动，使磁铁向左运动 D对调磁铁的磁极，并使导体棒向右运动 8. 我国电网规定的交流电的几个数据是（ ） A频率 50Hz、周期 0
17、.2 秒 B频率 50Hz、周期 0.02 秒 C频率 50kHz、周期 0.02 秒 D频率 100Hz、周期 0.01 秒 9.（双选）关于电磁现象，下列说法中正确的是（ ） A通电导体在磁场中一定受到力的作用 B电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的 C发电机是利用电磁感应现象制成的，工作时将电能转化为机械能 D奥斯特实验表明通电导体周围存在磁场 10. 收音机、电视机、音响里都有扬声器（如图） ，扬声器的工作原理是（ ） A电磁感应现象 B 磁场对通电导线有力的作用 C电流周围存在磁场 D电流的热效应 11. 下列实验中能探究产生感应电流的条件的实验是（ ） 12. 在下图所
18、示四个实验中能用来探究电磁感应现象的是（ ） 13. 如图所示四个选项中，利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的是（ ） 14. 一次家庭探究活动中，小华把一个正在发光的灯泡放到 U 形磁体中间，惊讶的发现了灯丝突然晃动 起来关于这种现象，下列说法正确的是（ ） A灯丝晃动是一种电磁感应现象 B 灯丝晃动是内能转化成了机械能 C磁体对钨这种材料有吸引作用 D灯丝晃动是磁场对电流的作用 15. 有一台直流电动机模型，接入电路后能正常转动现做如下调整，哪一种做法能保持 原来电动机的转 动方向（ ） A只将电动机中磁铁的磁极对调 B只改变线圈中电流的方向 C只改变线圈中电流的大小 D只调换电源的
19、正负极 16.（1）探究电磁感应现象应选用如图 （选填“甲”或“乙”）所示的装置进行实验在这个现 象中感应电流的方向与 的方向和磁感应线方向有关 （2）如图丙所示，A 为弹簧测力计（量程足够大），B 为条形磁铁（下端为 S 极），C 为螺线管现将 S1断开，S2由 1 改接到 2，则弹簧测力计的示数将 ；若 S2接 2 不变，再闭合 S1，弹簧测力 计的示数将 （都选填“变大”、“变小”或“不变”） 17. 在复习“电流的磁场”和“磁场对电流的作用”时，小刚想：既然通电导体周围存在磁场，磁场又会对通电 导体产生力的作用，那么相互靠近的两个通电导体间是否会产生力的作用呢？ （1）于是，他和小强商
20、议通过实验来研究这一问题，他们找到了两根柔软的导线，相距较近地并排固定在 接线板上，实验电路如图甲所示，通过实验观察到的现象如图乙所示，该试验表明：两个通电导体之 间 ； （2）小强认为，如果改变其中一个通电导体的电流方向，则它们之间作用力的方向也会发生改变，小强这 样想的理由是：电流产生的磁场方向是由 的方向决定的，当一个 通电导体中电流的方向改变时，它产生的磁场方向也会发生改变；而磁场对 通电导体的作用力的方向与 的方向和 的方向有 关，另一个通电导体中电流的方向不变，但磁场的方向变化了，它受到的磁 场力的方向就会改变； （3）如果开始实验时，小刚和小强没有找到柔软的导线，而是用较硬的普通
21、铝芯电线进行实验，你认为会 出现怎样的情况？通过这个问题，你得到了怎样的启示？ 18. 如下图所示是直流电动机的示意图，在图上标出各部分名称： ； 其中的 作用是：当线圈越过平衡位置时，改变线圈中 方向，保持线圈的持续转动 18 题 19 题 19. 如图所示的两个模型，其中甲图是 机的模型，乙图是 机的模型 20. 学习物理是轻松快乐的，有些容易混淆的知识应采用对比法，找出相同点和不同点加以区别、分析、归 纳、理解、右表格是关于电动机和发电机知识点的区别，请把表格空白处填写完整 夯实基础夯实基础 典型例题典型例题 例 1.力；电动机；磁场方向. 例 2.解：实验方案设计如下： 保持磁铁的磁性
22、强弱、导线 AB 在磁铁中的位置不变，移动滑动变阻器的滑片，改变电路中电流的大 小，观察两次导线 AB 的运动快慢，如果快慢不同说明与电流大小有关，如果快慢相同说明和电流大 小无关 例 3.磁场对电流有力的作用； 换向器； B 例 4.：相反；见图 例 5.偏转；切割；发电 例 6.C；保持磁铁静止，将导体棒 ab 右移动，导体切割磁感线，所以产生感应电流 例 7.演示电流表指针偏转；转换；导体的运动方向与磁场方向不平行 例 8.C 例 9.C 巩固练习巩固练习 1.A 2.C 3.B 4. C 5.B 6.D 7.D 8.B 9.BD 10.B 11.C 12.C 13.B 14.D 15.C 16.（1）甲；导体切割磁感线运动 （2）变小；变大 17.（1）相互吸引 （2）电流、电流、磁场 （3）使导线在排斥力的作用下，变得更硬，并且难以观察到通电导体之相互排斥的现象； 多利用规格不同的材料实验，多观察，找出规律 18.磁极；线圈；换向器；电流 19.电动；发电 20.电能转化为机械能；有电源；电磁感应现象
