資源簡介

(共32張PPT)
1.5 磁生電
自從奧斯特發現了“電”能生“磁”后，許多科學家開始探索磁能否產生電。
電
磁
奧斯特實驗
1822年始，英國物理學家法拉第開始進行“磁生電”的探索，經歷了長達10 年的艱辛探索，終于在1831年發現了磁生電的條件和規律，實現了利用磁場獲得電流的愿望。法拉第的這個重大發現，帶來了電能的大規模生產和利用，開辟了電氣化的新紀元。
一、電磁感應現象
活動：
探究產生電磁感應現象的規律和條件：
1、 線圈的一側在磁場中靜止時：
（1）閉合開關，觀察電流表指針是否偏轉。
（2）換用磁性更強的蹄形磁體，閉合開關，
觀察電流表指針是否偏轉。
（3）換用匝數更多的線圈，閉合開關，觀察
電流表指針是否偏轉。
不偏轉
不偏轉
不偏轉
歸納1：
結論：線圈的一側在磁場中靜止時，電路中并沒有電流產生。
說明：是否能產生電與磁體磁性強弱和線圈匝數多少無關。
電路狀態 實驗情況 有無電流 是否切割磁感線
閉合 普通磁體 普通線圈 無 否
閉合 磁性更強的磁體 無 否
閉合 匝數更多的線圈 無 否
燈泡為什么亮了？
最初研究電磁感應現象的時候，法拉第用很強的恒定電流或者磁場做實驗，看鄰近的電路中會不會產生電流？經歷了多次失敗之后，他終于發現磁生電是一種在運動和變化過程中才能產生的現象。
探究產生電磁感應現象的規律和條件：
2、線圈的一側在磁場中運動時：
（1）閉合開關，讓導線在磁場中做水平（即垂直于磁場方向）向左和向右運動，觀察電流表指針是否偏轉。
（2）閉合開關，讓導線在磁場中做垂直（平
行于磁場方向）向上和向下的運動，觀察電
流表指針是否偏轉。
（3）閉合開關，讓導線在磁場中斜向上或向
下運動，觀察電流表指針是否偏轉。
偏轉
不偏轉
偏轉
歸納2、
電路狀態 導線在磁場中的運動情況 有無電路產生 導體是否做
切割磁感線運動
閉 合 靜止
前后運動
上下運動
左右運動
斜向上或斜向下運動
無
有
無
無
有
否
否
否
是
是
結論：
線圈的一側在磁場中運動時，若運動方向與磁感線方向平行，電路中中沒有電流產生；但當導線切割磁感線時，電路中就有電流產生。
說明：是否產生感應電流與導線是否切割磁線運動有關。
探究產生電磁感應現象的規律和條件：
3、導線靜止而磁體運動：
（1）閉合開關，讓磁體做水平向左和向右運動，
觀察電流表指針是否偏轉。
（2）閉合開關，讓磁體做垂直向上和向下的運
動，觀察電流表指針是否偏轉。
（3）閉合開關，讓磁體斜向上或向下運動，觀察電流表指針是否偏轉。
偏轉
不偏轉
偏轉
歸納3、
電路狀態 磁體的運動情況 有無電路產生 導體是否做
切割磁感線運動
閉 合 靜止
前后運動
上下運動
左右運動
斜向上或斜向下運動
無
有
無
無
有
否
否
否
是
是
結論：
導線靜止而磁體運動時，若導線與磁體運動方向平行，電路中沒有電流產生；只要導線與磁感線產生切割時，電路中就有電流產生。
說明：感應電流的產生與導線和磁感線間是否切割有關。
實驗步驟 試驗現象 說明
導體在磁場中不動 增大磁體的磁性
增加線圈的匝數
導體在磁場中運動 垂直于磁場方向
平行于磁場方向
斜向上、斜下運動
導線靜止磁場運動 垂直于磁場方向
平行于磁場方向
磁體斜向上、斜下運動
綜合:
指針不偏轉
指針不偏轉
無電流
無電流
指針偏轉
指針不偏轉
指針偏轉
指針偏轉
指針不偏轉
指針偏轉
無電流
無電流
有電流
有電流
有電流
有電流
分析討論
獲得電流的條件是什么？
閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，就有感應電流發生。
無感應電流
無感應電流
無感應電流
有感應電流
1、電磁感應：
閉合電路的一部分導體在磁場里做切割磁感線運動時，導體中就會產生電流，這種現象叫電磁感應。
2、導體中產生感應電流的條件：
1）電路必須閉合；
2）部分導體在磁場中做切割磁感線的運動。
3、感應電流：
由于電磁感應產生的電流就叫做感應電流。
4、電磁感應時，機械能轉化為電能。
電磁感應現象的條件和規律
問題討論
電路中感應電流的方向可能與哪些因素有關？
感應電流方向與導體切割磁感線的運動方向、磁場方向有關。
當導體切割磁感線的運動方向和磁場方向中，只有一個因素改變時，感應電流方向改變。
所以電磁感應現象中產生的感應電流方向是變化的。
討論交流
如何用實驗方法研究感應電流的大小與導體切割磁感線的速度及磁場強度之間的關系？
實驗方法：
1）在閉合回路中串接靈敏電流計,使閉合回路的一部分導體在磁場中切割磁感線，觀察靈敏電流計的指針會發生偏轉角度大小情況；
2）保持磁場強度不變，改變切割的速度快，觀察電流計偏轉的角度大小情況；
3）保持切割速度不變，改變磁場強度，觀察電流計偏轉的角度大小情況。
二、交流發電機
把手搖發電機與電流表連接起 來， 如圖所示。 轉動手搖發電機的線圈，可以看到電流表的指針________________， 說明發電機產生的電流方向是________的。
左右擺動
變化
新知講解
一、交流發電機
1、工作原理：
發電機是根據電磁感應原理制成的。
2、發電機工作時能量轉化：
機械能轉化為電能。
3、發電機結構：
線圈（轉子）、磁鐵（定子）及
銅環、電刷等。
磁體
線圈
4、發電過程:
發電機由磁體和線圈組成，線圈的兩個端線上有兩個圓環（K、L）和電刷（A、B）與外電路連接。當線圈轉動時，其各邊的運動及產生感應電流的情況如圖甲、乙、丙、丁所示。
從發電機的工作過程我們可以看出，線圈轉動一周，電流方向變化兩次。
實際使用的大型交流發電 機的結構與實驗室里交流發電機的模型有所不同，一般采用線圈不動、磁極旋轉的方式來發電。為了得到較強的磁場，還要用電磁鐵代替永磁體。
二、交流電與直流電
1、交流電：
周期性改變方向的電流。
2、直流電：
方向不變的電流。如干電池、蓄電池等供電的電路中的電流是直流電。
3、交流電的周期：
交流電完成一次周期性變化需要的時間。
4、我國交流電：
周期0.02s，頻率50Hz。
（每秒出現50個周期，方向改變100次。）
討論交流
說一說電流電動機與交流發電機有哪些地方相似或不同？
可從以下幾個方面說明:
1）原理
2）構造
3）能量轉化
4）電流形式
……
三、交流發電機與直流電動機比較
發電機與電動機的結構本質上是一樣的，因此，電動機也可用來做發電機。
直流電動機 交流發電機
原理
構造
能量轉化
線圈內部電流
線圈外部電流
電路中的作用
通電線圈在磁場中受力而轉動
電磁感應
轉子(線圈)、定子(磁體)、換向器、電刷等
轉子(線圈)、定子(磁體)、銅環、電刷等
電能轉化為機械能
機械能轉化為電能
交流電
交流電
直流電
交流電
用電器
電源
課堂練習
1、如圖是“磁生電”的探究過程，你認為以下說法正確的是(　　)
A．讓導線在磁場中靜止，蹄形磁鐵的磁性越強，電流表指針偏轉角度越大
B．用匝數較多的線圈代替單根導線，且使線圈在磁場中靜止，這時電流表指針偏轉角度大些
C．蹄形磁鐵固定不動，使導線沿水平方向運動時，
電流表指針會發生偏轉
D．蹄形磁鐵固定不動，使導線沿豎直方向運動時，
電流表指針會發生偏轉
C
課堂練習
2、在探究“產生感應電流的條件”實驗中。
（1）觀察　 　判斷電路中是否有感應電流。
（2）閉合開關，若導體AB不動，左右移動磁體，則電路中　 　
(選填“有”或“無”)感應電流。
（3）如果將小量程電流表換成　 　，可以探究磁場對通電導體的作用。
靈敏電流計的指針是否偏轉
有
電源
課堂練習
3、用如圖所示的實驗裝置探究“產生感應電流的條件”。
（1）實驗中，若觀察到 　(選填“電流表指針偏轉”或“導體棒ab移動”)，則電路中產生了感應電流。
（2）某同學按圖完整地連接好各元件后，分別向水平方向和豎直方向移動導體棒，能夠產生感應電流的是　 (選填“甲”或“乙”)。
電流表指針偏轉
甲
課堂練習
4、如圖，當條形磁鐵從相同高度自由下落分別穿過閉合的塑料環和銅環，發現穿過銅環后的磁鐵機械能較小。原因是磁鐵在穿過銅環時發生了　 　現象，有一部分的機械能轉化為　 　能。
電磁感應
電
課堂練習
1、如圖是一種充電鞋的結構示意圖。當人走動時，會驅動磁性轉子旋轉，使線圈中產生電流，產生的電流進入鞋面上鋰聚合物電池。這種充電鞋的工作原理是(　　)
A．電磁感應現象
B．電流的磁效應
C．通電線圈在磁場中受力轉動
D．磁極間的相互作用
A
課堂練習
2、如圖是發電機工作的原理圖,線圈逆時針連續轉動。當線圈轉到如圖四個位置時,線圈中a段導線產生的感應電流（　　）
A．甲丙能產生感應電流,感應電流方向相同
B．甲丙能產生感應電流,感應電流方向相反
C．乙丁能產生感應電流,感應電流方向相同
D．乙丁能產生感應電流,感應電流方向相反
D
課堂練習
3、老師上課時常用“小蜜蜂”擴音，聲音信號由話筒傳入擴音器放大后從揚聲器播出。話筒、揚聲器的工作原理分別相當于(　 　)
A．發電機、電動機 B．電動機、發電機
C．發電機、發電機 D．電動機、電動機
A
課堂練習
4、下面是演示電磁學原理及其應用的示意圖，以下說法正確的是（　　）
A．利用甲實驗的原理可制成丙裝置
B．利用乙實驗的原理可制成丁裝置
C．丙裝置可將內能轉化為電能
D．丁裝置可將機械能轉化為電能
D

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