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(共24张PPT)
第二十章 电与磁
第6节 磁生电
课前准备
学习目标
1.知道电磁感应现象和产生感应电流的条件。
2.了解发电机的原理，知道发电机发电过程的能量转化。
3.知道什么是交流电，知道我国供生产和生活用的交流电的频率是50Hz。
课前准备
学习重点 ：电磁感应现象和产生感应电流的条件；发电机的工作过程。
学习难点 ：电磁感应现象;发电机的工作原理。
学习方法 ：通过观察实验现象，讨论总结产生感应电流的条件。
相关准备：电流表、蹄形磁铁、导体、开关、手摇发电机一台、小灯泡、通过上网、查阅图书等方式收集法拉第的有关知识。
教学内容
01
情境引入
02
互动新授
03
巩固拓展
04
课堂小结
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情境引入
现在我们所用的发电机是可以产生电的，它是如何产生电的？它的工作原理是什么？什么条件下才能生电？
前面我们学过的奥斯特实验说明电可以生磁，那么反过来磁能不能生电呢？这就是我们今天所要学习的内容。
互动新授
思考问题：
（1）由奥斯特实验可知，当导线中有电流时，小磁针会转动，如果我们让小磁针转动，导线中会不会有电流产生呢？
（2）通电导线在磁场中会受到力的作用，从而使导线发生运动，如果让导线在磁场中先运动，导线中会不会产生电流呢？
一、磁生电
想一想
互动新授
【实验思路】
这里我们要讨论的是“磁生电”的问题。也就是我们如何通过实验来实现“磁生电”呢？这里有以下三个基本问题，请大家思考：
（1）磁场如何产生？
（2）如何判断产生了电流？
（3）如何产生电流？
互动新授
（1）用永磁体来提供磁场，这里用的是蹄形磁体。
（2）将灵敏电流表接入一个闭合电路中，若电路中有电流，电流表的指针会偏转。也就是若电流表指针偏转，则说明闭合电路中有电流。
（3）使导线静止在磁场中，或在磁场中运动，看看电路中是否有电流。
互动新授
【实验过程】
按照教材图20.6-2所示的方法进行分组实验。
互动新授
【实验过程】
互动新授
具体步骤：
（1）让导线在磁场中静止，观察电流表的指针是否偏转。换用不同强度的磁体，观察电流表的指针是否偏转。
（2）让导线在磁场中上、下运动，观察电流表的指针是否偏转。
（3）让导线在磁场中左、右运动，观察电流表的指针是否偏转。
（4）让导线在磁场中斜着运动，观察电流表的指针是否偏转。
实验产生的电流很小，用实验室常用的灯泡和电流表不容易观察，所以采用更灵敏的电流表，即灵敏电流表。
互动新授
仔细观察灵敏电流表的变化并进行记录。
互动新授
序号 开 关 磁场方向 导体ab的运动方向 指针的偏转方向
1 断开 上N下S 向各个方向运动 不偏转
2 闭合 上N下S 静止不动 不偏转
2 闭合 上N下S 向右运动 向左偏转
3 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转
4 闭合 上N下S 向上运动 不偏转
5 闭合 上N下S 向下运动 不偏转
6 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转
7 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转
互动新授
结合实验记录的结果并思考：在什么情况下磁能生电？
互动新授
如果把磁感线想象成一根根实实在在的线，把导线想象成一把刀，表达起来会方便些，讨论一下如何表达。
总结：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流（如图）。这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫作电磁感应，产生的电流叫作感应电流。
互动新授
法拉第
电磁感应现象是英国的物理学家法拉第发现的，他经过10年坚持不懈的努力，才发现了这一现象，这种热爱科学，坚持探索真理的可贵精神值得我们学习。这一现象的发现进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系，为发电机的研制奠定了理论基础，开辟了电气化时代，所以电磁感应现象的发现具有划时代的意义。
互动新授
制作手摇发电机。
（1）把手摇发电机跟小灯泡连接起来，摇动手柄使线圈在磁场中快速转动，观察小灯泡的发光情况；改变转速，观察转速和灯泡亮度的关系。
（2）取下灯泡，换上灵敏电流表，慢慢摇动发电机手柄，观察灵敏电流表指针偏转情况。
思考：①电路中为什么会产生电流，是怎样产生电流的？
②电流表的指针为什么发生左右摆动？说明了什么？
③电流的大小和方向的变化与什么因素有关？
1.交流电（AC）：
（1）概念：大小和方向随时间周期性变化的电流，叫交变电流，简称交流电。
（2）频率：电流在1秒内周期性变化的次数。单位是赫兹，符号是Hz；我国电网交流电频率为50Hz 。
2.直流电（DC）:方向不变的电流叫直流电。
互动新授
2.发电机的构造
如图为发电机的构造。由转子和定子两部分组成。
工作原理：电磁感应。
互动新授
互动新授
交流发电机的工作过程：
当线圈转到与磁感线垂直时，线圈没有切割磁感线，线圈中不产生电流
当线圈转过平衡位置时，线圈切割磁感线，线圈中产生电流
当线圈继续旋转，线圈转过了180度以后，线圈的每条边的运动方向正好相反，故它们产生感应电流的方向也会相反
当转子继续向下旋转到达与磁感线垂直位置时，线圈没有切割磁感线，线圈中不产生电流
3.发电机的能最转化过程
思考：刚才实验中没有电源，但灵敏电流表的指针偏转了，电能是从何而来的呢？
发电机发电的过程是把机械能转化为电能，实际发电是由其他形式的能转化为电能的。
发电机的机械能可以来自风，来自高处下落的水，或者汽轮机（核电站）、内燃机、蒸汽轮机（火力发电站）等。
互动新授
风力发电
水轮机叶轮
三峡大型发动机组
【例1】如图所示是“探究电磁感应现象”的实验装置图，装置中直导线ab通过导线连接在灵敏电流表的两接线柱上，当ab迅速向上运动时，电流表的指针_______（选填“偏转”或“不偏转”）；当ab改为左右运动时，电流表的指针_____（选填“偏转”或“不偏转”）；实验时开关应该________，实验结果表明______________________________________________________________。
巩固拓展
不偏转
偏转
闭合
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流
【例2】如下图所示，是一种利用健身球设计的充电器，当人们在转动球的时候就可以给电池充电，这时健身球里面的装置相当于_____（选填“电动机”或“发电机”）。它的原理是_____________，它是将_____能转化为______能，再转化为化学能储存在电池内。
巩固拓展
发电机
电磁感应
机械
电
课堂小结
1.电磁感应现象。
2.感应电流的方向跟导体运动的方向和磁场的方向有关。
3.发电机的构造和工作原理。
4.电磁感应现象实现了机械能向电能的转化。

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