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第二十章 电与磁
九下物理 RJ
第6节 磁生电
1. 通过实验，探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
学习目标
2. 了解电磁感应在生产、生活中的应用。
3. 了解发电机的原理，知道发电机工作过程中的能量转化。
课堂导入
今天，无论是我们日常生活中使用的电还是工农业生产中使用的电，大多是由发电机产生的。发电机是如何发电的
发动机
电
磁
课堂导入
I
在1820年，丹麦物理学家奥斯特发现电流的磁效应，即电流的周围存在着磁场。
英国物理学家、化学家法拉第在10年中作了多次探索，1831年终于取得突破，发现了利用磁场产生电流的条件和规律。

新知探究
实 验
探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
尝试用磁来生电时，需要哪些器材 磁场可以由永磁体提供，如蹄形磁体。为了获得电流，应该用导线连成闭合电路，并将电流表连入电路中，以观察电流。
尝试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。
知识点1 磁生电
实验思路
新知探究
知识点1 磁生电
如图所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线的两端跟电流表连接，导线跟电流表组成闭合电路。
为了现象明显，可以把导线换成线圈，电流表换成灵敏电流计。
实验过程
新知探究
知识点1 磁生电
视
频
实验过程
线圈运动 情况
灵敏电流计 指针偏转情况
电路中有无 电流
静止
不偏转
无
1. 让导线在磁场中静止，能产生电流吗
换用不同强度的永磁体，看看电路中是否有电流。
新知探究
知识点1 磁生电
视
频
实验过程
线圈运动 情况
灵敏电流计 指针偏转情况
电路中有无 电流
2. 使导线在磁场中沿不同方向运动，看看电路中是否有电流。
新知探究
知识点1 磁生电
实验过程
线圈运动 情况
灵敏电流计 指针偏转情况
电路中有无 电流
……
静止
不偏转
无
上下
运动
不偏转
无
左右
运动
偏转
有
斜向
运动
偏转
有
…
…
…
新知探究
知识点1 磁生电
实验结论
产生电流的条件：闭合电路的一部分导体在磁场中做________________的运动。
磁感线
一把刀
切割磁感线
新知探究
知识点1 磁生电
电磁感应
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。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（electromagnetic induction），产生的电流叫作感应电流（induction current）。
典型例题
例1.图中的a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时，在哪种情况下会产生感应电流
解析：
感应电流产生的条件：
①闭合电路；②一部分导体做切割磁感线运动。
新知探究
知识点2 发电机
导体切割磁感线会产生电流，人们可以根据这一原理制造发电机。
1. 发电机
手摇发电机
视
频
新知探究
知识点2 发电机
1. 观察手摇发电机的构造
磁极是什么形状的 线圈是通过哪些装置和灯泡连接起来的 摇把是通过什么带动线圈转起来的
手摇发电机发电
实 验
视
频
新知探究
知识点2 发电机
2. 观察发电机转速对小灯泡亮度的影响
用不同速度转动摇把，观察灯泡亮度的变化。
视
频
摇动转轮的转速越大，灯泡发光越亮。说明电流的大小与发电机的转速有关。
新知探究
知识点2 发电机
3. 检验手摇发电机电流方向的变化
把两个发光二极管极性相反地并联起来，并与发电机串联。转动摇把，观察二极管的发光情况。
视
频
二极管交替发光，说明产生的电流方向不停在改变。
红色
绿色
新知探究
知识点2 发电机
感应电流的方向与哪些因素有关
视
频
感应电流的方向与导体运动方向有关，当磁场方向不变时，导体运动方向改变，感应电流方向也要发生改变。
感应电流的方向与磁场方向有关，当导体运动方向不变时，磁场方向改变，感应电流方向也要发生改变。
新知探究
知识点2 发电机
2. 交变电流
（1）如果导线左右往复运动，电流表指针来回摆动，电路中产生的是交变电流，简称交流。
（2）交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内周期性变化的次数。
我国电网以交流供电，频率为50 Hz。
电流方向在每秒内变化100次
新知探究
知识点2 发电机
3. 交流发电机
视
频
（1）主要构造
电磁感应
（2）工作原理
新知探究
知识点2 发电机
4. 实际发电机
转子
定子
（1）构造：由转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成。大型发电机发的电，电压很高、电流很强，一般采取线圈不动、磁极旋转的方式来发电，同时为了得到较强的磁场，还要用电磁铁代替永磁体。
大型发电机安装转子
新知探究
知识点2 发电机
（2）能量转化：
发电机靠内燃机、汽轮机、水轮机等机械带动，把燃料中的化学能或者水流的机械能转化为电能。
白鹤滩水电站一台正在装机的发电机
水能→转子的机械能→电能
例2.小亮把旧电风扇中的电动机拆下来，将它与小灯泡连接成如图所示的闭合电路，在电机转轴一端插入细铁棒，快速转动铁棒，灯泡开始发光。下列说法正确的是 ( )
A. 灯泡发光，说明该装置中一定有干电池
B. 转动铁棒，电机线圈做切割磁感线运动
C. 转动铁棒，电机就将电能转化为机械能
D. 若铁棒反向转动，电路中不能产生电流
典型例题
解析：
这是一个将电动机改装成一个发电机的模型，发电机的原理是电磁感应，将机械能转化为电能。
B
新知探究
科学世界
磁记录
1. 软磁性材料和硬磁性材料
（1）软铁被磁化后，磁性很容易消失，称为软磁材料。
（2）钢等物质在被磁化后，磁性能够保持，称为硬磁材料。
电磁铁
变压器
永久磁铁
磁记录
新知探究
2. 录音机的原理
磁带式录音机的磁带上就附有一层硬磁性材料制成的小颗粒。
录音
放音
变化的电流
声音
变化的磁场
磁粉被磁化
磁带
（变化的磁性信息）
变化的感应电流
放大、扬声器发声
电生磁
磁生电
新知探究
3. 磁记录的应用
随着技术的不断进步，磁记录与人们的关系越来越密切。例如，由磁性材料制成的硬盘能够长久地保存大量信息。磁记录技术提高了工作效率，给生活带来了很大的方便。
磁带、硬盘、IC卡等
ATM 取款等
磁生电
磁生电
课堂小结
发电机
电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流的现象。产生的电流叫做感应电流。
原理：电磁感应现象
交变电流：电流的方向周期性变化
基本组成：定子、转子
能量转化：把机械能转化为电能
感应电流：产生条件是电路闭合；一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。其方向与磁场方向和导体运动的方向有关。
知识梳理
项目 直流电动机 交流发电机
原理图
原理 通电线圈在磁场中受力转动 电磁感应
构造 与电刷接触的是铜半环 与电刷接触的是铜环
能量转化 电能转化为机械能 机械能转化为电能
电路中作为 用电器 电源
区分方法 通电转动 转动生电
电动机与发电机比较
1. 小阳在探究“什么情况下磁可以生电”实验时，将如图所示的实验装置放在水平的台面上. 下列说法中正确的是（ 　 ）
A. 导线ab竖直向上运动可以产生感应电流
B. 导线ab水平向左运动可以产生感应电流
C.导体ab不动，磁体运动时不可能产生电流
D. 实验过程中将电能转化为机械能
随堂练习
解析：
感应电流产生的条件是1.闭合电路；2.一部分导体做切割磁感线运动。
B
2.观察与手摇发电机相连灯泡的发光情况和手电筒灯泡的发光情况，能看出它们有什么不同吗
随堂练习
解析：
手摇发电机相连灯泡的发光会闪烁，因为手摇发电机产生的是交流电，电流大小和方向不断变化。而手电筒灯泡的发光相对稳定，这是由于手电筒用的是电池，提供的是直流电，电流方向和大小基本保持不变。
3.当你参加歌咏比赛时可能要用到话筒（麦克风）。话筒的种类很多，下图是动圈式话筒和它的构造示意图。请用“磁生电”具体说明动圈式话筒的原理。
随堂练习
解析：
线圈两端的导线接入扩音
机，就构成闭合回路。当你对
着话筒说话或唱歌时，声波使
膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起振动，线圈切割磁感线，产生随着声音的变化而变化的感应电流，这个记载着声音信号的感应电流经放大后，通过扬声器还原成声音。
4.如图所示，将形状相同的铜管和塑料管并
排竖直固定，把甲、乙两块完全相同的磁体，
从同一高度由静止同时释放，甲磁体从铜
管内下落，乙磁体从塑料管内下落。若忽略
空气阻力及甲、乙两磁体间的相互作用，磁
体______（填“甲后”“乙后”或“甲、乙
同时”）离开管道，理由是_________________________
___________________________________________________。
随堂练习
解析：
甲磁体在铜管中下落时，做切割磁感线运动，一部分机械能转化为电能，使得下落后动能比乙小，平均速度就比乙小，所以甲后离开管道。
甲后
由于电磁感应，甲的一部分机械能转化为电能，下落后动能比乙小，平均速度比乙小

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