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(共36張PPT)
第五節(jié) 電磁感應(yīng) 發(fā)電機(jī)
第十六章 電磁轉(zhuǎn)換
逐點(diǎn)
導(dǎo)講練
課堂小結(jié)
作業(yè)提升
學(xué)習(xí)目標(biāo)
課時(shí)講解
1
課時(shí)流程
2
電磁感應(yīng)現(xiàn)象
探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件
發(fā)電機(jī)
知識(shí)點(diǎn)
電磁感應(yīng)現(xiàn)象
知1－講
感悟新知
1
1. 體驗(yàn)磁生電現(xiàn)象
如圖1 所示，在微型風(fēng)扇的插頭處接一個(gè)發(fā)光二極管，旋轉(zhuǎn)葉片時(shí)，觀察到二極管發(fā)光；手指捏住插頭的兩個(gè)插腳，旋轉(zhuǎn)葉片時(shí)，手指感到麻．
知1－講
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分析結(jié)果
旋轉(zhuǎn)葉片時(shí)，實(shí)際上是線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，二極管發(fā)光、手指感到麻說(shuō)明產(chǎn)生電流，即線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)可以產(chǎn)生電流．
分析思考 二極管發(fā)光和手指感到麻說(shuō)明了什么？
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2. 電磁感應(yīng)現(xiàn)象
(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象：利用磁場(chǎng)產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫作電磁感應(yīng)現(xiàn)象. 電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流叫作感應(yīng)電流.
(2)發(fā)現(xiàn)：英國(guó)物理學(xué)家法拉第經(jīng)過(guò)近10 年的探索，于1831 年發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律.
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知1－練
如圖2 所示的小直流電動(dòng)機(jī)主要由磁鐵和線圈組成，小明為探究“直流電動(dòng)機(jī)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能否產(chǎn)生感應(yīng)電流”，將一個(gè)小燈泡連在完好的直流電動(dòng)機(jī)兩接線柱上，多次用力沿不同方向
轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸，小燈泡總不能
發(fā)光．
例 1
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知1－練
請(qǐng)你分析上述現(xiàn)象判斷：該電動(dòng)機(jī)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)燈絲中________(填“一定有”“可能有”或“一定無(wú)”)電流通過(guò)．為驗(yàn)證你的判斷，你可選用___________
________________來(lái)更好地判斷電流的有無(wú)．
可能有
小量程電流
表(或發(fā)光二極管)
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解題秘方：線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，這就是電磁感應(yīng)現(xiàn)象.
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解析：將一個(gè)小燈泡連在完好的直流電動(dòng)機(jī)兩接線柱上，多次用力沿不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸，線圈做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，若小燈泡完好，則一定會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，只是小燈泡的實(shí)際功率太小，燈泡不會(huì)發(fā)光；若小燈泡斷路，則電路中無(wú)電流. 為驗(yàn)證你的判斷，可以在電路中接入小量程電流表或用發(fā)光二極管替代小燈泡來(lái)判斷電流的有無(wú)．
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1.[中考· 江西] 如圖3 所示，卸下家用微型風(fēng)扇的插頭后，將兩根導(dǎo)線分別與靈敏電流計(jì)連接起來(lái)，用力轉(zhuǎn)動(dòng)風(fēng)扇葉子， 看到靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)， 這是________現(xiàn)象，此過(guò)程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為______.
電磁感應(yīng)
電能
知識(shí)點(diǎn)
探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件
知2－講
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2
1. 探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件
實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)：如圖4 所示，開關(guān)閉合，讓導(dǎo)體在磁場(chǎng)中保持靜止、沿不同方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察到的現(xiàn)象如表所示．
知2－講
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導(dǎo)體AB 在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的情況 電流計(jì)有無(wú)示數(shù)
靜止 無(wú)
沿豎直方向上下運(yùn)動(dòng) 無(wú)
沿水平方向左右運(yùn)動(dòng) 有
向左上方或右上方運(yùn)動(dòng) 有
沿AB 方向里外運(yùn)動(dòng) 無(wú)
知2－講
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分析思考 導(dǎo)體AB 產(chǎn)生感應(yīng)電流的運(yùn)動(dòng)是怎樣的？
分析結(jié)果
導(dǎo)體AB產(chǎn)生感應(yīng)電流的運(yùn)動(dòng)：導(dǎo)體AB做切割磁感線運(yùn)動(dòng).
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實(shí)驗(yàn)結(jié)論：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)．
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2. 探究感應(yīng)電流方向的影響因素
實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)：如圖4 所示，相同的磁場(chǎng)中，導(dǎo)體做切割磁感線運(yùn)動(dòng)由向左改成向右時(shí)，靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變；切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向相同，對(duì)調(diào)磁極(改變磁場(chǎng)方向)時(shí)，靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生改變．
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推理思考 如果導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向同時(shí)改變時(shí)，靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)方向是否改變？
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推理結(jié)果
只改變切割磁感線方向時(shí)，感應(yīng)電流方向發(fā)生改變，再改變磁場(chǎng)方向時(shí)，感應(yīng)電流方向再次改變，兩次改變導(dǎo)致電流方向和原來(lái)電流方向相同，即切割磁感線運(yùn)動(dòng)方向和磁場(chǎng)方向同時(shí)改變時(shí)，靈敏電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)方向不會(huì)改變.
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實(shí)驗(yàn)結(jié)論：感應(yīng)電流的方向與磁場(chǎng)方向和導(dǎo)體切割磁感線運(yùn)動(dòng)的方向有關(guān)．
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[中考 ·武漢] 某同學(xué)用如圖甲所示的裝置探究什么情況下磁可以生電. 在蹄形磁體的磁場(chǎng)中放置一根導(dǎo)線，導(dǎo)線兩端跟電流表連接組成閉合回路．
例2
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解題秘方：產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件有兩個(gè)：一是電路是閉合的；二是導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)；兩者缺一不可．
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(1)讓導(dǎo)線AB 在磁場(chǎng)中靜止， 觀察到電流表指針______；讓導(dǎo)線AB 在磁場(chǎng)中靜止，換用磁性更強(qiáng)的蹄形磁體，觀察到電流表指針______ ；保持蹄形磁體靜止，讓導(dǎo)線AB 從圖中所示位置水平向右運(yùn)動(dòng)，
觀察到電流表指針______ ．
(均填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”)
不偏轉(zhuǎn)
不偏轉(zhuǎn)
偏轉(zhuǎn)
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解析：讓導(dǎo)線AB 在磁場(chǎng)中靜止，導(dǎo)線在磁場(chǎng)中
沒(méi)有做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，觀察到電流表指針不偏轉(zhuǎn)；讓導(dǎo)線AB 在磁場(chǎng)中靜止，換用磁性更強(qiáng)的蹄形磁體，同樣不會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，從而觀察不到指針偏轉(zhuǎn)；保持蹄形磁體靜止，讓導(dǎo)線AB 從圖中所示位置水平向右運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)線在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，有感應(yīng)電流產(chǎn)生，會(huì)觀察到電流表指針偏轉(zhuǎn)；
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(2)圖乙中的a 表示垂直于紙面的一根導(dǎo)線，它是閉合電路的一部分．它在磁場(chǎng)中按箭頭方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流的是______(填標(biāo)號(hào))．
C、D
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知2－練
解析：由圖乙可知，C、D 兩圖中導(dǎo)線做切割磁感線
運(yùn)動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流；A、B 兩圖中的導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)時(shí)沒(méi)有切割磁感線，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流．
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知2－練
2. 如圖甲所示，是“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生條件”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．
(1)磁體和導(dǎo)體棒AB 相對(duì)靜止，閉合開關(guān)，
能否觀察到靈敏電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象？
答：___________．
否
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知2－練
(2)探究感應(yīng)電流方向與導(dǎo)體切割磁感線方向的關(guān)系時(shí)， 應(yīng)該保持_________的方向不變．
(3)小明猜想磁場(chǎng)強(qiáng)弱會(huì)影響感應(yīng)電
流大小，于是他設(shè)計(jì)了圖乙所示
的電磁鐵代替原有磁體再次實(shí)驗(yàn)，
此時(shí)需要在圖乙的電路中再接入
的元件是__________.
磁場(chǎng)
滑動(dòng)變阻器
知識(shí)點(diǎn)
發(fā)電機(jī)
知3－講
感悟新知
3
1. 原理：電磁感應(yīng)現(xiàn)象.
2. 結(jié)構(gòu)：手搖發(fā)電機(jī)模型如圖7 甲所示、工作原理圖如圖乙所
知3－講
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3. 觀察手搖發(fā)電機(jī)電流的特點(diǎn)
實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)：(1)如圖7 所示，搖動(dòng)手柄時(shí)，觀察小燈泡亮度時(shí)刻在改變；(2)將小燈泡換成小量程電流表，緩慢地?fù)u動(dòng)手柄，
觀察到電流表指
針左右擺動(dòng)．
知3－講
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分析思考 小燈泡亮暗的改變、電流表指針的左右擺動(dòng)，分別說(shuō)明手搖發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流有什么特點(diǎn)？
分析結(jié)果
小燈泡亮暗時(shí)刻在變化，說(shuō)明發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流大小時(shí)刻在變化；電流表指針左右擺動(dòng)，說(shuō)明發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電流方向時(shí)刻在變化.
知3－講
感悟新知
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小和方向隨時(shí)間周期性變化，這種電流叫作交變電流, 即交流電.
4. 能量轉(zhuǎn)化：發(fā)電機(jī)工作時(shí)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能；發(fā)電過(guò)程中，因線圈的電阻、轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的摩擦，有部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．
知3－講
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知識(shí)拓展
我國(guó)供生產(chǎn)和生活用的交流電的周期是0.02秒，頻率是50赫茲，其意義是發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)1周用0.02秒，即1秒內(nèi)線圈轉(zhuǎn)50 周.
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知3－練
[廣東模擬] 發(fā)電機(jī)的工作原理是___________，能說(shuō)明直流電動(dòng)機(jī)工作原理的是圖中的_______(填“甲”或“乙”).
例 3
電磁感應(yīng)
乙
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解題秘方：判斷電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)模型的依據(jù)：電路中有無(wú)電源；有電源的是電動(dòng)機(jī)，無(wú)電源的是發(fā)電機(jī).
感悟新知
知3－練
解析：甲圖中沒(méi)有電源，即線圈做切割磁感線運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生電流，即甲是發(fā)電機(jī)的工作原理圖；乙圖中有電源，即通電后磁場(chǎng)中的線圈會(huì)受力運(yùn)動(dòng)，所以乙是直流電動(dòng)機(jī)的工作原理圖．
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知3－練
3. 如圖所示，將甲、乙兩個(gè)微型電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)軸對(duì)接并固定在一起，閉合開關(guān)后兩電動(dòng)機(jī)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，小燈泡發(fā)光. 此處產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象的是______(填“甲”或“乙”)電動(dòng)機(jī). 該過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化
是將電能→______能→電
能，最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能．
甲
機(jī)械
電磁感應(yīng) 發(fā)電機(jī)
發(fā)電機(jī)
原理
結(jié)構(gòu)
交流電
電磁感應(yīng)
定子、轉(zhuǎn)子

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