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(共36张PPT)
第5节 磁生电
知道电磁感应现象及产生感应电流的条件。
学习目标
知道影响感应电流方向和大小的因素。
了解交流发电机的工作原理。
知道交流电和直流电的区别、大型交流发电机的组成以及我国交流电的周期和频率。
情境导入
发电机是如何发电的呢？
风力发电
水力发电
奥斯特发现电流的磁效应后，许多科学家都在思索：既然电流能产生磁，那么磁能否产生电呢？
英国物理学家法拉第在10年中做了多次探索，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。
法拉第的这个重大发现，带来了电能的大规模生产和利用，开辟了电气化的新纪元。
下面，让我们追寻着法拉第的脚步，一起来探究电磁感应现象。
一、电磁感应现象
产生电磁感应现象的条件和规律
【提出问题】
如何通过“在磁场中运动的导体”和“运动的磁体”来产生电？
【实验探究】
【设计实验电路】
产生持续电流的条件是什么？
一是需要电源（有电压）；
二是电路要闭合。
怎么知道电路中有电流呢？
用电流表测量（最好是灵敏电流表）
还需要什么实验器材？
线圈、
蹄形磁体、
开关、
导线
按图连接电路，使线圈、开关和灵敏电流表串联成一个闭合回路。
【实验过程】
1. 线圈的一侧在磁场中静止时：
（1）闭合开关，观察电流表指针是否偏转。
（2）换用磁性更强的蹄形磁体，闭合开关，观察电流
表指针是否偏转。
（3）换用匝数更多的线圈，闭合开关， 观察电流表
指针是否偏转。
实 验 条 件 指针摆动情况 是否有电流产生
线圈的一侧在磁场中
静止
闭合开关
闭合开关，
增强磁体磁性
闭合开关，
增加线圈匝数
不摆动
不摆动
不摆动
没有电流产生
没有电流产生
没有电流产生
2. 线圈的一侧在磁场中运动时：
（1）闭合开关，让导线在磁场中做水平（即垂直于磁场方向）向左和向右运动，观察电流表指针是否偏转。
（2）闭合开关，让导线在磁场中做（平行于磁场方向）向上和向下的运动，观察电流表指针是否偏转。
（3）闭合开关，让导线在磁场中斜向上或斜向下运动，观察电流表指针是否偏转。
实 验 条 件 指针摆动情况 是否有电流产生
线圈的一侧在磁场中
运动
垂直于磁场方向向左（右）运动
平行于磁场方向向上（下）运动
斜向上（下）运动
摆动
不摆动
摆动
没有电流产生
有电流产生
有电流产生
3. 导线静止而磁体运动
（1）闭合开关，让磁体做水平向左和向右运动，
观察电流表指针是否偏转。
（2）闭合开关，让磁体做向上和向下的运动，
观察电流表指针是否偏转。
（3）闭合开关，让磁体斜向上或向下运动，
观察电流表指针是否偏转。
实 验 条 件 指针摆动情况 是否有电流产生
导线静止而磁体运动
磁体做水平向左（右）运动
磁体向上（下）运动
磁体斜向上（下）运动
摆动
有电流产生
摆动
有电流产生
不摆动
没有电流产生
【分析与论证】
我们能否从该实验中归纳出在什么情况下能够产生感应电流？
1.做切割磁感线运动
2.闭合电路的一部分导体
【实验结论】
大量的实验表明：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流。
1.电磁感应
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应。
2.感应电流
电磁感应产生的电流就叫感应电流。
3.感应电压
如果电路不闭合，当导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中不会产生感应电流。但在导体两端会有感应电压。
刚才做实验时，灵敏电流表指针左右偏转，说明什么？
产生的感应电流方向不同。
思考与讨论
你认为产生的电流方向跟哪些因素有关？
可能与导体运动方向（切割磁感线的方向）有关。
可能与磁场方向（磁感线方向）有关。
【实验探究】感应电流方向与什么因素有关
导体运动方向 磁极方向 指针偏转方向
导体向右 N在上
导体向左 N在上
导体向右 S在上
导体向左 S在上
【实验过程】
指针向左
指针向左
指针向右
指针向右
【提出问题】
【实验结论】
感应电流的方向与__________和 _____________有关。
改变其中的一个，电流方向______；
若同时改变这两个方向，电流方向________。
磁场方向
导体运动方向
改变
不变
电磁感应现象中能量转化
电磁感应现象中，移动导体切割磁感线时消耗了_______能，在闭合电路中产生了_______能。
机械
电
机械能转化为电能。
如何用实验方法研究感应电流的大小与导体切割磁感线的速度及磁场强弱之间的关系呢？
用下图实验装置实验。
1.分别使线圈慢速与快速切割磁感线，观察感应电流的大小。
2.换用磁性明显比原磁体的磁性强的磁体，保证导线同样速度垂直切割磁感线，观察感应电流的大小。
电 吉 他
电磁感应现象在生产、生活中有广泛的应用，如电吉他（右上图）。电吉他的发音是通过电磁拾音装置（拾音器）连接扬声器而实现的。拾音器的基本结构如右下图 所示，由铜线在磁体上绕成线圈，线圈连接到扩音器。磁体产生的磁场使吉他弦线磁化，弦线反过来会产生自己的磁场。当弦线被拨动而产生振动时，相当于线圈相对弦线做切割磁感线运动，从而在线圈中产生感应电流。此感应电流的频率与弦线振动的频率相同，感应电流通过扩音器和扬声器，我们就听到了电吉他弹奏的声音。
拓展
二、交流发电机
活动
把手摇发电机与电流表连接起来，如图所示。转动手摇发电机的线圈，可以看到电流表指针___________,说明发电机产生的电流方向是____________的。
左右摆动
发生改变
发电机的工作原理——电磁感应
如图所示，ab和cd不断做切割磁感线运动，由于磁感线方向是不变的，而ab和cd的运动方向总是相反，并且不断改变，于是线圈和外部电路就有了方向不断改变的感应电流。
线圈转动一周，电流方向改变两次。
交流电：电流方向周期性改变方向的电流。
直流电： 电流方向不发生改变的电流。
认识我国的交流电
周期：0.02秒
频率：50赫兹（Hz）
1秒内电流方向改变的次数：100次
发电机由转子和定子两部分组成。
大型交流发电机一般采用线圈不动（定子）、磁极旋转（转子）的方法来发电。有时还用电磁铁代替永磁体，因为线圈匝数多，导线很粗，高速旋转困难，所以使用电磁铁可得到强的磁场。
大型交流发电机
发电机与电动机的结构本质上是一样的，因此在情况特殊时也可以用电动机来做发电机，旋转电动机的磁体就可以产生电。
拓展
电动机做发电机
发电机与电动机的比较
电动机 发电机
结构 能量转换
原理
分类
定子和转子
电能转成机械能
机械能转成电能
电磁感应
通电线圈在磁场里转动
交流电动机
直流电动机
交流发电机
直流发电机
课堂小结
一、电磁感应现象
1.电磁感应
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动
时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应。
2.感应电流
电磁感应产生的电流叫感应电流。
3.感应电压
如果电路不闭合，当导体在磁场中做切割磁感
线运动时，导体中不会产生感应电流。但在导
体两端会有感应电压。
4.感应电流的方向与磁场方向和导体运动方向
有关。
5.电磁感应现象中的能量转化。
6.电流的大小与导体切割磁感线的速度及磁场
强弱有关。
二、交流发电机
1.发电机利用了电磁感应原理发电，将其他形式能转
化为电能。
2.交流电和直流电。
3.发电机和电动机的区别。
及时巩固
1.在下图所示的实验装置中，能够用来研究产生感应电流的条件的是（ ）
C
A B C D
2.如右图所示，要使流过灵敏电流计的电流反向，下列措施中可行的是（ ）
①只将磁场反向
②只将线圈的运动方向反向
③同时将磁场和线圈的运动方向反向
④增加磁铁的磁性或线圈匝数
A．①② B．②③ C．①③ D．①④
A
3.下列说法错误的是（ ）
A.发电机是将机械能转化为电能的装置
B.发电机线圈中产生的是交流电
C.发电机产生的电流方向跟线圈转动的方向有关
D.发电机的原理是奥斯特实验现象
D
4.微风吊扇通电后扇叶转动，此过程中____能转化为动能。拔下插头，在插头处接发光二极管，用手旋转叶片，发光二极管发光，这是_____生电的现象，人们利用这一原理制成了_______（选填“发电机”或“电动机” ）。
电
磁
发电机
5.在“探究感应电流的产生”的实验中。小颖同学的四次实验情况分别如图所示。
（1）有同学说：“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动，就会产生感应电流。”你认为他的说法对吗？
_______ 。图____可支持你的结论。
不对
丙
（2）探究感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向之间的关系。
A.根据图甲和图乙的实验现象可以得出的结论：
____________________________________。
B.根据图乙和图丁的实验现象可以得出的结论：
______________________________。
感应电流的方向跟导体运动方向有关
感应电流的方向跟磁场方向有关

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