資源簡介
(共27張PPT)
18.2 科學探究:怎樣
產生感應電流
奧斯特發現電流的磁效應之后,許多科學家都在思索:既然電流能產生磁,那么磁能否產生電呢?
英國物理學家法拉第在10年中做了多次探索,1831年終于取得突破,發現了利用磁場產生電流的條件和規律。法拉第的發現,進一步揭示了電現象和磁現象之間的聯系。根據這個發現,后來發明了發電機。
那么什么情況下磁能生電 發電機是如何發電的?
新課導入
如圖所示是手搖發電機的模型,它有一個可以產生磁場的磁體,一個可以在磁場中旋轉的線圈。
①搖動發電機的模型把手,線圈快速轉動,觀察小燈泡是否發光。
②把發電機的模型與靈敏電流計串聯,搖動發電機模型把手觀察靈敏電流計的指針是否擺動.
新知講解
電磁感應現象
一
觀看手搖發電機模型發電視頻
實驗表明:發電機的線圈只有在磁場中轉動時小燈泡才發光,靈敏電流計的指針才擺動,即:磁能產生電。
思考討論:發電機為什么能發電 與什么因素有關呢?
1.實驗探究:發電機能夠發電的原因
猜想與假設:發電機發電可能與線圈在磁場中的運動情況有關。
線圈
磁體
制定計劃與設計實驗:將一根導體的兩端用細導線懸掛起來,并與靈敏電流計、開關串聯組成閉合電路。將導體放在U形磁體的磁場中。
進行實驗與收集證據
(1)實驗操作:
閉合開關,讓導體在磁場中分別保持靜止、向不同的方向運動,觀察電流表指針是否偏轉。
實驗次數 導體ab運動情況 靈敏電流計的偏轉情況
1 靜止
2 向上運動
3 向下運動
4 向右運動
5 向左運動
6 右斜向上運動
7 左斜向下運動
不偏轉
不偏轉
不偏轉
向左偏轉
向右偏轉
向左偏轉
向右偏轉
(2)實驗記錄:
(3)實驗結論
①閉合電路的部分導體在磁場中做切割磁感線運動時產生電流的現象是一種電磁感應.
②電磁感應現象中產生的電流稱為感應電流。
導體中產生感應電流的條件:
①電路閉合;
②部分導體在磁場中做切割磁感線的運動。
感應電流的方向與磁場方向和導體切割磁感線運動方向有關。
電磁感應現象表明:導體在磁場中切割磁感線運動時,有電流產生,把機械能轉化為電能。
(4)思考與討論:如果導體不動,移動U形磁鐵,導體中也能產生感應電流嗎?
由于運動是相對的.無論是導體運動,還是磁場運動,只要導體和磁場之間發生切割磁感線的相對運動,閉合電路中就有電流產生。
2.電磁感應現象的應用
動圈式話筒、變壓器、發電機都是應用電磁感應原理制成的。
動圈式話筒
變壓器
發電機
發電機是根據電磁感應原理工作的,是機械能轉化為電能的機器。
2、發電機可分為:交流發電機和直流發電機兩類。
1、發電機的工作原理
發電機原理
二
交流發電機產生的電流是交變電流,簡稱交流。
在交變電流中,電流在每秒內周期性變化的次數叫做頻率。
我國電網以交流供電,頻率50赫茲。
交變電流
小知識
線圈在前半周運動中,ab邊向下運動,cd邊向上運動,導線切割磁感線,線圈中有電流。外部電流方向為B到A。
線圈開始運動,ab邊向右運動,cd邊向左運動,導線沒有切割磁感線,線圈中沒有電流。
如下圖是交流發電機發電原理示意圖,你能分析它工作的過程嗎?
線圈轉過半周時,ab邊向右運動,cd邊向左運動,導線沒有切割磁感線,線圈中沒有電流。
線圈在前半周運動中,ab邊向上運動,cd邊向下運動導線切割磁感線,線圈中有電流。外部電流方向為A到B。
觀看視頻,了解交流發電機工作原理
歸納總結:ab和cd不斷做切割磁感線運動,由于磁感線方向是不變的,而ab和cd的運動方向總是相反,并且不斷改變,于是線圈和外部電路就有了方向不斷改變的感應電流.
①在線圈轉動過程中,何時不切割磁感線 此時線圈中能產生感應電流嗎
線圈平面與磁感線垂直時 不能
當線圈平面與磁感線垂直時,線圈的上、下兩個邊的運動方向與磁感線平行,此時線圈不切割磁感線,線圈中沒有感應電流產生。
交流討論
②線圈在什么位置時切割磁感線?
轉過平衡位置
③在線圈勻速連續轉動的過程中,每轉過一周,線圈中電流的方向改變的次數為( )次,所產生的電流是( )電。
兩
交流
實際上,交流發電機的結構要比原理圖所示的基本結構復雜得多,不過主要還是由轉動部分(轉子)不動部分(定子)和其他部件組成。
在大型發電機中,轉子實際上是產生磁場的電磁鐵,而產生感應電流的線圈卻是不動的(定子),這種結構便于產生高電壓和強電流。
種類 構造 工作原理 能量轉化
電動機
發電機 發電機與電動機的比較
由轉子和定子兩部分組成
利用通電線圈在磁場里轉動的原理
利用電磁感應原理
電能→機械能
機械能→電能
1.下列裝置中,利用電磁感應原理工作的是( )
A.司南 B.電磁繼電器 C.電動機 D.動圈式話筒
D
當堂檢測
2. 產生感應電流的條件是( )
A. 導體在磁場中運動
B. 導體在磁場中做切割磁感線運動
C. 閉合電路的一部分導體做切割磁感線運動
D. 閉合導體在磁場中做切割磁感線運動
C
3.如圖為發電機的工作原理圖,其中正確的是( )
A.發電機的基本原理是通電導體在磁場中受力的作用
B.發電機的基本原理是電磁感應
C.線圈在轉動過程中,感應電流的大小不變
D.線圈在轉動過程中,感應電流的方向不變
B
4.如圖所示是一手壓電筒,按壓手柄,塑料齒輪帶動線圈內磁性飛輪高速旋轉,使燈泡發光。下列四圖中與這一過程的工作原理相同的是( )
B
一、電磁感應
1.感應電流產生條件:
(1)電路閉合;(2)部分導體;(3)做切割磁感線運動。
2.感應電流方向的影響因素:
(1)導體的運動方向;(2)磁感線方向。
二、發電機
1.原理:電磁感應現象。
2.能量轉化:機械能轉化為電能。
課堂小結
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