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第二十章 电与磁
第5节 磁生电
聆听法拉第发现电磁感应现象的故事。
任务一：探究产生感应电流的条件
1.创设情境：提出问题
1831年，英国伟大的物理学家法拉第，在长达10年的探索后，发现了利用磁场产生电流的条件和规律。依据他的成就发明了发电机，开辟了电气化时代。
奥斯特实验说明了通电导线周围存在着磁场（电能生磁）。
反过来想，磁能否生电呢？
请从以下方面思考选择应选择的器材，并讨论怎样连接实验装置。
①如何获得磁场；②如何形成电流；③如何显示有无电流。
2.设计实验并探究
如何设计实验探究磁是否能生电？
任务一：探究产生感应电流的条件
演示实验
实验装置如图所示。
任务一：探究产生感应电流的条件
闭合开关，将电路的部分导体放在磁场中，分别使导体静止、上下运动、前后运动、左右运动，斜着运动，观察灵敏电流计指针是否偏转。
断开开关重复以上操作，观察灵敏电流计指针是否偏转。
根据刚才的实验现象，判断产生感应电流的条件是什么？
任务一：探究产生感应电流的条件
只有当闭合开关，且部分导体在磁场中左右或斜着运动时，灵敏电流计指针才会偏转。
实验中蹄形磁铁的磁场方向为竖直方向，将磁感线类比一片甘蔗林（如图所示），将导体类比一把刀，思考怎样运动，才能使刀切割甘蔗林。
任务一：探究产生感应电流的条件
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流。这种现象叫做电磁感应。
说明：产生的电流叫做感应电流。
任务一：探究产生感应电流的条件
任务二：探究感应电流的方向与什么因素有关
在以上实验中我们发现：产生电流时，灵敏电流计的指针是来回摆动的，这说明什么？是什么影响到了电流方向呢？
利用上述器材继续实验：分别改变导体的运动方向、对调磁极（改变磁场方向），观察灵敏电流计的指针偏转方向变化。
任务二：探究感应电流的方向与什么因素有关
感应电流的方向跟导体切割磁感线方向、磁场方向有关。
手摇发电机
任务三：了解发电机的工作原理
观察手摇发电机，了解其构造。
将手摇发电机与小灯泡连接起来，用不同转速摇动转轮进行实验，观察小灯泡亮度的变化。
任务三：了解发电机的工作原理
演示实验
电流大小与转速有关，转速越大，电流越大。
检验手摇发电机电流方向的变化：
①将灯泡换成灵敏电流计，慢摇发电机，会发现：指针来回摆动；
②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，会发现两个二极管交替发光。
任务三：了解发电机的工作原理
电流周期性变化的电流叫交变电流，简称交流。
我国电网采用的交流的频率为50Hz。
任务三：了解发电机的工作原理
观看发电机的模型图，分析发电机的发电过程。
ab边向下转动时，产生dcba方向的电流；
ab边向上转动时(即导体运动方向改变),产生abcd方向的电流。
即线圈每转过半圈，电流方向改变一次。
任务三：了解发电机的工作原理
观看视频及课本，了解发电厂、发电站中发电机组的工作，小型发电机与大型发电机的不同。并讨论发电机发电过程中的能量转化。
磁生电
感应电流的产生条件
电磁感应现象
闭合电路的部分导体做切割磁感线运动
由于导体在磁场中运动而产生电流的现象
影响感应电流的方向的因素
磁场方向和导体运动方向
交流发电机
构造
工作原理
能量转化：其他形式的能转化为电能
1.对着话筒唱歌时，声音使处于磁场中的线圈振动，从而线圈中产生随声音变化的电流。下列实验能说明动圈式话筒工作原理的是
（　　）
A
A B C D
2.小明利用图示放置在水平桌面的实验装置做“探究什么情况下磁可以生电”的实验，闭合开关，下列选项中能产生感应电流的是（　　）
A．蹄形磁体不动，铜棒AB竖直向上运动
B．蹄形磁体不动，铜棒AB竖直向下运动
C．铜棒AB不动，蹄形磁体水平向右运动
D．将整个实验装置水平匀速移动
C
3．科技创新活动中，小雅的作品“隔板推物”引起了同学们的极大兴趣，其原理如图甲所示，a、b两个导体棒分别悬挂在两个蹄形磁铁的磁场中，两导体棒通过导线相连，构成了一个闭合回路，用手推动导体棒a左右摆动时，导体棒b会随之摆动，下列关于这一现象的说法中不正确的是（　　）
A．导体棒a左右摆动时，闭合回路中能够产生感应电流
B．导体棒a左右摆动时，实现了电能向机械能的转化
C．导体棒b随之摆动的原理与图乙所示装置的原理相同
D．用手推动导体棒b左右摆动时，导体棒a也会随之摆动
B
4．将一个铜质线圈与一只小灯泡连接形成一个闭合回路，当将一条形磁体插入或拔出线圈时，会观察到灯泡发光，如图所示，下列有关说法正确的是（　　）
A．条形磁体插入与拔出线圈时产生的电流方向相同
B．条形磁体插入与拔出线圈时产生的电流方向相反
C．条形磁体插入与拔出线圈时将电能转化为机械能
D．条形磁体插入与拔出线圈时产生感应电流的原理与扬声器相同
B
5．如图是小明自制的发电机模型，用纸做一个小风车固定在转动轴上，将小发电机与电流表小量程相连，当有风将小风车吹动时，电流表的指针 　 　（填“会”或“不会”）偏转，其利用了 　 　原理；如果将图中的电流表换成　 　，就变成了电动机。
会
电磁感应
电源
6．如图为一款无线充电式悬浮音响。使用时底座内的送电线圈产生交变磁场，使音响内的受电线圈感应到电磁信号，产生感应电流给音响充电，音响悬起并开始播放音乐。无线充电时，底座内的送电线圈是利用 　 　工作的，音响内的受电线圈是利用　 　工作的。（均填“电磁感应原理”或“电流的磁效应”）
电流的磁效应
电磁感应原理
7．小章同学想设计一款地板钢琴，当有人在上面蹦跳时，对应琴键会发出声音并伴有彩光，琴键内部结构如图所示。踩踏琴键，固定在琴键下方的磁铁做往复运动，做 　 　运动，从而产生感应电流，用电器工作。
切割磁感线
8．如图所示，一个小型风力发电机上连接着灯泡，吹动扇叶时，与之连接的灯泡发光，该发电过程中将 　 　能转化为电能，发电机中一定　 　（填“有”或“没有”）磁体。
机械
有
9．如图所示，图甲中的a表示垂直于纸面的一根导体，它是闭合电路的一部分，当导体以图甲所示方向运动时，电路中可产生感应电流。如果要改变电路感应电流的方向，请在图乙中画出导体的运动方向，并标出磁极的N、S极位置。
N
S
10．如图所示的是探究“什么情况下磁可以生电”的装置。用棉线将一段导体AB悬挂起来，置于蹄形磁体中，再与灵敏电流计连接，组成闭合电路。
（1）在老师的指导下，兴趣小组进行实验，观察到的现象如表所示。由此可知：闭合电路中部分导体在磁场中做 　 　运动时，电路中产生感应电流。
切割磁感线
实验序号 磁体摆放方式 导体AB运动情况 电流计指针偏转方向
1 上N下S 静止 不偏转
2 竖直向上运动 不偏转
3 竖直向下运动 不偏转
4 向左运动 向右偏转
5 向右运动 向左偏转
（2）此实验中，能量转化的情况是将机械能转化为电能。利用这一原理，人们在生产生活中制成了 　 　（填“动圈式话筒”或“扬声器”）。
（3）请你在该实验的基础上，设计“探究感应电流方向与磁场方向关系”的实验。应该进行的操作：　 ；若出现　 　的现象，则说明感应电流方向与磁场方向有关。
动圈式话筒
将磁体调整为上S下N，让导体AB分别向左和向右运动
电流计指针分别向左和向右偏转
实验序号 磁体摆放方式 导体AB运动情况 电流计指针偏转方向
1 上N下S 静止 不偏转
2 竖直向上运动 不偏转
3 竖直向下运动 不偏转
4 向左运动 向右偏转
5 向右运动 向左偏转
作业本作业
完成对应练习。
实践性作业
列表辨析发电机和电动机的工作原理。

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