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第2节 科学探究：怎样产生感应电流
九全 物理
沪科版
回忆奥斯特实验：
新课引入
电
磁
奥斯特实验
法拉第心系“磁生电”
奥斯特梦圆“电生磁”
1.通过实验探究，知道导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
3.知道交流发电机的简单结构和工作原理，知道发电机产生的是交流电
重点
学习目标
新知学习
火力发电厂
水力发电
风力发电
核能发电
这些发电方式都离不开发电机
仔细观察如图所示的手摇发电机。摇动把手，使线圈快速转动，小灯泡就亮了，这表明发电机发出了电。
磁铁
线圈
发电机为什么能发电呢？
一、电磁感应现象
拆开发电机
为了探究发电机发电的奥秘，可采用类似研究电动机的办法。将发电机模型拆开，看一看它的内部结构。想一想：发电机的主要部件有哪些?
转子(线圈)和定子(磁体)
实 验 1
产生感应电流的条件
通过视频，你观察到了什么现象？说明了什么？
扇叶转动，电风扇就产生了电流，此时电动机变成了发电机
说明电动机和发电机的内部结构是一样的
经过上述活动，你认为发电机产生电流的因素有哪些呢？
1、发电机和电动机结构相同，说明产生电流要有导体、磁场
2、通过转动扇叶产生电流，说明发电机需要运动才能产生电流
猜想与假设
为了方便探究，我们仿照对电动机的探究，转子(线圈)和定子(磁体)都做些简化
发电机转子上的线圈组
转子上的一组线圈
一组线圈中的一个线圈
一个线圈中的段直导线
发电机定子
蹄形磁铁
探究导线在磁场中产生电流的条件
小明用如图所示的装置进行探究，发现不论怎么操作，电流表指针都几乎不偏转？你知道是为什么吗？
电流表的指针不偏转
猜想原因：
电流过小，检验不出来
可能没有电流产生
或
设计实验与制定计划
思考1：是否电流太小，电流表分度值太大测不出来？
改进1：采用灵敏电流计可以检验微小的电流
思考2：
如果产生电流，影响产生的电流大小的因素可能有哪些？
小磁针磁性太弱了
强磁体
单根导线
线圈
……
实验装置：
线圈
蹄形磁铁
灵敏电流计
在没有电源的情况下，组成如图的电路，进行各种尝试，看能否产生电流？
进行实验与收集证据
(1)连接电路，闭合开关，当线圈的一边在磁场中静止不动时，仔细观察灵敏电流计的指针偏转情况
(2)使线圈的一边在磁场中分别沿上下(平行于磁场)、左右(垂直于磁场)、前后、斜向(斜切磁场)运动，仔细观察灵敏电流计的指针偏转情况，并记录表格
导线运动情况
电流表指针偏转情况
上下运动
前后运动
左右运动
斜向运动
静止
不偏转
不偏转
偏转
偏转
不偏转
实验视频：
实验结论：
导体做切割磁感线运动时，有电流产生
思考
是不是只要导体做切割磁感线运动，就会有电流产生？
电路闭合断开时，导体做切割磁感线运动时不能产生电流
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是一种电磁感应现象。
电磁感应现象种产生的电流称为感应电流。
导体中产生感应电流的条件：
1.电路闭合；
2.一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动。
v
N
S
v
正视图
侧视图
探究感应电流的方向
（1）猜一猜，可以通过什么方法改变感应电流的方向？
（2）试一试，磁场方向或线圈的一边反向运动时，感应电流的方向会改变吗？
实 验 2
磁场方向
线圈运动方向
指针偏转方向
N极在上
向 左
向 左
向 右
向 右
N极在下
向 左
向 右
向 右
向 左
实验记录表格：
实验结论：
感应电流的方向和导体的运动方向、磁场的方向有关
归纳
闭合电路的部分导体在磁场中做 运动时，电路中产生感应电流；
感应电流的方向 与和 都有关系。
切割磁感线
磁场的方向
导体运动的方向
（1）电磁感应现象中，靠外力使导体切割磁感线，消耗了什么能？
得到了什么能？
（2）电磁感应现象中实现了什么能向什么能的转化？
消耗了机械能，获得了电能
实现了从机械能向电能的转化
思考
　　法拉第（Michael Faraday，1791—1867），英国物理学家、化学家。
　　在1821—1831年间，法拉第进行了多次实验，发现了电磁感应现象。
探究
有同学提出，用线圈和条形磁铁也可以做探究电磁感应现象的实验，请试一试
条形磁铁插入和拔出螺线管时是磁场的运动使闭合回路的一部分切割了磁感线，产生了感应电流
电磁感应现象的应用——动圈式话筒
工作原理：
当话筒接收声波时，声波产生的力量作用在膜片上，引起膜片振动，带动线圈作相应振动，线圈在永磁体中运动，将声音信号转变成电信号。
视频演示：
如图导体ab如箭头方向运动，下列四种情况下导体中有感应电流产生的是( )
C
A
B
C
D
导体运动方向与磁感线平行，未切割磁感线
导体与磁感线平行，未切割磁感线
不是闭合电路
针对训练
导体中产生感应电流的条件：
电路闭合；
部分导体在磁场中做切割磁感线的运动。
2. 改变感应电流的方向的是（ ）
?A.同时改变磁场方向和导体切割磁感线的的运动方向
?B.保持导体切割磁感线运动的方向不变，改变磁场方向
?C.将磁场方向和切割磁感线的导体的运动方向都不改变
?D.增加切割磁感线的导线的长度
B
3、如图，闭合开关后，导体AB水平向左移动，灵敏电流计指针向左摆动，下列说法正确的是（　　）
A．奥斯特利用此装置发现了电流的磁效应
B．若磁体水平向左移动，灵敏电流计指针向左摆动
C．若导体AB竖直向上移动，灵敏电流计指针向右摆动
D．若将灵敏电流计换成电池可探究电动机的工作原理
D
相当于导体向右移动，而磁场的方向不变，
所以灵敏电流计指针向右摆动
“切割磁感线运动”是指导体与磁场的相对运动，
当导体不动，磁场运动时能切割磁感线；
当磁场不动，导体运动时也能切割磁感线。
思考
说明发电机产生的电流方向在改变
发光二极管只能通过一个方向的电流
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，发现二极管交替发光，说明什么？
二、发电机
交变电流
　　交流发电机产生的电流是交变电流，简称交流。
　　在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫作频率。
我国生产的交流电，频率为50Hz（即1s内线圈转动50圈），周期为0.02s；电流方向改变100次。
结构：转子、定子
定子
转子
当线圈在前半周转动时，电流表指针偏转，表明电路中产生了电流；
当线圈在后半周转动时，切割磁感线方向相反，电流表指针偏转方向相反
发电机的原理和能量转化
工作原理：
电磁感应现象
能量转化：
机械能转化为电能
如果用换向器替代滑环，线圈内产生的是交流电，但供给外部用电器的电流方向不变。这样的发电机叫作直流发电机
实际的发电机由转子和定子两部分组成。大型发电机一般采用磁极旋转的方式来发电
大型水轮发电机组
吊装转子
发电机发电的过程是其他形式能转化为电能的过程
手摇发电机
人的化学能→电能
柴油发电机
柴油的化学能→内能→电能
水轮机
风力发电机
机械能→电能
风能→电能
小型风力发电机
1.如图所示的手摇式手电筒，筒内没有电池，只要转动手电筒的摇柄，灯泡就能发光。 以下设备与这种手电筒工作原理相同的是 （ ）
A．发电机
B．电动机
C．汽油机
D．柴油机
A
针对训练
2.含有金属线圈的门禁卡靠近周围有磁场的读卡器，就会在门禁卡工作电路中产生电流。下列选项中与这一工作原理相同的是（ ）
D
课堂小结
怎样产生
感应电流
电磁感应现象
产生感应电流条件
闭合回路 部分导体
在磁场中 做切割磁感线运动
感应电流方向
磁场方向
导体运动的方向
发电机
交流电
电流大小、方向随时间周期性变化
能量转化
机械能→电能和内能
1.下列有关电磁现象的说法正确的是（ ）
A. 电磁感应现象中电能转化为机械能
B. 感应电流方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关
C. 奥斯特实验说明导体周围存在磁场
D. 电铃工作时，机械能转化为电能
B
随堂练习
2.如图所示，将甲、乙两个微型电动机的转轴对接并固定在一起，闭合开关后两电动机一起转动，小灯泡发光。此处产生电磁感应现象的是_____(填“ 甲”或“ 乙”) 电动机。该过程中能量转化是将电能→_______能→电能，最终转化为内能和光能。
甲
机械
3.图示为交流发电机的工作原理图. 线圈abcd处于水平向右的磁场中，通过两完整的铜环和电刷与小灯泡相连．在图示位置，线圈逆时针转动，电流从上往下通过小灯泡，则(　　)
A. 线圈中产生电流的原理是电流磁效应
B. 由图示位置转过180°时，电流依然从上往下通过小灯泡
C. 在图示位置，只对调两磁极位置，电流从下往上通过小灯泡
D. 在图示位置转过90°时，电路中仍然能产生感应电流
C
4．如图所示是电磁实验，正确的是 ( )
A．图甲研究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系
B．图乙研究电磁感应现象
C．图丙研究磁场对电流作用
D．图丁研究电流的磁场
D
实践与拓展
制作简易发电机

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