发电机 示例-物理教案

（一）教学目的

　　1．知道发电机的工作原理。

　　2．知道交流发电机的主要构造。

　　3．知道什么是交流电，能区分交流电和直流电。知道我国生产和生活用的交流电的周期是0.02秒、频率是50赫兹的含义。

　　4．培养学生把物理规律应用于实际的能力。

（二）教具

　　手摇发电机一台，小灯泡一只，演示电流表一只，自制交流电的产生演示器（参见图12—l）一台，两把小刀，交流发电机挂图一幅，小黑板一块（写好题目）。

（三）教学过程

　　1．复习

　　提问：什么叫电磁感应？（教师强调“闭合”、“切割”）

　　提问：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。”）

　　提问：闭合电路的一部分导体沿图1（出示小黑板）中箭头方向运动时，哪些情况可以产生感应电流？（为了帮助学生理解图意，教师可用铝芯导线作直导体，两端用细软铜线连成闭合电路，把两条形磁体放在两堆书上，让铝芯导线在磁场中分别做图中的运动。）

　　2．进行新课

　　(1)发电机原理

　　提问：把上述直导体弯成线圈，使它在磁场中转动，能否产生感应电流呢？

　　教师边提问边动手，把铝导线弯成线圈并在磁场中转动，让学生思考片刻之后，教师说明：为了便于我们观察和分析，我们在线圈上装一个转轴，并用铁架台固定，做成图2所示的装置，转动线圈，引导学生分析，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。

　　板书：〈第二节发电机

　　1．发电机的原理：电磁感应现象〉

　　(2)发电机的构造

　　教师讲：实际利用上述原理制成发电机时，还有一些技术问题需要我们去解决，如：线圈转动时，会带动输出电流的铜线缠在一起。提问：谁能想办法解决这个问题呢？让学生思考讨论一会儿之后，出示铝环、电刷等并装上（如果时间不允许，可以直接出示课前装好的一套装置），让学生拿着电刷靠在两铝环上，转动线圈，观察铝环和电刷的工作情况。

　　教师讲：为了使输出的电流较大，实际制作发电机时，导线要绕成多匝线圈。

　　出示手摇发电机，简介构造。

　　板书：〈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〉

　　演示：摇动发电机大轮，小灯泡发光，验证了上述理论。

　　(3)交流电与直流电

　　讲述：下面我们来研究发电机产生的电流有些什么特点。要研究电流的特点，就需要借助电流表，教师边讲边用电流表换下小灯泡，缓慢摇动大轮，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。引出交流电、直流电的概念，并加以区别。

　　板书：〈3．交流电：周期性改变方向的电流〉

　　提问：为什么这种发电机产生的电流方向在改变呢？

　　分析：感应电流的方向是由导体切割磁感线的运动方向和磁感线的方向决定的，感应电流方向的变化肯定是由这二者之一变化所引起的，在刚才这种发电机中，磁极是固定的，所以，这种发电机中电流方向的变化肯定是由于线圈切割磁感线的运动方向变化所引起的。下面我们用模型来研究这个问题。

　　演示：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，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），验证上述分析的结论。

　　讲解：这种发电机由于产生的电流是交流电，所以称为交流发电机。下面进一步研究电流变化的特点：

　　结合模型和挂图分析，把任意一边的运动路线和方向画出来（图3）,线圈每次转动到A、B两点时，切割磁感线的方向发生改变，电流方向也要发生改变。所以线圈转动一周，电流方向变化两次。

　　讲解：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。

　　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。

　　板书：〈我国供生产和生活用的交流电周期0.02秒，频率50赫。

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