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(共38张PPT)
第二节 科学探究：
怎样产生感应电流
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.
2. 了解电磁感应在生产、生活中的应用.
3. 知道发电机的原理及工作过程中的能量转化.
学习目标
回忆奥斯特实验：
新课引入
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电
磁
奥斯特实验
发电机是如何发电的？
思考
火力发电
汽轮机带动发电机
水力发电
水轮机带动发电机
风力发电
风车带动发电机
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
一、电磁感应现象
新知学习
发电机为什么能发电呢？
思考
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实 验 1
产生感应电流的条件
1. 猜想与假设
实验表明：发电机的线圈只有在转动时才能发出电来，由此可以猜想：发电机发电，可能与线圈在磁场中的运动有关.
2. 设计实验与制定计划
将一根导体的两端用细导线悬挂起来，并与灵敏电流计、开关串联组成闭合电路.将导体放在蹄形磁体的磁场中，如图所示.探究导体在磁场中怎样运动时，才能在电路中产生电流，并探究影响电流方向的因素.
为什么采用灵敏电流表测电流？
采用灵敏电流计可以检验微小的电流.
思考
3. 进行实验与收集证据
(1)闭合开关，让导体在蹄形磁体的磁场中运动，观察在什么情况下电路中能产生电流(灵敏电流计指针发生偏转)，并记下灵敏电流计指针的偏转方向.
(2)断开开关，重复上述步骤，观察
灵敏电流计的指针偏转情况.
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导体在磁场中运动情况 感应电流
电路闭合 静止 无
与磁感线垂直运动 有
沿着磁感线运动 无
电路断开 静止 无
与磁感线垂直运动 无
沿着磁感线运动 无
实验记录表格
实验结果表明：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中产生感应电流.
4. 分析与论证
1. 如果导体的运动方向与磁感线方向不垂直，导体中能产生电流吗？
5. 交流与合作
能，只要闭合电路部分导体做切割磁感线运动，就能产生电流.
机械能转化为电能.
能，由于运动是相对的，移动蹄形磁体，相当于移动导体，闭合电路的部分导体也能在磁场中做切割磁感线运动，就能产生电流.
3. 在上述实验过程中能量是如何转化的？
2. 如果导体不动，移动蹄形磁体，导体中能产生电流吗？用学过的知识讨论原因.
探究点拨
交流与合作
在实验中进行交流与合作是非常必要的. 个人的假设、实验设计、收集的信息、分析所得的结论都可能存在片面性，因此，在实验中应注意与大家交流讨论，虚心听取他人的意见，同时也将你的想法告诉大家，以便使实验结果更准确.
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.
电磁感应现象中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.
N
S
v
正视图
侧视图
感应电流的方向与什么因素有关呢？
思考
v
(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？
探究感应电流的方向与哪些因素有关
实 验 2
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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：感应电流的方向与导体运动的方向和磁场的方向都有关.只改变导体的切割磁感线运动方向，感应电流的方向也会改变；只改变磁场方向，感应电流的方向也会改变.
除发电机以外，电磁感应现象在生活、生产中还有大量的应用.如动圈式话筒(麦克风)，其工作原理：
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.
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电磁感应现象的应用——动圈式话筒
法拉第，英国
(1791—1867年)
　　法 拉 第(M. Faraday，1791-1867)是英国科学家.他原是书店的一名学徒，从小热爱科学，发奋自学，终成科学巨匠.他经过10年的不懈探索，终于在1831年发现了电磁感应现象.
信息窗
例 (2023天津模拟)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．当它在磁场中按箭头方向运动时，能产生感应电流的是(　　)
A
B
C
D
导体运动方向与磁感线平行
感应电流产生的条件：
①闭合电路；②导体做切割磁感线运动
导体运动方向与磁感线平行
导体运动方向与磁感线垂直
导体运动方向与磁感线平行
C
定子
转子
转轴
电刷
滑环
发电机、变压器等许许多多电器设备都是根据电磁感应原理制造的.
二、发电机原理
交流发电机原理示意图
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2. 交流发电机工作原理
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.
发电机发电的过程是机械能转化为电能的过程.
设线圈绕自身的轴线逆时针转动.当
线圈平面与磁感线垂直时，线圈AB边和CD边运动方向与磁感线平行，不切割磁感线，线圈中不能产生电流.
a
当线圈平面与磁感线平行时，AB边运动方向向上、CD边运动方向向下，都切割磁感线，产生感应电流.电流在由线圈、铜环1、电刷3、灵敏电流计、电刷4以及铜环2构成的电路中流动.
b
线圈平面再次转到与磁感线垂直时，AB边和CD边运动方向又与磁感线平行，线圈中不会产生感应电流.
c
线圈平面再次与磁感线平行，此时AB
边运动方向向下，CD边运动方向向上，切割磁感线，产生感应电流，但电流方向与前面的相反.
d
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.
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？
说明发电机提供的电流方向在不停的改变.
思考
电路中发生的是交变电流
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.
我国电网以交流供电，频率为50 Hz(即1 s内线圈转动50圈)，周期为0.02 s；电流方向改变100次.
交流发电机的结构是由转子(转动部分)、定子(固定部分)和其他部件组成.在大型发电机中，转子实际上是产生磁场的电磁铁，而产生感应电流的线圈却是不动的(定子)，这种结构便于产生高电压和强电流.
大型水轮发电机组
吊装转子
各式各样的发电机
手摇发电机
人的化学能→机械能→电能
柴油发电机
柴油的化学能→内能→机械能→电能
水轮机
风力发电机
机械能→电能
风能→电能
例 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
没有电源，转动产生了电
电动机 发电机
工作原理 磁场对电流的作用 电磁感应
结构图
区别 电路中____电源 电路中____电源
能量转化 _____能→_____能 _____能→_____能
应用 电风扇、扬声器等 动圈式话筒、POS机等
电
电
有
无
机械
机械
电动机与发电机的区别
课堂小结
磁生电
什么情况下
磁能生电
发现：英国物理学家______于1831年发现了电磁感应现象.
发电机
内容：____电路的一部分导体在磁场中做__________运动时
产生_________的现象.感应电流的方向与_____方向和
________的方向有关.
交流发电机的结构：由转子、_____和其他部件组成.
能量转化：______转化为_____.
法拉第
应用：发电机、动圈式话筒(麦克风)等.
闭合
切割磁感线
感应电流
磁场
导体运动
定子
机械能
电能
随堂练习
1. 下列说法错误的是(　　)
A. 物理学家法拉第发现了电磁感应现象
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. 电磁感应现象中电能转化为机械能
D. 发电机主要由定子和转子两部分组成
C
机械能→电能
√
×
√
√
2. 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
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
感应电流产生的条件：①闭合电路，②部分导体做切割磁感线运动
导体切割磁感线
v
a
b
A
v
a
b
A
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
v
A
a
b
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
×
v
a
b
A
B
C
D
“虚线箭头”表示磁场方向；
“×”表示磁场方向垂直纸面向里；
“·”表示磁场方向垂直纸面向外
3. 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. 该实验揭示了发电机的工作原理
B. 导线ab竖直向上运动可以产生感应电流
C. 导线ab水平向左运动可以产生感应电流
D. 导体ab不动，磁体运动时不可能产生电流
E. 实验过程中将电能转化为机械能
×
√
AC
电磁感应现象
√
×
×
机械能→电能
感应电流产生的条件：①闭合电路，②导体做切割磁感线运动
导体ab会切割磁感线，可以产生感应电流
4. 下列装置中，利用电磁感应现象制成的是(　　)
A. 电饭锅
B. 动圈式话筒
C. 电磁起重机
D. 扬声器
电流的热效应
×
B
电磁感应
√
×
电流的磁效应
×
磁场对通电导体有力的作用
5. 如图所示是“探究感应电流产生的条件”实验装置.
(1)在选择AB的材料时，你认为最好选择____(选填“塑料”“铜棒”或“铁棒”).实验中通过观察灵敏电流计指针__________来判断是否有感应电流产生.
铜棒
是否偏转
容易导电，且不会被磁化
(2)闭合开关，导体AB在水平向左和向右运动时，灵敏电流计指针偏转方向不同，说明：产生感应电流的方向跟____________________方向有关；探究感应电流与磁场方向是否有关时，应___________________(填具体操作)，保持导体运动方向不变，观察灵敏电流计指针偏转情况.
(3)若将此装置中灵敏电流计换成_________，可进一步
探究电动机的工作原理.
导体切割磁感线运动
对调磁铁N、S极
电源
电动机工作时，将电能转化为机械能

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