物理问题 电磁 发电机

Question

手摇发电机发电过程中，发电机的磁能是否被消耗，发电机产生的电能是否全部来自于机械能，如果是，为什么加大磁场可以增加发电机产生的电能

Answer 1

理想的发电机，机械能全部转化为电能，实际中考虑摩擦，振动等，能量会有所损失。
增大磁场可以增加电能，是因为根据转动切割磁感线的公式E=BL²ω/2，当B增大时，感应电动势E也增大，从而电能增大。而磁场增大，必定是吸收了其他能量（例如电磁铁的话可以增大电流），所以导致了电能的增大。

Answer 2

手摇发电机的工作原理就是人工切割磁力线，进行发电。
1．工作原理：交流发电机的发电过程就是闭合线圈在磁场中转动，利用电磁感应现象产生感应电流的，所以其发电原理是电磁感应。
2．能量转化：在发电过程中，手摇发电机把机械能转化为电能。
既线圈在旋转的磁场当中产生感应电动势，平常的手摇发电机中的基本构造组件就是定子跟转子，定子一般是永磁体，转子是线圈，在外力的带动下线圈在磁场当中作切割磁感线运动产生感应电动势，如果内部线圈通过电刷与外部电路构成一个闭合的回路那在这个电路当中就形成电流！追问

那为什么在消耗同样机械能条件下，通过加大发电机的磁场强度，能增加发电机产生的电能

Answer 3

发电机发电过程是，机械能转换成电能的过程，中间一部分机械能，做无用功，用来抵消磁场。机械能不变的情况下，加大磁场，无功必然增加了，有功会减小。但是你是手摇的发电机，所以可能感觉不到其实自己输入的机械能增加了，只看到电能增大了

Answer 4

发电机发电是一个机械能转化成电能的过程，加大磁场电能也增加是因为机械能也增加了只是你没有感觉出来而已，不然不同功率的发电机为何要匹配不同功率的发动机呢。追问

我还是不理解为什么机械能也增加了...

追答

磁场加大转子阻力会加大，消耗机械能量会增加。只是手摇感觉不明显而已。

Answer 5

设计思路本节课首先安排了以电动机工作的微型电扇居然能发电,产生认知冲突,激起学生的好奇,然后学生通过拆卸微型电扇,观察其内部结构,从而使学生通过 实际的操作,体验到“磁生电”;这种设计是从两个角度入手:电生磁的逆向思维和电动机的电能转化为机械能的逆向思维.在探究感应电流产生的条件时:一开始 让学生选择不同的器材讨论不同的方案,从而发散学生的思维,培养实验设计能力;再让学生自己去摆弄,去无意发现感应电流的产生,易调动学生探究的欲望;然 后探究“有磁场但不产生感应电流的情况”,从而变无意发现为有意探索,逆向得出产生感应电流的条件,最后共同验证此条件;这样学生可通过自身的体验,去掌 握研究物理问题的方法.在探究“感应电流的方向与哪些因素有关?”