資源簡介

(共55張PPT)
20.6磁生電
第二十章 電與磁
人教版2024版物理九年級全冊【精做課件】
授課教師：********
班 級：********
時 間：********
磁生電教案
一、教學目標
（一）知識與技能目標
學生能夠準確闡述電磁感應現(xiàn)象，清晰說明產(chǎn)生感應電流的條件，包括閉合電路、部分導體、切割磁感線運動等關(guān)鍵要素。
深入理解感應電流的方向與導體切割磁感線運動方向、磁場方向之間的關(guān)系，熟練運用右手定則判斷感應電流的方向。
掌握發(fā)電機的基本構(gòu)造和工作原理，明確發(fā)電機是如何將機械能轉(zhuǎn)化為電能的，能夠正確區(qū)分直流發(fā)電機和交流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)特點和工作過程。
學會分析電磁感應現(xiàn)象在生活和生產(chǎn)中的應用實例，如發(fā)電機在發(fā)電站中的工作情況、動圈式話筒的工作原理等，能夠運用所學知識解釋相關(guān)現(xiàn)象。
（二）過程與方法目標
通過觀察和實驗探究電磁感應現(xiàn)象，如探究產(chǎn)生感應電流條件的實驗、研究感應電流方向影響因素的實驗等，培養(yǎng)學生的觀察能力、實驗操作能力和科學探究能力，讓學生經(jīng)歷科學探究的基本過程，包括提出問題、猜想假設(shè)、設(shè)計實驗、進行實驗、收集證據(jù)、分析論證、評估交流等環(huán)節(jié)。
在探究過程中，引導學生運用控制變量法、轉(zhuǎn)換法等科學研究方法，提高學生分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和創(chuàng)新思維能力。
通過對發(fā)電機工作原理的分析和理解，以及對電磁感應現(xiàn)象應用實例的討論，培養(yǎng)學生將物理知識與實際生活、生產(chǎn)相聯(lián)系的能力，提高學生運用物理知識解釋實際問題的能力，增強學生的知識遷移能力。
（三）情感態(tài)度與價值觀目標
充分激發(fā)學生對電磁感應現(xiàn)象的探究興趣，培養(yǎng)學生對科學的好奇心和求知欲，引導學生主動探索磁生電的奧秘，體驗科學探究的樂趣和成功的喜悅，從而激發(fā)學生學習物理的積極性和主動性。
通過小組合作實驗和討論交流活動，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神和溝通交流能力，讓學生學會傾聽他人的意見和建議，共同完成學習任務(wù)，培養(yǎng)學生的合作意識和集體榮譽感。
引導學生關(guān)注電磁感應現(xiàn)象在現(xiàn)代科技、能源領(lǐng)域中的廣泛應用，如風力發(fā)電、水力發(fā)電、太陽能發(fā)電等，體會物理知識對推動社會進步和人類發(fā)展的重要作用，增強學生的科技意識和社會責任感，培養(yǎng)學生熱愛科學、勇于創(chuàng)新的精神。
二、教學重難點
（一）教學重點
深刻理解電磁感應現(xiàn)象，熟練掌握產(chǎn)生感應電流的條件，能夠通過實驗準確判斷是否產(chǎn)生感應電流。
清晰掌握感應電流的方向與導體切割磁感線運動方向、磁場方向之間的關(guān)系，能夠正確運用右手定則判斷感應電流方向。
明確發(fā)電機的基本構(gòu)造和工作原理，理解發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)化為電能的過程，能夠區(qū)分直流發(fā)電機和交流發(fā)電機的特點。
能夠分析電磁感應現(xiàn)象在生活和生產(chǎn)中的常見應用實例，運用所學知識解釋相關(guān)現(xiàn)象和原理。
（二）教學難點
設(shè)計并完成探究電磁感應現(xiàn)象的實驗，準確控制實驗變量，對實驗現(xiàn)象進行科學分析和歸納總結(jié)，得出產(chǎn)生感應電流的條件和感應電流方向的影響因素。
理解右手定則的物理意義和適用范圍，能夠準確運用右手定則判斷感應電流方向，尤其是在復雜的電磁情境中正確應用。
理解發(fā)電機復雜的工作過程，包括定子、轉(zhuǎn)子、電刷、換向器（或滑環(huán)）等部件的協(xié)同工作機制，以及如何實現(xiàn)機械能到電能的持續(xù)穩(wěn)定轉(zhuǎn)化。
培養(yǎng)學生將電磁感應現(xiàn)象抽象的原理與實際生活中的應用相結(jié)合的能力，解決實際應用中遇到的問題，如根據(jù)實際需求設(shè)計簡單的電磁感應裝置等。
三、教學方法
實驗探究法：組織學生進行探究電磁感應現(xiàn)象的實驗，如探究產(chǎn)生感應電流條件的實驗、研究感應電流方向影響因素的實驗等，讓學生親身體驗科學探究過程，培養(yǎng)學生的實踐能力和科學思維。通過實驗，讓學生直觀地觀察實驗現(xiàn)象，獲取第一手資料，從而得出科學結(jié)論。
講授法：系統(tǒng)講解電磁感應現(xiàn)象的概念、產(chǎn)生感應電流的條件、感應電流方向的判斷方法、發(fā)電機的構(gòu)造和工作原理等核心知識，幫助學生構(gòu)建完整的知識體系，確保學生掌握物理概念和原理的本質(zhì)。
直觀演示法：利用實驗演示、多媒體課件、動畫、視頻等直觀手段，展示電磁感應現(xiàn)象的實驗過程、發(fā)電機的工作過程等，將抽象的物理知識直觀化、形象化，便于學生理解和掌握。例如，通過動畫演示發(fā)電機中線圈在磁場中的轉(zhuǎn)動過程，以及感應電流的產(chǎn)生和變化情況，幫助學生建立清晰的物理模型。
討論法：組織學生討論實驗方案、實驗現(xiàn)象、電磁感應現(xiàn)象的應用實例等，促進學生之間的思想交流與碰撞，加深學生對知識的理解。在討論過程中，鼓勵學生發(fā)表自己的觀點和看法，培養(yǎng)學生的批判性思維和創(chuàng)新思維能力。
案例分析法：分析電磁感應現(xiàn)象在生活和生產(chǎn)中的實際應用案例，如發(fā)電機在發(fā)電站中的應用、動圈式話筒的工作原理、磁懸浮列車中的電磁感應技術(shù)等，引導學生運用所學知識解釋這些案例中的物理原理，提高學生的知識應用能力和解決實際問題的能力。
四、教學過程
（一）導入新課（5 分鐘）
生活實例引入：播放一段水電站發(fā)電的視頻，展示巨大的水輪機在水流的推動下轉(zhuǎn)動，進而帶動發(fā)電機發(fā)電，為千家萬戶輸送電能的場景。吸引學生注意力后，提問學生：“水電站里的發(fā)電機是如何把水流的能量轉(zhuǎn)化為電能的？是什么原理讓發(fā)電機能夠產(chǎn)生電流？” 引導學生思考，激發(fā)學生對磁生電現(xiàn)象的好奇心和探究欲望。
復習舊知：回顧上節(jié)課所學的電生磁的相關(guān)知識，如奧斯特實驗表明通電導體周圍存在磁場，通電螺線管的磁場特點等。提問學生：“既然電能生磁，那么磁能不能生電呢？” 通過復習舊知，引發(fā)學生的聯(lián)想和思考，自然引出本節(jié)課的課題 —— 磁生電。
（二）新課教學
電磁感應現(xiàn)象的探究（25 分鐘）
提出問題：引導學生思考并提出問題：“在什么情況下，磁場中能夠產(chǎn)生電流？” 鼓勵學生大膽猜想，學生可能會提出導體在磁場中運動、磁場發(fā)生變化等猜想。
設(shè)計實驗：組織學生分組討論實驗方案，確定采用控制變量法進行實驗。準備實驗器材，如蹄形磁體、導線、靈敏電流計、開關(guān)、金屬棒等。明確實驗步驟：①將導線、靈敏電流計、開關(guān)組成閉合電路，把金屬棒放在蹄形磁體的磁場中，保持金屬棒靜止，觀察靈敏電流計指針是否偏轉(zhuǎn)；②讓金屬棒在磁場中沿不同方向運動，如水平向左、水平向右、豎直向上、豎直向下等，觀察靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)情況；③改變磁場方向，再次讓金屬棒在磁場中運動，觀察靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)情況。教師對各小組的實驗方案進行點評和指導，完善實驗設(shè)計。
進行實驗：學生分組進行實驗，教師巡視指導，提醒學生注意實驗安全，如正確連接電路，避免短路；合理選擇靈敏電流計的量程等。同時，指導學生規(guī)范操作，準確記錄實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。
分析論證：實驗結(jié)束后，各小組整理實驗數(shù)據(jù)和現(xiàn)象，在黑板上展示部分小組的實驗結(jié)果。引導學生對實驗數(shù)據(jù)進行分析，得出結(jié)論：閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，電路中會產(chǎn)生感應電流。強調(diào)產(chǎn)生感應電流的三個條件：閉合電路、一部分導體、切割磁感線運動，缺一不可。通過對比實驗，讓學生理解只有同時滿足這三個條件，才能產(chǎn)生感應電流。
拓展延伸：介紹法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應現(xiàn)象的歷史背景和過程，讓學生了解科學探究的艱辛和科學家的執(zhí)著精神。同時，引導學生思考如果電路不閉合，導體在磁場中做切割磁感線運動時會發(fā)生什么現(xiàn)象，拓展學生的思維。
感應電流的方向（15 分鐘）
實驗探究：提出問題：“感應電流的方向與哪些因素有關(guān)？” 引導學生猜想感應電流的方向可能與導體切割磁感線運動方向、磁場方向有關(guān)。利用剛才的實驗裝置，再次進行實驗。保持磁場方向不變，改變導體切割磁感線運動方向，觀察靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)方向；然后保持導體切割磁感線運動方向不變，改變磁場方向，再次觀察靈敏電流計指針的偏轉(zhuǎn)方向。通過實驗現(xiàn)象，讓學生直觀地認識到感應電流的方向與導體切割磁感線運動方向、磁場方向有關(guān)。
右手定則：講解右手定則的內(nèi)容：伸開右手，使拇指與其余四個手指垂直，并且都與手掌在同一平面內(nèi)；讓磁感線從掌心進入，并使拇指指向?qū)w切割磁感線的運動方向，這時四指所指的方向就是感應電流的方向。通過多媒體動畫，演示右手定則的應用過程，幫助學生理解和記憶。讓學生通過實際操作，用右手定則判斷實驗中感應電流的方向，加深對右手定則的理解和掌握。
應用練習：給出一些具體的電磁感應情境，如導體在不同方向的磁場中以不同方向切割磁感線，讓學生運用右手定則判斷感應電流的方向，進行鞏固練習。同時，引導學生思考在實際生活和生產(chǎn)中，如何利用右手定則判斷感應電流方向，解決實際問題。
發(fā)電機（20 分鐘）
構(gòu)造展示與講解：展示發(fā)電機的實物模型、圖片和內(nèi)部結(jié)構(gòu)動畫，詳細介紹發(fā)電機的基本構(gòu)造，主要由定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成。定子是固定不動的部分，通常是磁體，它提供磁場；轉(zhuǎn)子是可以轉(zhuǎn)動的部分，主要是線圈，在磁場中轉(zhuǎn)動。此外，還有電刷、換向器（直流發(fā)電機）或滑環(huán)（交流發(fā)電機）等部件。通過實物展示和動畫演示，讓學生清晰地了解發(fā)電機各部件的形狀、位置和作用。
工作原理分析：利用多媒體動畫，動態(tài)展示發(fā)電機的工作過程。講解發(fā)電機的工作原理：當外力（如水輪機、汽輪機等）帶動轉(zhuǎn)子在磁場中轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子上的線圈做切割磁感線運動，根據(jù)電磁感應現(xiàn)象，線圈中會產(chǎn)生感應電流。由于線圈在不斷地轉(zhuǎn)動，切割磁感線的方向不斷改變，所以產(chǎn)生的感應電流的方向也在不斷改變，從而形成交流電。對于直流發(fā)電機，通過換向器的作用，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電輸出。組織學生分組討論發(fā)電機工作過程中能量的轉(zhuǎn)化情況，明確發(fā)電機是將機械能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。
直流發(fā)電機與交流發(fā)電機的對比：對比直流發(fā)電機和交流發(fā)電機的結(jié)構(gòu)和工作過程，讓學生了解它們的區(qū)別。直流發(fā)電機通過換向器改變電流方向，輸出的是直流電；交流發(fā)電機通過滑環(huán)與電刷連接，輸出的是交流電。分析它們在不同應用場景中的優(yōu)缺點，如直流發(fā)電機常用于需要穩(wěn)定直流電源的設(shè)備，交流發(fā)電機則廣泛應用于電力系統(tǒng)中，為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活提供交流電。引導學生思考在實際生活中，哪些設(shè)備使用直流發(fā)電機，哪些設(shè)備使用交流發(fā)電機，加深學生對兩種發(fā)電機的理解。
電磁感應現(xiàn)象的應用（10 分鐘）
生活應用實例：介紹電磁感應現(xiàn)象在生活中的廣泛應用，如動圈式話筒。展示動圈式話筒的實物和結(jié)構(gòu)示意圖，講解其工作原理：當人對著話筒說話時，聲音引起膜片振動，與膜片相連的線圈也跟著在磁場中做切割磁感線運動，從而產(chǎn)生感應電流，將聲音信號轉(zhuǎn)化為電信號。通過實際演示，讓學生更直觀地感受動圈式話筒的工作過程。引導學生思考生活中還有哪些地方應用了電磁感應現(xiàn)象，如變壓器、電磁爐等，鼓勵學生積極發(fā)言，分享自己的發(fā)現(xiàn)。
生產(chǎn)應用實例：講解電磁感應現(xiàn)象在生產(chǎn)中的應用，如發(fā)電機在發(fā)電站中的工作情況。以火力發(fā)電站、水力發(fā)電站、風力發(fā)電站為例，介紹不同類型發(fā)電站中發(fā)電機的工作原理和能量轉(zhuǎn)化過程。通過圖片和視頻資料，展示發(fā)電站的全貌和發(fā)電機的運行情況，讓學生了解大規(guī)模發(fā)電的過程和原理。同時，介紹一些新興的發(fā)電技術(shù)，如太陽能光伏發(fā)電、潮汐能發(fā)電等，拓寬學生的視野，引導學生關(guān)注能源領(lǐng)域的發(fā)展。
（三）課堂小結(jié)（5 分鐘）
知識梳理：引導學生回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容，包括電磁感應現(xiàn)象、產(chǎn)生感應電流的條件、感應電流的方向、發(fā)電機的構(gòu)造和工作原理以及電磁感應現(xiàn)象的應用等。通過知識梳理，幫助學生構(gòu)建完整的知識框架，加深對重點知識的理解和記憶。
重點強調(diào)：強調(diào)本節(jié)課的重點知識，如電磁感應現(xiàn)象的本質(zhì)、產(chǎn)生感應電流的條件、右手定則的應用、發(fā)電機的工作原理等，提醒學生注意容易混淆和出錯的地方，如產(chǎn)生感應電流的三個條件必須同時滿足，右手定則中各手指的指向要正確對應等。
（四）課堂練習（10 分鐘）
基礎(chǔ)練習：
填空題：閉合電路的一部分導體在磁場中做______運動時，電路中會產(chǎn)生感應電流，這種現(xiàn)象叫做______。
選擇題：下列關(guān)于電磁感應現(xiàn)象的說法中，正確的是（ ）
A. 只要導體在磁場中運動，就會產(chǎn)生感應電流
B. 閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中會產(chǎn)生感應電流
C. 感應電流的方向只與導體切割磁感線的運動方向有關(guān)
D. 感應電流的方向只與磁場方向有關(guān)
綜合練習：給出一個實際問題，如 “如圖所示，在蹄形磁體的磁場中，有一根導體 AB，當導體 AB 沿______方向運動時（選填 “豎直向上”“豎直向下”“水平向左” 或 “水平向右”），電路中會產(chǎn)生感應電流；若要改變感應電流的方向，可以采取的方法是______。” 讓學生運用所學知識進行分析和解答，培養(yǎng)學生綜合運用知識解決問題的能力。
（五）布置作業(yè)（5 分鐘）
基礎(chǔ)作業(yè)：完成課本課后練習題中與磁生電相關(guān)的題目，鞏固課堂所學的基礎(chǔ)知識和技能。
實踐作業(yè)：讓學生在家中利用廢舊物品，嘗試制作一個簡易的發(fā)電機模型，如利用玩具電動機的線圈和磁鐵，制作一個手搖發(fā)電機。下節(jié)課進行分享和交流，展示自己的作品，講解制作過程和工作原理，培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新思維。
5
課堂檢測
4
新知講解
6
變式訓練
7
中考考法
8
小結(jié)梳理
學習目錄
1
復習引入
2
新知講解
3
典例講解
　　奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應后，許多科學家都在思索：既然電流能產(chǎn)生磁，那么磁能否產(chǎn)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(fā)現(xiàn)了利用磁場產(chǎn)生電流的條件和規(guī)律。
　　根據(jù)這個發(fā)現(xiàn)，后來發(fā)明了發(fā)電機，使人類大規(guī)模用電成為可能，開辟了電氣化的時代。
風力發(fā)電
水力發(fā)電
火力發(fā)電
思考：發(fā)電機是如何發(fā)電的呢？
1. 知道電磁感應現(xiàn)象及產(chǎn)生感應電流的條件；知道發(fā)電機的原理，能說出發(fā)電機為什么能發(fā)電，知道發(fā)電機發(fā)電過程中的能量轉(zhuǎn)化；知道什么是交流電；能區(qū)別直流電和交流電，知道我國供電頻率是50 Hz。
2. 通過探究磁生電的條件，進一步了解電和磁之間的相互聯(lián)系，提高學生觀察能力、分析概括能力和聯(lián)系簡單現(xiàn)象探索物理規(guī)律的能力。
【提出問題】什么情況下磁場里的導線中能夠產(chǎn)生電流？
【猜想與假設(shè)】
（1）能夠產(chǎn)生電流，導線要連成閉合電路。
（2）通電導線在磁場中受力運動，那么反過來，讓導線在磁場中運動，可能會產(chǎn)生電流。
1. 實驗探究：什么情況下磁能生電
一、什么情況下磁能生電
【設(shè)計實驗】
（1）用蹄形磁體提供磁場。
（2）用電流表檢驗電路中是否有電流。
（3）產(chǎn)生電流的條件可能有多個，采用控制變量法進行探究。
（4）蹄形磁體、導線、電流表。
（5）在蹄形磁體的磁場中放置一根導線，導線的兩端跟電流表連接，如圖所示。進行如下操作，注意觀察電流表指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
一、什么情況下磁能生電
實驗 操作
示意圖
實驗 現(xiàn)象
（1）閉合開關(guān)，讓導線AB在磁場中靜止
（2）讓導線在磁場中沿豎直方向上下運動（與磁感線平行）
【進行實驗】
一、什么情況下磁能生電
指針不偏轉(zhuǎn)
指針不偏轉(zhuǎn)
實驗 操作
示意圖
實驗 現(xiàn)象
（3）讓導線在磁場中沿水平方向里外運動（與AB平行）
（4）讓導線在磁場中沿水平方向左右運動（切割磁感線）
一、什么情況下磁能生電
指針不偏轉(zhuǎn)
指針偏轉(zhuǎn)
實驗 操作
示意圖
實驗 現(xiàn)象
（5）讓導線在磁場中斜向上運動（或斜向下）
（6）斷開開關(guān)，讓導線在磁場中沿水平方向左右運動（切割磁感線）
一、什么情況下磁能生電
指針偏轉(zhuǎn)
指針不偏轉(zhuǎn)
【探究分析】
如果把磁感線想象成一根根實實在在的線，把導線想象成一把刀，表達起來可能會方便些。
一、什么情況下磁能生電
（1）由實驗（1）、（2）、（3）可知，
電路閉合，導體在磁場中不做切割磁感線運動時，電流表的指針不偏轉(zhuǎn)，表明沒有電流產(chǎn)生。
（2）由實驗（4）、（5）可知，電路閉合，導體在磁場中做切割磁感線運動時，電流表的指針偏轉(zhuǎn)，表明產(chǎn)生了電流。
（3）由實驗（6）可知，電路斷開，導體在磁場中做切割磁感線運動時，電流表的指針不偏轉(zhuǎn)，表明沒有電流產(chǎn)生。
（1）閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應，產(chǎn)生的電流叫做感應電流。
（2）導體中產(chǎn)生感應電流的條件：
①導體是閉合電路的一部分；
②導體在磁場中做切割磁感線運動。
【實驗結(jié)論】
一、什么情況下磁能生電
2. 注意理解產(chǎn)生感應電流的條件
（1）產(chǎn)生感應電流的兩個條件缺一不可。如果電路不閉合，導體做切割磁感線運動時，能產(chǎn)生感應電壓，不會產(chǎn)生感應電流。
（2）對“切割磁感線運動”的理解：導體運動方向與磁感線方向垂直或有一定的角度，但不能平行。
（3）磁體不動，導體AB左右運動能產(chǎn)生感應電流；若AB不動，磁體左右運動，仍能切割磁感線產(chǎn)生感應電流。
3. 電磁感應現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化
在電磁感應現(xiàn)象中，消耗了機械能，得到了電能，即機械能轉(zhuǎn)化為電能。
一、什么情況下磁能生電
4. 實驗探究：影響感應電流方向的因素
（1）閉合開關(guān)讓導體向左運動，觀察實驗現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。
（2）閉合開關(guān)讓導體向右運動，觀察實驗現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)電流表指針向左偏轉(zhuǎn)。
【進行實驗】
一、什么情況下磁能生電
（3）將磁體的N、S極對調(diào)，閉合開關(guān)，讓導體向左運動，電流表指針向左偏轉(zhuǎn)。
（4）將磁體的N、S極對調(diào)，閉合開關(guān)，讓導體向右運動，電流表指針向右偏轉(zhuǎn)。
一、什么情況下磁能生電
【探究分析】
（1）比較實驗（1）與（2）或（3）與（4）的實驗可知，在磁場方向不變時，導體做切割磁感線運動的方向相反，感應電流的方向相反，說明感應電流的方向與導體切割磁感線運動的方向有關(guān)。
（2）比較（1）與（3）或（2）與（4）的實驗可知，在導體做切割磁感線運動的方向相同時，調(diào)換磁體N、S極的位置，感應電流的方向相反，說明感應電流的方向與磁場的方向有關(guān)。
（3）比較（1）與（4）或（2）與（3）的實驗可知，磁極和導體切割磁感線的方向均發(fā)生了改變，但感應電流的方向不變，說明同時使磁場方向和導體做切割磁感線運動的方向反向時，感應電流方向不變。
一、什么情況下磁能生電
【實驗結(jié)論】
在電磁感應中，感應電流的方向跟導體在磁場中做切割磁感線運動的方向和磁場的方向有關(guān)。
只改變磁場的方向或?qū)w做切割磁感線運動的方向，感應電流的方向改變；若同時將磁場的方向和導體做切割磁感線運動的方向改變，則感應電流的方向不變。
一、什么情況下磁能生電
視頻演示——《探究感應電流的產(chǎn)生條件》
發(fā)電機怎樣發(fā)電？以手搖發(fā)電機為例學習發(fā)電原理。
1. 實驗探究：手搖發(fā)電機的發(fā)電情況
二、發(fā)電機
（1）觀察模型式手搖發(fā)電機的構(gòu)造
磁極是什么形狀的？線圈是通過哪些裝置和燈泡連接起來的？搖把是通過什么帶動線圈轉(zhuǎn)起來的？
手輪
磁鐵
線圈
小電燈
電刷
換向器
觀察結(jié)果：
磁鐵形狀是蹄形磁鐵 ；線圈是通過電刷與燈泡（或二極管）串聯(lián)的；搖把是通過皮帶帶動線圈轉(zhuǎn)動起來的。
（2）觀察手搖發(fā)電機轉(zhuǎn)速對小燈泡亮度的影響
用不同的轉(zhuǎn)速搖動轉(zhuǎn)輪，觀察燈泡亮度的變化情況。搖動轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)速越大，燈泡發(fā)光越亮。
二、發(fā)電機
（3）檢驗手搖發(fā)電機電流方向的變化
①用兩個發(fā)光二極管極性相反地并聯(lián)起來，并與發(fā)電機串聯(lián)。轉(zhuǎn)動搖把，觀察二極管的發(fā)光情況。
②實驗現(xiàn)象與分析：
二極管交替發(fā)光，說明產(chǎn)生的電流方向不停在改變。
（4）探究結(jié)論
發(fā)電機產(chǎn)生的電流的大小和方向是變化的；電流的大小與發(fā)電機的轉(zhuǎn)速有關(guān)。
二、發(fā)電機
視頻欣賞——《手搖發(fā)電機工作原理 》
（1）如果導線左右往復運動，電流表指針來回擺動，電路中產(chǎn)生的是交變電流，簡稱交流。
（2）交變電流的頻率在數(shù)值上等于電流在每秒內(nèi)周期性變化的次數(shù)。
我國電網(wǎng)以交流供電，頻率為50Hz。
2. 交變電流
二、發(fā)電機
（1）發(fā)電機主要構(gòu)造
磁鐵、線圈abcd、銅環(huán)K和L、電刷A與B等。
（2）主要部分作用
①磁鐵：用來產(chǎn)生磁場；
②線圈abcd轉(zhuǎn)動時，切割磁感線，產(chǎn)生感應電流；
③銅環(huán)：兩個銅環(huán)隨線圈一起轉(zhuǎn)動，與外部電路組成一閉合回路；
④電刷：感應電流通過電刷流出。
3. 交流發(fā)電機
磁鐵
銅環(huán)
電刷
線圈abcd
二、發(fā)電機
（3）交流發(fā)電機工作原理示意圖
導線ab邊向左運動，cd邊向右運動，不切割磁感線，沒有電流。
導線ab邊向下切割磁感線，cd邊向上切割磁感線，產(chǎn)生感應電流。外部電流方向為A到B。
B
A
線圈轉(zhuǎn)過半周時，ab邊向右運動，cd邊向左運動，不切割磁感線，沒有電流。
導線ab邊向上切割磁感線，cd邊向下切割磁感線，產(chǎn)生感應電流。外部電流方向為B到A。
B
A
二、發(fā)電機
甲
乙
丙
丁
①圖甲和圖丙中導線運動方向和磁感線方向平行，不切割磁感線，沒有電流產(chǎn)生。
②圖乙和丁中導線切割磁感線，有電流產(chǎn)生，但切割磁感線的方向相反，所以電流方向相反。每當經(jīng)過磁感線與線圈平面垂直的位置時，線圈中的電流方向改變一次，線圈轉(zhuǎn)一周，電流方向改變兩次。
③線圈不停轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電流交替往復，形成持續(xù)的電流。
甲 乙 丙 丁
二、發(fā)電機
4. 實際發(fā)電機的構(gòu)造與能量轉(zhuǎn)化
（1）構(gòu)造
主要有磁體、線圈、銅環(huán)和電刷四個基本組成部分。概括地講是由定子（固定部分）和轉(zhuǎn)子（轉(zhuǎn)動部分）兩部分組成。實際上大型發(fā)電機多采用線圈不動、磁極旋轉(zhuǎn)的方式來發(fā)電，叫旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機。
轉(zhuǎn)子
定子
大型發(fā)電機安裝轉(zhuǎn)子
二、發(fā)電機
實際的發(fā)電機靠內(nèi)燃機、水輪機、汽輪機等機械的帶動，把燃料中的化學能或者水庫中水流的動能轉(zhuǎn)化為電能。
（2）發(fā)電機發(fā)電的過程是能量轉(zhuǎn)化的過程
二、發(fā)電機
水的機械能
發(fā)電機轉(zhuǎn)子
的機械能
電能
①水電站
水力發(fā)電是利用水從高處流下推動水輪機轉(zhuǎn)動，水輪機再帶動發(fā)電機工作，把水的機械能轉(zhuǎn)化為電能。
發(fā)電機的軸是豎直安裝的，軸的下面連接著水輪機， 在強大水流的沖擊下旋轉(zhuǎn).
二、發(fā)電機
②火電站
火力發(fā)電是利用可燃物在燃燒時產(chǎn)生的內(nèi)能，通過發(fā)電動力裝置轉(zhuǎn)換成電能的一種發(fā)電方式。
燃料的化學能
電能
二、發(fā)電機
視頻演示——《發(fā)電機原理》
三、磁記錄
1. 軟磁性材料和硬磁性材料
（1）磁化：鐵棒和鋼棒本來不能吸引鋼鐵，當磁體靠近它或者與它接觸時，它便有了吸引鋼鐵的性質(zhì)，也就是被磁化了。
（2）軟磁性材料：軟鐵磁化后，磁性很容易消失，稱為軟磁性材料。
（3）硬磁性材料：而鋼等物質(zhì)在磁化后，磁性能夠保持，稱為硬磁性材料。硬磁性材料可以做成永磁體，還可以用來記錄信息。
變壓器
三、磁記錄
2. 錄音機的原理
錄音時，聲音先轉(zhuǎn)變成強弱變化的電流，這樣的電流通過錄音磁頭，產(chǎn)生了強弱變化的磁場。磁帶劃過磁頭時，磁帶上的小顆粒被強弱不同地磁化，于是記錄了一連串有關(guān)磁性變化的信息。
放音時，磁帶貼著放音磁頭運動，磁性強弱變化的磁帶使放音磁頭中產(chǎn)生變化的感應電流，電流經(jīng)放大后使揚聲器發(fā)聲，這便“讀”出了錄音帶中記錄的信息。
錄音機的磁帶上就附有一層硬磁性材料制成的小顆粒。
三、磁記錄
3. 磁記錄的應用
隨著技術(shù)的不斷進步，磁記錄與人們的關(guān)系越來越密切。錄音帶、錄像帶，電腦中的磁盤，打電話的磁卡，銀行的信用卡，還有磁卡式車票等等，都是用磁來記錄信息的（左圖）。磁記錄技術(shù)提高了工作效率，給生活帶來了很大的方便（右圖）。
自動取款機（ ATM ）
利用磁性材料
記錄信息的產(chǎn)品
三、磁記錄
4. 交流回答
通過上面的學習，你能回答下面的問題嗎？
（1）磁帶上的什么物質(zhì)記錄了聲音、圖像等信息？
答：一層硬磁性材料制成的小顆粒。
（2）錄音機在把聲信號變成磁信號的過程中，要先把聲信號變成什么信號？
答：強弱變化的電流。
（3）錄音機怎樣把磁信號變成聲信號？
答：放音時，磁帶貼著放音磁頭運動，磁性強弱變化的磁帶使放音磁頭中產(chǎn)生變化的感應電流，電流經(jīng)過放大后使揚聲器發(fā)聲，這便“讀”出了錄音帶中記錄的信息。
三、磁記錄
（4）觀察磁帶、磁卡，找出涂有磁性物質(zhì)的部位。
（5）分組收集資料：人類在使用磁帶錄音之前，是用什么方法記錄聲信號的？寫出小論文，在全班交流。
1. ［2025·青島市北區(qū)期末］據(jù)物理學史記載，最先發(fā)現(xiàn)磁
可以生電的科學家是( )
C
A. 歐姆 B. 安培 C. 法拉第 D. 奧斯特
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2. 利用如圖所示的裝置探究什么情況下磁可以生電，導體
和電流計組成了閉合回路。下列說法正確的是( )
B
（第2題）
A. 磁體不動、導體 豎直向上運動時，
電流計指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)
B. 導體 不動、磁體向右下方運動時，
電流計指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)
C. 可得出的結(jié)論是閉合電路的一部分
導體在磁場中運動時就會產(chǎn)生感應電流
D. 這個過程是將電能轉(zhuǎn)化為機械能
【點撥】閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動
時，如導體 不動、磁體向右下方運動時，導體切割磁感線，
會產(chǎn)生感應電流，電流計指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
（第2題）
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（第3題）
3.為了探究手搖發(fā)電機發(fā)出的電流
大小和方向是否是變化的，進行了
如下兩個實驗：
（1）如圖甲所示，將手搖發(fā)電機
與小燈泡連接起來，搖動轉(zhuǎn)輪，可
以看到小燈泡發(fā)光，這表明電路中
有了______。用不同速度搖動轉(zhuǎn)輪，
若燈泡亮度______，則說明電流大
小是變化的。
電流
改變
（第3題）
（2）如圖乙所示，將兩個發(fā)光
二極管極性相反地并聯(lián)起來，并
與手搖發(fā)電機串聯(lián)，接下來的操
作是______________，若觀察到
緩慢轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)輪
兩個發(fā)光二極管交替發(fā)光
交流電
50
________________________的現(xiàn)象，說明電流的方向是變化
的，這表明該發(fā)電機發(fā)出的電是_________（填“交流電”或
“直流電”）。我國電網(wǎng)以交流電的形式供電，頻率為____ 。
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4.白鶴灘水電站位于四川省寧南
縣和云南省巧家縣境內(nèi)，是中國
第二大水電站，它的建設(shè)對促進
西部開發(fā)具有重要意義。圖____
乙
沒有
改變
是發(fā)電機基本構(gòu)造示意圖，線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過 瞬間，
線圈中______（填“有”或“沒有”）電流；線圈從圖示位置轉(zhuǎn)
過 后， 邊電流方向______（填“改變”或“不變”）。
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5. ［多選］如圖所示， 表示垂
直于紙面的一根導線，它是閉合電路的一部
分。當它在磁場中水平方向左右運動時，不
能產(chǎn)生感應電流的是( )
AB
A. B. C. D.
【點撥】如題圖所示， 表示垂直于紙面的
一根導線，屬于閉合電路的一部分。磁體
外部磁感線從極出來回到極， 情況下
運動的方向與磁感線平行，不能產(chǎn)生感應電流。
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6. ［2024·德州］如圖為一種無鏈條電動自行車，它結(jié)合了
人體動力和電池動力，騎行者踩腳踏板產(chǎn)生的動能可轉(zhuǎn)化為
電能，補充在鋰電池內(nèi)，之后通過鋰電池驅(qū)動后輪前行。下
列關(guān)于人體動力和電池動力的原理正確的是( )
A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ③④
√
【點撥】人體動力是將機械能轉(zhuǎn)化為電能，原理是電磁感應，
鋰電池驅(qū)動后輪前行是電能轉(zhuǎn)化為機械能，是磁場對通電導體
有力的作用。圖①是電磁感應現(xiàn)象，圖④是電動機的原理圖。
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7. 利用電源、單刀雙擲開關(guān)、滑動變阻器、 形磁體、導體棒、靈敏
電流計及若干根導線組成如圖所示的電路。下列說法正確的是 ( )
C
A. 當單刀雙擲開關(guān)的接線柱1、2接通時，該
模型為發(fā)電機模型
B. 當單刀雙擲開關(guān)的接線柱2、3接通時，該
模型為電動機模型
C. 當單刀雙擲開關(guān)的接線柱1、2接通時，可
探究磁場對電流的作用
D. 當單刀雙擲開關(guān)的接線柱2、3接通時，可
探究磁場對通電導體棒 的作用
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8. 科學研究的道路上經(jīng)常會出現(xiàn)令
人惋惜的遺憾。1825年，年輕物理
學家科拉頓一個人研究電磁現(xiàn)象，
其類似的裝置如圖甲所示，示意圖如圖乙。為避免磁體的磁
場對小磁針產(chǎn)生作用，把裝置放在兩個房間，在右邊房間里
把磁體反復并且插入線圈，然后科拉頓跑到左邊房間觀察，
結(jié)果沒有看到（小磁針）偏轉(zhuǎn)。下列說法正確的是( )
A. 該過程沒有發(fā)生電磁感應現(xiàn)象
B. 通電導體周圍產(chǎn)生磁場的現(xiàn)象叫
電磁感應現(xiàn)象
C. 科拉頓沒看到小磁針偏轉(zhuǎn)，是因
為線圈沒有產(chǎn)生電流
D. 科拉頓沒看到小磁針偏轉(zhuǎn)，是因
為當他切割完磁感線再跑到左邊房
間時，線圈中產(chǎn)生的電流已經(jīng)消失
√
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（第9題）
9. 如圖所示，把一條約
長的電線連在一個靈敏電流表的兩個接
線柱上，形成閉合電路。兩個搖動電線的同
學沿______（填“東西”或“南北”）方向站立
時，靈敏電流表的指針偏轉(zhuǎn)角度更大，你判
東西
東西站立時，搖動電線切割的磁感線最多
斷的理由是______________________________________。
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（第10題）
10.如圖所示，將導體 拉到一定的高
度處由靜止釋放，導體 重新進入磁
場中（擺動過程中導體 不碰到磁
體），忽略空氣阻力，則導體 _____
（填“能”或“不能”）擺動到剛開始下
落時的高度，你判斷的理由是_______
_________________________________
_________________________________
_____。
不能
導體做切割磁感線運動，產(chǎn)生感應電流，一部分機械能轉(zhuǎn)化為電能，機械能減小
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閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就產(chǎn)生電流，這種現(xiàn)象叫做電磁感應。產(chǎn)生的電流叫做感應電流。
電磁感應
現(xiàn)象
感應電流
磁生電
①閉合回路.
②部分導體在磁場中做切割磁感線運動.
①磁場方向.
②導體切割磁感線運動的方向.
四、課堂總結(jié)（1）
①原理：電磁感應現(xiàn)象.
②交變電流：電流的方向周期性變化。
③基本組成：定子、轉(zhuǎn)子.
④能量轉(zhuǎn)化：把機械能轉(zhuǎn)化為電能.
發(fā)電機
產(chǎn)生
條件
方向
四、課堂總結(jié)（2）
項目 直流電動機 交流發(fā)電機
原理圖
原理 通電線圈在磁場中受力轉(zhuǎn)動 電磁感應
構(gòu)造 與電刷接觸的是銅半環(huán) 與電刷接觸的是銅環(huán)
能量轉(zhuǎn)化 電能轉(zhuǎn)化為機械能 機械能轉(zhuǎn)化為電能
在電路中的作用 用電器 電源
區(qū)分方法 通電轉(zhuǎn)動 轉(zhuǎn)動生電
電動機與發(fā)電機比較
謝謝觀看！

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