资源简介

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幻灯片 1：封面
课程标题：14.6 探究产生感应电流的条件
学科与年级：北师大版 九年级物理
教师姓名：[教师姓名]
幻灯片 2：学习目标
通过实验探究，总结产生感应电流的条件（闭合电路、部分导体、切割磁感线运动），理解 “磁生电” 的本质是电磁感应现象。
明确感应电流的方向与导体运动方向、磁场方向的关系，能结合实验现象判断电流方向变化。
了解电磁感应现象的应用（发电机、动圈式话筒），能分析发电机的工作流程，建立 “机械运动→电能” 的能量转化逻辑。
培养实验设计与分析能力，理解电磁感应现象在电能生产中的核心价值，感受物理学对人类社会发展的推动作用。
幻灯片 3：课程引入 —— 从 “电生磁” 到 “磁生电” 的探索
历史背景：1820 年奥斯特发现电流的磁效应（电生磁）后，科学家们开始思考：能否利用磁场产生电流？英国物理学家法拉第经过 10 年不懈探索，终于在 1831 年发现了电磁感应现象（磁生电），为发电机的发明奠定了基础。
情境对比：
图片 1：通电螺线管吸引铁钉（电生磁，消耗电能产生磁场）；
图片 2：发电机带动灯泡发光（磁生电，消耗机械能产生电能）；
视频片段：导体在磁场中运动，灵敏电流计指针偏转（感应电流产生的直观现象）。
核心疑问：什么样的条件下，磁场才能产生电流（感应电流）？感应电流的方向由什么因素决定？它又是如何转化为我们日常使用的电能的？
引入逻辑：上节课我们学习了 “磁对电的作用”（磁场对通电导线有力的作用），本节课将逆向探索 “电的产生”—— 通过实验探究感应电流的产生条件，揭开电磁感应现象的奥秘。
幻灯片 4：实验探究 —— 产生感应电流的条件（控制变量法）
1. 实验器材准备
电源：无需外部电源（感应电流由磁场和运动产生）；
磁场：U 形磁铁（提供稳定的匀强磁场，N 极和 S 极相对）；
导体：可自由运动的铜棒（或线圈，作为闭合电路的一部分）；
检测工具：灵敏电流计（量程小，能检测微弱电流，指针偏转即说明有感应电流）；
电路：导线若干，将导体、灵敏电流计连接成闭合电路（或断开电路，用于对比实验）。
2. 探究 1：电路是否闭合对感应电流的影响（控制磁场、导体运动不变）
实验步骤：
断开电路：将铜棒、灵敏电流计用导线连接，但不闭合（电路断开），将铜棒放入磁场中，沿垂直磁感线方向运动，观察灵敏电流计指针是否偏转；
闭合电路：将电路闭合，保持磁场方向、导体运动方向不变，再次让铜棒沿垂直磁感线方向运动，观察指针是否偏转。
实验现象：
电路断开时，指针不偏转（无感应电流）；
电路闭合时，指针明显偏转（有感应电流）。
初步结论：闭合电路是产生感应电流的必要条件之一（电路断开时，即使导体在磁场中运动，也无法形成持续的电流）。
3. 探究 2：导体是否为 “部分导体” 且 “切割磁感线” 对感应电流的影响（控制电路闭合不变）
实验设计：
实验序号
实验条件（电路闭合）
导体运动情况
灵敏电流计指针偏转情况
有无感应电流
1
导体全部在磁场中，沿平行磁感线方向运动
铜棒沿磁感线方向（从 N 极向 S 极）运动
不偏转
无
2
导体部分在磁场中，沿垂直磁感线方向运动
铜棒垂直磁感线方向（上下或左右）运动
偏转
有
3
导体部分在磁场中，沿斜向切割磁感线方向运动
铜棒斜向穿过磁感线（非平行、非垂直）
轻微偏转
有（电流较小）
4
导体不动，移动 U 形磁铁（磁场相对导体运动）
磁铁沿垂直导体方向运动，导体相对磁场切割磁感线
偏转
有
关键分析：
实验 1：导体运动方向与磁感线平行，未 “切割” 磁感线（磁感线未被导体 “截断”），无感应电流；
实验 2、3：导体部分在磁场中（确保运动时能切割磁感线），且运动方向能切割磁感线（垂直或斜向），有感应电流（垂直切割时电流最大）；
实验 4：导体不动，磁场相对导体运动，本质仍是 “导体切割磁感线”（相对运动），有感应电流。
补充结论：产生感应电流还需满足两个条件 ——① 导体是闭合电路的一部分；② 导体必须做切割磁感线的运动（包括导体运动或磁场运动导致的相对切割）。
4. 归纳总结：产生感应电流的三个条件
电路必须闭合（形成完整的电流回路）；
导体必须是闭合电路的一部分（不能是整个电路在磁场中运动）；
导体必须做切割磁感线的运动（相对运动，运动方向与磁感线不平行）。
幻灯片 5：感应电流的方向与哪些因素有关？
1. 实验探究（控制变量法）
实验器材：同上（闭合电路、U 形磁铁、铜棒、灵敏电流计）。
探究 1：导体运动方向对电流方向的影响（控制磁场方向不变）：
步骤：① 磁场方向不变（N 极在上，S 极在下，磁感线向下）；② 铜棒向右切割磁感线，记录灵敏电流计指针偏转方向（如向右偏）；③ 铜棒向左切割磁感线（运动方向反向），观察指针偏转方向（向左偏）。
现象：导体运动方向反向，感应电流方向反向。
探究 2：磁场方向对电流方向的影响（控制导体运动方向不变）：
步骤：① 导体运动方向不变（向右切割）；② 磁场方向为 N 极在上（磁感线向下），指针向右偏；③ 反转磁铁（N 极在下，磁感线向上，磁场方向反向），观察指针偏转方向（向左偏）。
现象：磁场方向反向，感应电流方向反向。
2. 结论：感应电流的方向
感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关；
规律：只要其中一个方向反向，感应电流方向就反向；若两个方向同时反向，感应电流方向不变（与左手定则的 “反向规律” 类似，但本质是电磁感应的右手定则，初中阶段了解即可）。
幻灯片 6：电磁感应现象的应用 —— 发电机
1. 发电机的工作原理
核心逻辑：利用电磁感应现象，通过导体（线圈）在磁场中做切割磁感线运动，将机械能转化为电能（外部电路获得感应电流）。
基本结构：
定子：固定的磁体（提供磁场，如永磁体或电磁铁，大型发电机多用电磁铁）；
转子：可转动的线圈（闭合电路的一部分，绕在铁芯上，匝数多，增强感应电流）；
滑环与电刷：滑环固定在转子轴上，随线圈一起转动；电刷固定在外壳上，与滑环接触，将线圈产生的感应电流导出到外部电路（避免线圈转动时导线缠绕）。
2. 工作流程（以交流发电机为例）
初始状态：线圈平面与磁场方向平行，线圈的 AB 边和 CD 边垂直于磁感线；
切割产生电流：外力带动线圈顺时针转动，AB 边向上切割磁感线，CD 边向下切割磁感线，线圈中产生感应电流，电流通过滑环、电刷导出到外部电路；
电流方向变化：线圈转动 180° 后，AB 边向下切割，CD 边向上切割（相对磁场的运动方向反向），感应电流方向反向；
持续发电：线圈每转动一周，感应电流方向改变两次，产生的电流大小也随线圈位置变化（线圈平面与磁感线垂直时，切割速度最慢，电流为零；平行时，切割速度最快，电流最大），这种大小和方向周期性变化的电流称为交流电（我国电网交流电频率为 50Hz，即每秒变化 50 次）。
3. 能量转化与应用
能量转化：机械能（如水流推动水轮机、蒸汽推动汽轮机）→ 电能（感应电流）；
应用场景：
水力发电站：利用水流的机械能带动水轮机，进而带动发电机转子转动；
火力发电站：燃烧煤炭、天然气产生蒸汽，推动汽轮机转动，带动发电机；
风力发电站：利用风力带动风车叶片转动，带动发电机；
小型发电机：如自行车发电机（车轮转动带动导体切割磁感线，为车灯供电）。
幻灯片 7：其他应用 —— 电磁感应的技术延伸
1. 动圈式话筒（麦克风）
工作原理：声音振动使话筒内的膜片带动线圈运动，线圈在永久磁体的磁场中切割磁感线，产生感应电流（电流大小和方向随声音振动变化），将声信号转化为电信号，再通过放大器放大后传输。
2. 电磁感应式传感器
应用：如车速传感器（车轮转动带动齿轮，齿轮切割传感器的磁场，产生感应电流，电流频率与车速成正比，实现车速检测）；金属探测器（线圈通以交变电流产生交变磁场，金属物体进入磁场后产生感应电流，感应电流又产生反向磁场，导致探测器线圈电流变化，发出警报）。
3. 无线充电（部分原理）
原理：充电器内置线圈通以交变电流，产生交变磁场；设备内置线圈在交变磁场中切割磁感线，产生感应电流，为电池充电（本质是电磁感应的 “互感现象”，属于电磁感应的应用延伸）。
幻灯片 8：课堂小结
知识框架回顾：
电磁感应现象：法拉第发现，磁生电的核心，产生感应电流需满足 “闭合电路、部分导体、切割磁感线” 三个条件；
感应电流方向：与导体运动方向、磁场方向有关，一个方向反向则电流反向；
应用：发电机（机械能→电能，产生交流电）、动圈式话筒、传感器，核心是能量转化与信号转换。
重点强调：电磁感应现象的关键是 “切割磁感线运动” 和 “闭合电路”，它与 “电生磁”（电流的磁效应）共同构成了电与磁相互转化的核心，是电能生产和传输的基础。
幻灯片 9：课堂练习 1
下列情况中，能产生感应电流的是（ ）
A. 闭合电路的一部分导体在磁场中静止
B. 断开电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动
C. 闭合电路的全部导体在磁场中沿平行磁感线方向运动
D. 闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动
关于感应电流的方向，下列说法正确的是（ ）
A. 只与导体运动方向有关
B. 只与磁场方向有关
C. 与导体运动方向和磁场方向都有关
D. 与导体运动方向和磁场方向都无关
发电机工作时，能量转化的过程是（ ）
A. 电能→机械能 B. 机械能→电能 C. 电能→内能 D. 内能→电能
幻灯片 10：课堂练习 2
如图所示，闭合电路的一部分导体 AB 在 U 形磁铁的磁场中运动（磁场方向从 N 极到 S 极，水平向左）。请判断下列情况中是否产生感应电流，并说明理由：
（1）导体 AB 沿水平向右运动；
（2）导体 AB 沿水平向左运动（与磁感线方向平行）；
（3）导体 AB 沿竖直向上运动。
为什么交流发电机产生的电流是交流电（大小和方向周期性变化）？请结合线圈的运动过程解释。
对比电动机和发电机，从工作原理、能量转化、外部电源需求三个方面说明它们的区别。
幻灯片 11：课堂练习答案
D（解析：A 选项，导体静止，不切割磁感线；B 选项，电路断开；C 选项，全部导体运动，且平行磁感线，不切割）
C（解析：感应电流方向与导体运动方向、磁场方向均有关）
B（解析：发电机将机械能转化为电能，电动机将电能转化为机械能）
答：（1）有感应电流，理由：电路闭合，AB 是闭合电路的一部分，且沿水平向右运动，切割磁感线（运动方向与磁感线垂直）；（2）无感应电流，理由：导体运动方向与磁感线平行，不切割磁感线；（3）有感应电流，理由：电路闭合，AB 是一部分，竖直向上运动切割磁感线（运动方向与磁感线不平行）。
答：线圈在磁场中转动时，① 切割速度变化：线圈平面与磁感线平行时，切割速度最快，电流最大；垂直时，切割速度为零，电流为零，导致电流大小周期性变化；② 电流方向变化：线圈每转动 180°，导体切割磁感线的运动方向反向，感应电流方向反向，线圈转动一周，电流方向改变两次，因此产生的电流是大小和方向周期性变化的交流电。
答：
| 对比项目 | 电动机 | 发电机 |
|----------|--------|--------|
| 工作原理 | 磁场对通电导线的作用力（安培力） | 电磁感应现象（磁生电） |
| 能量转化 | 电能→机械能 | 机械能→电能 |
| 外部电源需求 | 需要外部电源（提供电流，使导体受力） | 不需要外部电源（通过运动产生电流） |
幻灯片 12：拓展思考
为什么大型发电机的转子是电磁铁而不是永磁体？（提示：永磁体的磁场强度有限，无法产生大量电能；电磁铁的磁场强度可通过调节电流大小控制，能产生强磁场，满足大型发电机的电能需求）
若想让交流发电机产生直流电，需要对发电机的结构进行怎样的改进？（提示：将滑环改为换向器（两个半铜环），与电动机的换向器类似，在电流方向改变时，通过换向器切换外部电路的电流方向，使外部电路获得方向不变的直流电，这种发电机称为直流发电机）
幻灯片 13：结束语
总结与延伸：本节课我们通过实验探究了感应电流的产生条件，理解了电磁感应现象的本质，也了解了其在发电机中的核心应用。电磁感应现象的发现，实现了电能的大规模生产和传输，彻底改变了人类的生活方式。至此，我们完成了 “电与磁” 的完整学习 —— 从电生磁、磁对电的作用，到磁生电，形成了电与磁相互转化的闭环。希望大家课后结合今天的知识，观察身边的发电设备，思考电磁感应现象在其中的具体应用！
北师大版2024版物理九年级全册【精做课件】
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14.6探究产生感应电流的条件
第十四章 电与磁
a
i
T
u
j
m
i
a
N
g
电流能够产生磁场，那么磁场能否产生电流呢？如果能，需要什么条件？
进入新课
一、电池
1.电池的作用：把其它形式能转化为电能
2.电池的种类
3.电池提供的是直流电
化学电池
—— 干电池
1.构造
2.原理：把化学能转化为电能
不论干电池的号数、形状如何，它们的电压大都是1.5V。
3.废旧电池的处理
废旧干电池要集中分类处理，如果乱仍会造成环境污染。原因是干电池内含有酸和汞、镉等重金属元素，排放到地下水中污染环境。一节一号电池烂在地里，能使一平方的土壤永远失去利用价值，一粒纽扣电池可使600t水受到污染，相当于一个人一生的饮水量。
原理：
将电能转化为化学能储存起来，使用时把化学能转变成电能。
化学电池
—— 蓄电池
太阳能电池
1.请大家阅读课本说说对太阳能电池的了解
2.交流太阳能电池的构造和使用太阳能电池的优缺点。
优点：取之不尽，没有污染
缺点：受天气条件的限制
二、发电机
发电机是其它形式的能转化为电能的装置。常见的发电机有火力发电、水力发电、核能发电等
火力发电
1.能量转化：
燃料的化学能
水和水蒸气的内能
发电机转子的机械能
电能
2.火力发电的优缺点
优点：原材料易获得，设备简单不受客观因素的影响。
缺点：燃烧大量的煤、石油等燃料，这都是不可再生的；燃料燃烧还会产生大量的二氧化碳、含硫的气体和粉尘等，污染环境，降低了空气质量，对生态环境产生不利影响。
火电厂中的汽轮机组
水力发电
1.能量转化：
水的机械能
水轮机的机械能
发电机转子的机械能
电能
2.水力发电的优缺点
优点：是对自然资源的综合利用。
缺点：其发展受地理位置和自然条件变化的影响，并且对生态也有相当大的影响。
三峡水电站
核能发电
核能发电是在核反应堆中利用铀原子核裂变时放出的核能来发电的
1.能量转化：
核能
水和蒸气的内能
发电机转子的机械能
电能
2.核能发电的优缺点
优点：用料省，运输方便，污染小。
缺点：原材料比较少，遗留物有很强的放射性。
秦山核电站
新型能源的开发
潮汐发电
地热发电
太阳能发电
风能发电
知识点1 电磁感应现象
1. 如图所示是探究感应电流产
生条件的装置。某同学闭合开关后，进行
了多次实验，观察并记录灵敏电流计的指
针偏转情况如表所示。
实验 序号 磁感线的 方向 灵敏电流计指针的
偏转情况
1 竖直向下 竖直上下运动 不偏转
2 水平左右运动 偏转
3 斜向左右运动 偏转
（1）他选用灵敏电流计而不使用电流表的
原因是感应电流较____（选填“小”或“大”），
且导体运动方向不同，产生的感应电流的
方向____（选填“会”或“不会”）发生改变。
小
会
（2）根据实验现象可知，闭合回路的一部分导体在磁场中
做____________运动时，回路中会产生感应电流。
切割磁感线
（3）他在实验过程中，还发现 向右运动
时，灵敏电流计的指针向左偏转； 向左
运动时，灵敏电流计的指针向右偏转。由
导体运动
（4）从能量角度分析，感应电流产生的过程中______能转
化为电能。
机械
此可知：感应电流的方向与__________的方向有关。
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知识点2 动圈式话筒
2. ［2024·芜湖一模］关于如图的动圈式话筒，下列说法正
确的是( )
C
（第2题）
A. 其工作原理是通电导体在磁场中受力运动
B. 说话时声音音调的高低变化会引起线圈中电
流大小的变化
C. 由于膜片带动线圈左右振动，线圈中就会产
生方向变化的电流
D. 线圈中产生的是声信号
返回
知识点3 发电机
3. ［2024·淄博三模］如图甲所示，把一台手摇发电机跟小灯
泡连接起来，使线圈在磁场中转动，可以看到小灯泡发光。下
列说法正确的是( )
C
（第3题）
A. 发电机是利用电流的磁效应来工作的
B. 发电机将电能转化为机械能
C. 线圈转得越快，小灯泡越亮
D. 若将小灯泡换成如图乙的灵敏电流计，则
指针一直偏向右边
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4.［2024·徐州］如图所示是自制交流发电机模型。风车转动，
线圈在磁场中做______磁感线运动时，电路中就会产生感应
电流，电流方向与______方向和导体运动方向有关。如果把
灵敏电流计换成电池，把模型当作电动机，此时线圈______
（选填“能”或“不能”）持续转动。
切割
磁场
不能
返回
5. ［2024·苏州模拟］图中为与磁现象有关的四个实验，其
对应的判断正确的是( )
D
A. 实验甲说明磁体周围各点的磁场方向都相同
B. 实验乙是电磁感应现象
C. 实验丙说明电流具有磁效应
D. 实验丁说明磁场对通电导线有力的作用
返回
6. 如图所示，甲、乙分别是动圈式话筒和动
圈式扬声器的结构图，下列分析较合理的是( )
C
A. 甲工作的原理与电动机工作原理相同
B. 乙工作的原理是电磁感应现象
C. 甲工作时线圈中产生感应电流，受磁场力的作用
D. 乙工作时消耗的电能全部转化为机械能
返回
电磁感应
电磁感应现象
闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象
电磁感应现象的应用
发电机、动圈式话筒等
相关因素：磁场的方向、导体运动的方向
产生感应电流的条件
感应电流的方向
实验方法：控制变量法
导体必须做切割磁感线运动
导体必须是闭合电路的一部分
必做作业：从教材习题中选取；
选做作业：完成练习册本课时的习题.
谢谢观看！

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