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磁生电
第二十章 电与磁 第5节
想一想：既然电流能产生磁，那么磁能否产生电呢？
通电线圈在磁场中受力转动
电动机
电动机的内部构造
磁
电
想一想：电动机与电流表相连，拨动扇叶，会观察到什么现象呢？
想一想：如何利用磁场产生电流呢？
通过 来判断电路中是否有电流产生。
电流表的指针是否偏转
① 实验器材:
实验探究：什么情况下磁能生电
蹄形磁体、导体AB、电流表、开关、导线等。
想一想：如何判断电路中是否有电流产生？
电流很小的原因？
1.磁场太弱，
2.只有一根导线切割，
3.电流表灵敏度不够。
解决办法：
1.增强磁性，
2.将导线绕成线圈，
3.电流表更换成灵敏电流计。
B
A
① 实验器材:蹄形磁体、导体AB、灵敏电流计、开关、导线等。
实验探究：什么情况下磁能生电
注意：没有电源！！！
Ⅰ. 使导体静止.
Ⅱ.使导体沿着磁感线运动（向上或向下）.
Ⅲ.使导体与磁感线垂直（水平向左或向右）或斜向运动.
你的猜想是？
电路状态 导体在磁场中运动情况 电流
静止
沿着磁感线运动
与磁感线垂直或斜向运动
电路断开
与磁感线垂直或斜向运动
无
无
有
无
导体在磁场中的运动及产生电流的情况
③实验过程与记录
电路闭合
当导体运动方向与磁感线方向平行时，无电流产生。
当导体运动方向与磁感线方向垂直时，有电流产生。
当导体运动方向与磁感线方向斜交时，有电流产生。
导体做切割磁感线运动时，有电流产生。
④实验结论
闭合电路的一部分导体在磁场中做 运动时，导体中就产生电流，这种现象叫做 ，产生的电流叫做 。
切割磁感线
电磁感应
感应电流
　　历史上，有许多的物理学家进行了探索。英国物理学家 经10年的多次探索，于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。
　在1820年，丹麦物理学家奥斯特发现 ，即 。
电流的周围存在着磁场
电流的磁效应
电磁感应现象的发现具有划时代的意义，在实际方面，开创了电气化时代的新纪元。在理论上，为建立电磁场的理论体系打下了基础。
法拉第
发电机
⑤导体中产生感应电流的条件：
猜想：
①导体做切割磁感线运动的方向；
②磁场方向。
思考与讨论：试猜想感应电流的方向与什么因素有关？
思考：用什么实验方法验证猜想？如何验证猜想？
控制变量法
①电路闭合
②一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动。
思考：如图所示，把一个线圈和一个灵敏电流计连成闭合回路，在条形磁体进入线圈和离开线圈的过程中，闭合回路中会有电流产生吗？
线圈与磁铁之间产生相对运动
导体做切割磁感线运动
产生感应电流
实验结论：
感应电流的方向与 、 有关
磁场方向
导体切割磁感线的方向
电磁感应现象表明：导体在磁场中切割磁感线运动时，有 产生，把 能转化为 能。
电流
机械
电
1831年英国法拉第发现了磁也能生电——电磁感应
电流
磁场
奥斯特发现电流能产生磁场——电流的磁效应
发电厂是把 能转化为 能的
风力发电
火力发电
水力发电
疑问：发电厂是通过什么装置发电的呢？发电的原理是什么？
磁生电
其他形式的
电
发电机
①手摇发电机的构造
想一想：发电机怎样发电？以手摇发电机为例学习发电原理
发电机
磁铁是什么形状的？
摇把是通过皮带带动
线圈转动起来的。
磁铁形状是蹄形磁铁
线圈是通过电刷与灯泡（二极管）串联的。
线圈是怎样转动起来的？
线圈是通过哪些装置和灯泡
（或发光二极管）连接起来的？
【现象1】
小灯泡发光，说明 。
【现象2】
线圈转得越快，小灯泡越亮
说明 。
【现象3】
二极管交替发光
说明 。
电路中产生了电流
感应电流大小和切割速度有关
产生的电流方向不停在改变
用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。
想一想：如何检验手摇发电机电流方向的变化？
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50Hz。
2
交变电流
磁铁
3
交流发电机
铜环：两个铜环随线圈一起转动，与外部电路组成一闭合回路
线圈abcd转动时，切割磁感线，产生感应电流。
③发电机工作原理图
线圈转动一周，电流方向改变 次，大小不停地随时间改变
两
方向

100
直流
周期性改变______的电流叫做交流.我国供生产、生活使用的交流的频率是____ ，其电流方向每秒改变_____次.从电池得到的电流，其方向不变，叫做______.
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。
④实际的发电机
转子
定子
实际发电机由转子和定子两部分组成。
大型发电机安装转子
大型发电机一般采用磁极旋转的方式来发电。
发电机工作时，外部的机械力带动导体线圈在磁场中转动，并不断切割磁感线，产生感应电流。
机械能
电能
发电机发电的过程是将机械能转化为电能
水的机械能
发电机转子
的机械能
电能
水力发电是利用水从高处流下推动水轮机转动，推动发电机工作。
⑤一些发电厂
水电站
火力发电是利用可燃物在燃烧时产生的内能，通过发电动力装置转换成电能的一种发电方式。
火电站
燃料的化学能
电能
①发电机和电动机的主要结构是完全相同的。有外电源的是电动机，对外供电的是发电机。
②电动机是把电能转化成机械能；发电机是把机械能转化成电能。
电动机与发电机比较
当你唱歌时，要用到话筒（麦克风）。右图是动圈式话筒构造示意图. 请用“磁生电”具体说明动圈式话筒的原理。
当你对着话筒说话或唱歌时，声音带动膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起振动，线圈在磁场中做切割磁感线的运动，能产生随声音的变化而变化的电流，经过放大后，通过扬声器还原成声音.
电磁感应现象的应用
变压器
不用电手电筒
自行车测速器
④磁记录
录音机通过磁带是如何记录、播放声音呢？
思考一下
将电信号储存在磁介质内，称为磁记录。
磁记录的信息可以是声音、图像、数字或其他可转换为电信号的信息。
错失成为伟人的人——跑来跑去的科拉顿
1825年，科拉顿做了这样一个实验，他将一个磁铁插入连有灵敏电流计的螺旋线圈，来观察在线圈中是否有电流产生。但是在实验时，科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响，他通过很长的导线把接在螺旋线圈上的灵敏电流计放到另一间房里他想，反正产生的电流应该是的“稳定” (当时科学界都认为利用磁场产生的电应该是“稳定”的)，插入磁铁后，如果有电流，跑到另一间房里观察也来得及就这样，科拉顿开始了实验。然而，无论他跑得多快，他看到的电流计指针都是指在"0"刻度的位置。科拉顿失败了。科拉顿的这个失败，是一个什么样的失败呢 后人有各种各样的议论。
有人说，这是一次"遗憾的失败"。因为科拉顿如果有个助手在另外那间房里，或者科拉顿就把电流计放在同一间房里看得见的地方，那么成功的桂冠肯定是属于科拉顿的。有人说，这是一次"真正的失败"。因为科拉顿没能转变思想，没有从"稳态"的猜想转变到"暂态"的考虑上来，所以他想不到请个助手帮一下忙、或者把电流计拿到同一间房里来。事实也正是如此，法拉第总结了别人和他自己以前失败的教训，他决定不再固守"稳态"的猜想，终于在1831年8月，观察到了电磁感应现象。科拉顿只能留下永远的遗憾。
有人说这是一次"成功的失败"。因为科拉顿的实验装置设计得完全正确，如果磁铁磁性足够强，导线电阻不大，电流计十分灵敏，那么在科拉顿将磁铁插入螺旋线圈时，电流计的指针确实是摆动了的。也就是说，电磁感应的实验是成功了，只不过科拉顿没有看见，他跑得还是"太慢"，连电流计指针往回摆也没看见
电动机
发电机
发电机
四
发电机与电动机的比较
项目 电动机 发电机
结构
工作原理
本质
能量转化
应用
磁场对通电线圈的作用
利用电磁感应现象
磁场对电流有力的作用
电能转化为机械能
扬声器
磁生电
机械能转化为电能
话筒
磁体＋线圈＋换向器
磁体＋线圈＋铜环
1．1820年，丹麦科学家________发现了电流的磁现象，英国物理学家_________在1831年发现了磁生电的条件和规律：____________　的一部分导体在磁场中做运动时，导体中就会产生感应电流。感应电流的方向与________的方向和___________的方向有关，由此开辟电气化的新纪元。
奥斯特
法拉第
闭合电路
磁场
切割磁感线
随堂练习
2．发现电流周围存在磁场的物理学家是（　　）
A．奥斯特
B．焦耳
C．法拉第
D．安培
A
随堂练习
3．下列设备中，利用电磁感应原理制成的是（　　）
A．发电机
B．电磁铁
C．电动机
D．电磁继电器
A
随堂练习
4．如图，两磁极间的磁场方向水平向右，在磁场中垂直纸面放置一根导线，导线是闭合电路的一部分，当导线按下列方向运动时，能产生感应电流的是（　　）
A．竖直向上
B．水平向右
C．水平向左
D．垂直纸面向里
A
随堂练习
5．如图所示是发电机线圈在磁场中转动一圈的过程中经过的四个位置，电路中有感应电流的是（　　）
D
A．甲和乙
B．丙和丁
C．甲和丙
D．乙和丁
随堂练习
6．下列对感应电流大小无影响的因素是（　　）
A．线圈的匝数
B．磁场的方向
C．磁场的强弱
D．线圈的转速
B
随堂练习
电磁感应
决定感应电流方向的因素
部分导体在磁场中做切割磁感线运动
闭合回路
产生感应电流的条件
磁场方向
导体切割磁感线运动方向
原理
主要构造
能量转化
电磁感应现象
定子、转子
机械能转化电能
发电机

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