第五节  磁生电（第三课时）

教学目标

    1、知道交流发电机的工作原理。

    2、知道交流电和直流电的区别。

    3、知道大型交流发电机的组成。

    4、知道我国交流电的周期和频率。

教学建议

    1、本节是初中物理教学的一个难点：学生受空间想象能力所限，不容易看懂书上的图形，更难通过静止的图形想象连续的运动过程，所以，制作直观的模型是教师备课的重要工作，也是教好本节内容的关键。

    2、很多学生看到课本中的图4—42（a）、（c）两图中线圈平面与磁感线垂直，就认为导线切割磁感线，（b）、（d）两图中线圈平面与磁感线平行，就认为导线没切割磁感线，因此如果在ab边和cd边上绑两把小刀能很好地突破这一难点，排除学生的错误认识。

   教学过程

      一、复习引入

          提问：什么叫电磁感应？（教师强调“闭合”、“切割”）

          感应电流的方向跟哪些因素有关？（教师强调“导体切割磁感线的运动方向改变，或者磁感线方向改变时，感应电流方向就改变。”）

     二、新课教学

        1、交流发电机的原理：

          【实验引入】把手摇发电机与电流表连接起来，缓慢摇动手摇发电机，要求学生观察电流表指针运动情况。引导学生分析：指针左右摆动，表明电流方向在周期性地重复变化。

        提问：为什么这种发电机产生的电流方向在改变呢？

      【原理分析】

      （1）发电机的构造：

        结合模型讲解：矩形线圈、圆环、电刷、电流表组成了闭合电路。线圈位于磁场中。

      （2）原理分析：

        【演示】在线圈上装一个转轴，并用铁架台固定，做成图1所示的装置，在线圈ab边和cd边上用透明胶绑两把小刀，刀口朝转动方向，转动线圈，引导学生观察刀口的方向变化情况（即切割磁感线的运动方向变化情况），磁感线是水平方向的，线圈转动时，ab边和cd边切割了磁感线，能够产生感应电流。发电机就是根据上述原理制成的。

       【分析】结合模型或课件分析线圈运动到几个特殊位置时产生感应电流的情况。

       当线圈平面和磁感线方向垂直时，ab、cd两边运动方向和磁感线方向平行，不切割磁感线，线圈上无感应电流〔即教科书中（a）、（c）图〕；当线圈平面和磁感线方向平行时，ab、cd两边运动方向和磁感线方向垂直，切割磁感线，线圈上有感应电流〔即教科书中（b）、（d）图〕，但是两图中ab、cd两边运动方向相反，所以产生的感应电流方向也相反，这从电流表指针偏转不同可以看出来。

     （3）交流电和直流电的区别：

       线圈在磁场转动一周，感应电流方向改变两次；线圈不断转动，则感应电流方向不断作周期性变化。这种周期性改变方向的电流叫交流电。由于这种发电机产生的电流是交流电，所以称为交流发电机。交流电跟我们从电池得到的电流有所不同，从电池得到的电流的方向不变，通常叫做直流电。

  2、介绍大型交流发电机的组成

     大型的发电机由于电流较大，所以不能使用电刷，改用磁场转动，即转动磁极；为了得到较大的磁场还会用电磁铁代替永磁体。

   3、讲解我国交流电的周期和频率

       周期和频率是用来表示交流电特点的两个物理量（不给定义），我国供生产和生活用的交流电的周期是0.02秒，频率是50赫兹，其意义是发电机线圈转一周用0.02秒，即1秒内线圈转50周。因为线圈每转一周电流方向变化两次，所以频率是50赫兹的交流电电流方向每秒钟改变100次。

  4、发电机和电动机的结构本质上是一样的。

      演示电动机发电的实验（图4-44）

           

三、课堂小结

四、课堂巩固练习

    1、关于交流发电机的原理，下列说法正确的是                （      ）

      A．利用通电线圈在磁场里转动         B．利用换向器把直流电变为交流电

      C．利用通电导体在磁场里受力而运动   D．利用电磁感应现象

   2、如图所示的电机模型中，属于交流发电机和直流电动机的分别是（     ）

            　A. （b）图和（a）图        B. （c）图和（d）图

            　C. （b）图和（d）图        D. （c）图和（a）图

              

   3、大型发电机用电磁铁代替磁铁，其目的是（     ）

       A. 节约材料   B. 增强磁场    C. 减弱磁场    D. 以上说法都不对

  4、周期性地改变方向的电流叫做_______，电流方向不变的电流叫做______，家庭电路中的电流一般都是____电. 我国民用交流电的周期是0.02s，由此可知该交流电的频率为______Hz，它表示1s内电流方向改变______次。

              参考答案：

                 1、D    2、B      3、B     4、交流电；直流电；交流电；50  100

  五、课外巩固：