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第八章 电磁相互作用及应用
第1节 电磁感应现象
科学思维有许多方式，对一个问题的逆向思考，往往也是一种有效的思维方式。
奥斯特发现了电流的周围有磁场后，许多科学家进行了逆向的思考：既然电流能产生磁场，那么能否利用磁场来产生电流呢？
情境导入
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的现象。感应电流产生条件如图1 所示。
知识点
法拉第的发现——电磁感应
1
感悟新知
2. 理解磁生电的条件 电路是闭合的；一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
深度理解
1. 做切割磁感线运动的导体必须是闭合电路的一部分，而不是整个电路。
2. 只要导体运动的方向与磁感线有一定角度，而不是与磁感线平行，导体就会切割磁感线。
3. “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。
3. 感应电流 在电磁感应现象中产生的电流。
4. 感应电流方向的影响因素 导体切割磁感线运动的方向和磁场方向。
5. 感应电流大小的影响因素 导体切割磁感线运动的速度、磁场的强弱、切割磁感线运动的导体的有效长度和线圈的匝数。
6. 能的转化 电磁感应现象是将机械能转化为电能。
[中考·成都] 将导体ab、开关和灵敏电流表用导线连接，导体ab 放置在磁极间，如图2 所示。
例1
下列说法正确的是( )
A. 开关闭合，磁铁不动，ab 水平向左快速运动，指针不 偏转
B. 磁极对调后，开关闭合，ab 水平向右快速运动，指针要偏转
C. 开关闭合，ab 竖直上下运动，指针要偏转
D. 开关断开，ab 快速运动，指针可能偏转
解析：由图2 可知，磁体外部磁感线从N 极指向S 极，开关闭合，磁铁不动，ab 水平向左快速运动，ab 做切割磁感线运动，会产生感应电流，灵敏电流表指针偏转，故A错误；磁极对调后，开关闭合，ab 水平向右快速运动，ab仍做切割磁感线运动，所以灵敏电流表指针仍会偏转，故B 正确；
开关闭合，ab 竖直上下运动，没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，灵敏电流表指针不会偏转，故C 错误；开关断开，ab 快速运动，由于电路是断开的，所以不会产生感应电流，灵敏电流表指针不偏转，故D 错误。
答案：B
深度理解
理解什么是切割磁感线运动，记住“两是，两不是”。“两是”指的是：将磁感线看成是面条，部分导体看成是刀，刀的运动能够把面条割断，就属于切割磁感线运动，这有两种情况：①刀口与磁感线垂直；②刀口与磁感线斜交。不能割断面条的运动则不属于切割磁感线运动，这也有两种情况：①刀的运动方向与磁感线平行；②刀像刺刀一样刺过磁场的运动。
1. 构造 如图3 所示是交流发电机的示意图，主要由转子(转动部分)和定子(固定部分)两部分组成。
知识点
发电机
2
2. 原理 利用电磁感应现象制成，发电机发电的过程是将机械能转化为电能的过程。
3. 交变电流 大小和方向都随时间做周期性变化的电流，称为交变电流，简称交流电。在交变电流中，电流周期性变化的次数与所用时间的比叫做交流电的频率，单位是赫兹(Hz)，我国电网的交流电频率为50 Hz。
拓展延伸
1.发电机和电池都是电源，在能量转化方面有区别，发电机发电时是将机械能转化为电能，电池供电时是将化学能转化为电能。
2. 我国交流电频率为50 Hz，周期为0.02 s， 即发电机线圈转一周的时间为0.02s，1s 内线圈转50 周，因为每转一周，电流方向改变两次，所以1s 内其方向改变100 次。
如图4 所示，开关闭合后，闭合电路的部分导体ab 左右运动时灵敏电流表指针发生摆动，这是________现象，利用这个原理可以制成________(填“发电机”或“电动机”)。
例2
电磁感应
发电机
解析：开关闭合后，闭合电路的部分导体ab 左右运动时，灵敏电流表指针发生摆动，这是电磁感应现象，利用这个原理可以制成发电机。
特别提醒
表示电磁感应现象的电路中，原本没有电源，在磁场中做切割磁感线运动的导体实质上就是电源。
1. 关于电磁感应现象，下列说法正确的是(　　)
A．电磁感应现象是由奥斯特首先发现的
B．只要把矩形线圈放在磁场中，线圈中就会产生感应电流
C．只要导体在磁场中做切割磁感线运动，就一定有感应电流产生
D．闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中一定有感应电流产生
D
课堂训练
2. 如图所示，a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。当它在磁场中按箭头方向运动时，导线a中会产生感应电流的情况是(　　)
D
3. 下列装置中，利用图示实验原理工作的是(　　)
A．电烤箱
B．发电机
C．电风扇
D．电磁继电器
B
应用
电磁感应现象
交流电
磁生电
发电机
原理
课堂小结

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