19.2发电机是怎样工作的（课件31页）2025-2026学年九年级物理全册沪科版（2024）

(课件网) 幻灯片 1：封面 标题：19.2 发电机是怎样工作的 副标题：解密电能产生的核心设备 姓名：[你的名字] 日期：[具体日期] 幻灯片 2：课程导入 生活回顾：上节课我们学习了电磁感应现象，知道闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流。而发电机作为我们生活中获取电能的重要设备，正是基于这一原理工作的。 问题引导：发电机是如何通过电磁感应持续产生电能的？它的内部结构有哪些关键部件？产生的电流有什么特点？不同类型的发电机又有什么区别呢？ 引出主题：本节课我们就来深入探究发电机的工作原理、构造组成和电流特点，揭开发电机将机械能转化为电能的神秘面纱。 幻灯片 3：发电机的工作原理 原理核心：发电机的核心工作原理是电磁感应现象。当线圈在磁场中做切割磁感线运动时，线圈中会产生感应电流，从而将外界输入的机械能转化为电能。 动态分析：展示线圈在磁场中转动的示意图，当线圈绕着垂直于磁场方向的轴转动时，线圈的两边会交替切割磁感线，导致线圈中产生方向和大小周期性变化的感应电流。 能量转化：发电机工作时，外力（如蒸汽机、水轮机、风车等提供的动力）带动线圈转动，将机械能输入发电机，通过电磁感应转化为电能输出，即机械能→电能。 幻灯片 4：发电机的基本构造 定子：发电机中固定不动的部分叫做定子，通常由永磁体或电磁铁组成，其作用是提供稳定的磁场。在小型发电机中，定子多为永磁体；在大型发电机中，定子通常是通有电流的电磁铁，可产生更强的磁场。 转子：发电机中能够转动的部分叫做转子，主要由线圈组成，线圈绕在铁芯上，铁芯可增强磁场效果。转子通过转轴与外部动力装置连接，在外力作用下在定子的磁场中转动。 换向装置： 滑环：在交流发电机中，转子线圈的两端分别连接两个彼此绝缘的滑环，滑环随转子一起转动，用于将线圈中产生的交变电流通过电刷传输到外部电路。 电刷：电刷是固定不动的导电部件，与滑环紧密接触，起到连接转动的滑环和外部固定电路的作用，确保电流能够持续输出。 构造示意图：展示发电机的构造示意图，标注定子、转子、滑环、电刷等部件，直观呈现各部分的位置和连接关系。 幻灯片 5：交流发电机的工作过程（一）——— 线圈转动与电流产生 初始位置：当线圈平面与磁场方向垂直时，线圈的两边运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线，此时线圈中没有感应电流产生，这个位置叫做中性面。 转动 90°：线圈绕轴顺时针转动 90° 后，线圈平面与磁场方向平行，线圈的两边垂直切割磁感线，此时线圈中产生的感应电流达到最大值，电流方向可通过右手定则判断。 转动 180°：线圈继续转动至 180° 时，线圈平面再次与磁场方向垂直（中性面），此时线圈两边又不切割磁感线，感应电流为零，但线圈的转动方向与初始位置相反。 幻灯片 6：交流发电机的工作过程（二）——— 电流方向变化 转动 270°：线圈转动至 270° 时，线圈平面再次与磁场方向平行，线圈两边切割磁感线的方向与转动 90° 时相反，因此感应电流方向也相反，且电流大小达到反向最大值。 转动 360°：线圈完成一周（360°）转动后回到初始位置（中性面），感应电流再次为零，完成一个工作循环。此时线圈中感应电流的方向和大小随时间变化的规律与转动前的第一个循环完全相同。 动态演示：播放交流发电机工作过程的动画，展示线圈在不同位置时的切割磁感线情况、感应电流的大小和方向变化，帮助学生理解周期性变化的过程。 幻灯片 7：交流电的特点 定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，简称交流电（AC）。在一个周期内，交流电的方向改变两次。 周期和频率： 周期（T）：交流电完成一次周期性 ... ...