资源简介

(共34张PPT)
幻灯片 1：封面
标题：14.6 探究产生感应电流的条件
学科：物理
年级：九年级
授课教师：[你的姓名]
幻灯片 2：课程引入
回顾与提问：
前面我们学习了 “电生磁”（电流的磁效应）和 “磁生力”（磁场对通电导线的作用力），那么反过来，磁能生电吗？
生活中使用的电能大多来自发电机，发电机是如何产生电能的？它的工作原理是什么？
历史背景：1831 年，英国物理学家法拉第经过十年的探索，终于发现了磁生电的现象，即电磁感应现象，为发电机的发明奠定了基础。
实验演示预告：通过实验探究在什么条件下磁场能够产生电流，引出本节课主题 —— 探究产生感应电流的条件。
幻灯片 3：电磁感应现象的发现
法拉第的探索：法拉第坚信 “磁能生电”，经过无数次实验，终于在 1831 年发现：当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生电流。
科学意义：电磁感应现象的发现揭示了电与磁之间的相互转化关系，推动了电力工业的发展，使人类进入了电气化时代。
图示：展示法拉第进行实验的示意图，介绍其探索过程中的坚持与突破。
幻灯片 4：探究产生感应电流的条件实验
实验装置：蹄形磁体（提供磁场）、导体棒（可在磁场中运动）、灵敏电流计（检测电流）、导线、开关、金属导轨。
实验步骤：
按图连接电路：将导体棒、灵敏电流计、开关用导线连接，形成闭合电路，导体棒放在金属导轨上，处于蹄形磁体的磁场中。
情况一：电路闭合，导体棒在磁场中静止，观察灵敏电流计指针是否偏转。
情况二：电路闭合，导体棒在磁场中沿磁感线方向运动（不切割磁感线），观察指针是否偏转。
情况三：电路闭合，导体棒在磁场中垂直或斜向切割磁感线运动，观察指针是否偏转。
情况四：电路断开，导体棒在磁场中切割磁感线运动，观察指针是否偏转。
实验记录：将每次实验的电路状态、导体棒运动情况和电流计指针偏转情况记录在表格中。
幻灯片 5：实验现象与分析
实验现象汇总：
实验情况
电路状态
导体棒运动情况
电流计指针偏转
1
闭合
静止
不偏转
2
闭合
沿磁感线方向运动
不偏转
3
闭合
切割磁感线运动
偏转
4
断开
切割磁感线运动
不偏转
现象分析：
情况 1 和 2 中，导体棒未切割磁感线或静止，无电流产生。
情况 3 中，闭合电路的部分导体切割磁感线，有电流产生。
情况 4 中，电路断开，即使导体切割磁感线，也无电流产生。
初步结论：产生感应电流需要满足两个条件 —— 电路必须闭合；闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动。
幻灯片 6：产生感应电流的条件
条件一：电路闭合：
只有电路形成闭合回路，电荷才能在电路中定向移动形成电流。若电路断开，即使导体切割磁感线，也只能产生感应电压，无法形成电流。
条件二：导体切割磁感线：
闭合电路的一部分导体必须在磁场中做切割磁感线的运动，即导体的运动方向与磁感线方向不平行（垂直或斜向切割均可）。
“切割磁感线” 可以理解为导体与磁感线之间发生相对运动，既可以是导体运动，也可以是磁体运动（导体静止，磁体运动使磁感线被切割）。
补充说明：导体切割磁感线的速度、磁场强弱会影响感应电流的大小，但不影响感应电流的产生与否。
图示：用示意图展示导体切割磁感线和不切割磁感线的情况，明确 “切割” 的含义。
幻灯片 7：感应电流的方向
提出问题：感应电流的方向与哪些因素有关？
实验探究：
保持磁场方向不变，改变导体切割磁感线的运动方向，观察灵敏电流计指针的偏转方向。
保持导体运动方向不变，改变磁场方向（调换磁体的 N 极和 S 极），观察指针的偏转方向。
实验现象：
改变导体运动方向，电流计指针偏转方向改变，说明感应电流方向改变。
改变磁场方向，电流计指针偏转方向改变，说明感应电流方向改变。
结论：感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场方向有关。当其中一个因素改变时，感应电流方向改变；若两个因素同时改变，感应电流方向不变。
图示：对比不同条件下的电流方向，用箭头标注磁场方向、运动方向和电流方向。
幻灯片 8：电磁感应现象的定义
电磁感应现象：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现象。
感应电流：电磁感应现象中产生的电流叫做感应电流。
能量转化：电磁感应现象中，机械能转化为电能。例如，导体运动消耗机械能，电路中产生电能。
注意事项：
必须是 “闭合电路” 的 “一部分导体”，若整个电路都在磁场中运动，可能不会产生感应电流。
“切割磁感线运动” 是产生感应电流的关键条件，相对运动即可。
幻灯片 9：电磁感应现象的应用 —— 发电机
发电机的工作原理：发电机是根据电磁感应现象制成的，通过线圈在磁场中转动切割磁感线产生感应电流。
基本构造：主要由定子（磁体，提供磁场）、转子（线圈）、滑环和电刷组成。
定子：可以是永磁体，也可以是电磁铁。
转子：由多组线圈绕在铁芯上构成，能在磁场中转动。
滑环和电刷：将线圈中产生的感应电流输送到外部电路，滑环随线圈转动，电刷固定不动。
工作过程：
线圈在磁场中转动时，线圈的两边不断切割磁感线，产生感应电流。
由于线圈转动方向周期性变化，切割磁感线的方向也周期性变化，因此产生的感应电流方向周期性变化，即交流电。
能量转化：发电机工作时，将机械能（如蒸汽机、水轮机提供的能量）转化为电能。
图示：展示发电机的结构示意图和工作过程动画，标注线圈转动方向、磁场方向和电流方向。
幻灯片 10：电磁感应现象的其他应用
动圈式话筒：
构造：由膜片、线圈、永磁体等组成。
工作原理：声音使膜片振动，带动线圈在永磁体的磁场中振动切割磁感线，产生感应电流，将声音信号转化为电信号。
变压器：
基于电磁感应原理（互感现象）工作，通过原线圈电流变化产生变化的磁场，使副线圈产生感应电流，实现电压的变换。
电磁流量计：
利用导电液体在磁场中流动切割磁感线产生感应电流，根据电流大小测量液体流量。
无线充电技术：
初级线圈通交流电产生变化的磁场，次级线圈在变化的磁场中产生感应电流，实现无线电能传输。
图示：展示上述应用的原理图，说明电磁感应现象在其中的作用。
幻灯片 11：课堂练习
选择题：
下列关于电磁感应现象的说法，正确的是（ ）
A. 只要导体在磁场中运动，就会产生感应电流 B. 感应电流的方向只与磁场方向有关 C. 电磁感应现象中，电能转化为机械能 D. 发电机是利用电磁感应现象制成的
产生感应电流的条件是（ ）
A. 导体在磁场中运动 B. 闭合电路的导体在磁场中运动 C. 闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动 D. 导体在磁场中静止
改变感应电流的方向，可以通过（ ）
A. 改变导体切割磁感线的速度 B. 改变磁场强弱 C. 改变导体的长度 D. 改变磁场方向或导体运动方向
填空题：
电磁感应现象是由__________首先发现的，该现象中产生的电流叫做__________。
产生感应电流的两个条件是：电路必须__________；闭合电路的一部分导体在磁场中做__________运动。
发电机是根据__________原理制成的，工作时将__________能转化为__________能。
实验题：
某同学在探究感应电流产生条件的实验中，发现导体棒在磁场中运动时电流计指针未偏转，请分析可能的原因（至少写出两条）。
幻灯片 12：课堂总结
电磁感应现象：闭合电路的一部分导体切割磁感线时产生感应电流，由法拉第发现。
产生条件：电路闭合；部分导体切割磁感线运动。
感应电流方向：与磁场方向和导体运动方向有关。
能量转化：机械能→电能。
应用：发电机是核心应用，此外还用于动圈式话筒、变压器等设备。
知识脉络：本节 “磁生电” 与前面的 “电生磁”“磁生力” 共同构成电与磁的完整关系链，体现了自然界中能量转化与守恒的规律。
幻灯片 13：课后作业
书面作业：完成课本中关于电磁感应现象的练习题，包括感应电流条件判断、发电机原理分析等。
实践作业：
制作简易发电机模型：用导线绕制线圈，固定在支架上，使其能在磁场中转动，连接灵敏电流计，转动线圈观察指针偏转。
观察生活中应用电磁感应现象的设备，记录其工作场景和基本原理。
拓展作业：查阅资料，了解交流发电机和直流发电机的区别，以及它们在电力系统中的应用；或探究如何提高发电机的发电效率，撰写一篇简短的分析报告。
2024北师大版物理九年级全册
14.6探究产生感应电流的条件
第十四章 电与磁
授课教师： . 班 级： . 时 间： .
了解动圈式话筒的结构和工作原理。
02
了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
01
学习目标
了解发电机的工作原理，知道发电机工作过程中的能量转化。
03
观察与思考
无论是火力发电、水力发电还是风力发电，都是通过发电机发电的。那么发电机是如何发电的？
奥斯特实验说明通电导体周围存在磁场。既然电流能产生磁，那么磁能否产生电呢？
电
磁
探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
利用磁场产生的电流叫作感应电流，组成以上的电路，做各种尝试，看能否产生感应电流？
导线运动情况：
上下运动
电流表指针摆动情况：
不动
导线运动情况：
前后运动
电流表指针摆动情况：
不动
导线运动情况：
左右运动
电流表指针摆动情况：
摆动
导线运动情况 电流表指针摆动情况
上下运动
不动
前后运动
不动
左右运动
摆动
如果把磁感线想象成一根根实实在在的线，把导线想象成一把刀，你能说出磁场产生电流的条件吗？
电磁感应现象
当闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生感应电流，这种现象称为电磁感应。
在电磁感应现象中，机械能转化为电能。
导体中产生感应电流的条件：
1.电路闭合。
2.部分导体在磁场中做切割
磁感线的运动。
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（ ）
A
A
A
C
练习
A
B
C
D
导体中产生感应电流的条件：电路闭合；部分导体在磁场中做切割磁感线的运动。
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
法拉第(Michael Faraday,1791—1867),英国物理学家、化学家。
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。根据这个发现，后来发明了发电机，使人类大规模用电成为可能，开辟了电气化的时代。
1.构造：主要由与膜片相连的线圈和永磁体组成，如图所示。
2.原理：依据电磁感应现象制成,膜片振动→线圈振动
(切割磁感线)→产生感应电流。
3.作用：将声信号转化为电信号。
4.工作过程：当人对着话筒说话或唱歌时，人发出的声音使膜片振动,与膜片相连的线圈也跟着一起振动，线圈在永磁体的磁场中做切割磁感线运动，就能产生随着声音变化而变化的电流，电流信号经扩音机放大后传给扬声器,从扬声器中就会发出放大后的声音。
动圈式话筒
观察模型式手摇发电机的构造：两个半圆形的磁极，线圈通过铜环、电刷和灯泡连接起来的，摇把通过皮带传动装置带动线圈转起来。
发电机
发电机是将其他形式的能转换成电能的机械设备，是根据电磁感应现象制成的。
1.把手摇发电机与电流表连接起来，缓慢摇动手摇发电机，电流表指针左右摆动，说明什么？
说明电动机产生的电流的方向是不断变化的。
2.取下电流表，但仍然保持小灯泡和发电机连接。用不同的速度摇动转轮，灯泡亮度的怎样变化？
发电机线圈转得越快，小灯泡越亮。
3.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地改变。
当线圈在前半周转动时，电流表指针偏转，电路中产生了感应电流；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。
手摇发电机产生交流电的原因
手摇发电机产生的电流是交变电流，简称交流。
频率表示交流电方向变化的快慢，数值上等于交流电在1s内完成周期性变化的次数。
我国电网以交流供电，频率为 50 赫兹。
交变电流
如何保证发电机发出的电流的方向不变呢？
用两个半环组成的换向器代替交流发电机上的两个滑环，那么，虽然线圈中产生的是交流电，但是供给外部电路的电流方向却保持不变，这种方向不变的电流叫作直流电。
思考
工作原理：电磁感应现象
能量转化：其他形式的能转化为电能
结构：转子、定子
发电机的原理和能量转化
定子
转子
实际的发电机由定子(转动部分)和转子(固定部分)两部分组成的。大型发电机发的电，电压很高、电流很强，一般采取线圈不动、磁极旋转的方式来发电，为了得到较强的磁场，要用电磁铁代替永磁体。
实际发电机
大型发电机安装转子
知识点1
1. [原创题]小点进行“探究产生感应电流的条件”的实验。
【实验思路】
(1)实验中通过观察灵敏电流计指针__________来判断电路中是否产生感应电流。通过指针偏转的方向判断____________。
【实验过程】
(2)小点设计了如图所示的装置，主要器材有：U形磁体、灵敏电流计、用细导线连接并悬挂于铁架台上的________(填“塑料棒”或“金属棒”)ab、开关及导线若干，ab与灵敏电流计、开关串联组成闭合电路。
是否偏转
电磁感应现象
电流方向
金属棒
2
3
4
5
6
7
8
1
9
(3)小点安装好器材，进行实验，得到下表数据。
2
3
4
5
6
7
8
1
9
序号 开关 磁场方向 ab的运动方向 指针的偏转方向
1 断开 上N下S 向各个方向运动 不偏转
2 闭合 上N下S 静止不动 不偏转
3 闭合 上N下S 向右运动 向左偏转
4 闭合 上N下S 向左运动 向右偏转
5 闭合 上N下S 向上运动 不偏转
6 闭合 上N下S 向下运动 不偏转
7 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转
8 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转
【实验结论】
(4)由实验1～6可得，电路中产生感应电流的两个条件是______电路的一部分导体；导体做切割________运动。
(5)由实验______________可知，导体中产生感应电流的方向跟磁场的方向有关。
(6)由实验3、4可知，导体中产生感应电流的方向跟________________有关。
(7)该实验中的能量转化情况是________能转化成________能。
3、7(或4、8)
导体运动方向
机械
电
闭合
磁感线
2
3
4
5
6
7
8
1
9
2．如图所示的为动圈式话筒结构图，当说话时声音会带动膜片振动，随之在线圈中产生电流，该话筒利用了__________原理；膜片振动时，线圈中的电流的方向是________(填“变化”或“不变”)的，在此过程中将______能转化成电能。
2
3
4
5
6
7
8
1
9
知识点2
动圈式话筒
电磁感应
变化
机械
3．如图所示，把一台手摇发电机跟小灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，我们可以通过____________这一现象来判断电路中有电流，手摇发电机的工作原理是______________。若在发电机和小灯泡的电路里串联一个灵敏电流计，慢慢摇动手柄，观察到灵敏电流计的指针左右摇摆，这表明该发电机发出的电是________(填“直流电”或“交流电”)。
小灯泡发光
2
3
4
5
6
7
8
1
9
知识点3
发电机
电磁感应现象
交流电
4．[2025·南阳模拟]如图所示的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(　　)
A．甲和乙
B．丙和丁
C．甲和丙
D．乙和丁
D
2
3
4
5
6
7
8
1
9
5．如图所示，电吉他的拾音器里有六个磁柱，当弦线振动时，拾音器中的线圈产生电流。下列设备与拾音器的工作原理相同的是(　　)
A．电动机
B．扬声器
C．发电机
D．电磁继电器
C
2
3
4
5
6
7
8
1
9
6．在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，如图所示，下列说法中正确的是(　　)
A．ab处应该接入电源
B．根据该原理可以制成电动机
C．扬声器就是根据此实验原理工作的
D．同时改变磁场方向和导体棒的运动方向，感应电流方向不改变
D
2
3
4
5
6
7
8
1
9
7．[2025·无锡模拟]校科技节上，小明小组表演了一个“隔板推物”的节目，节目装置如图所示：将甲、乙两线圈用导线连成闭合回路，分别放入两个蹄形磁体的磁场中，用手推动甲线圈摆动时，乙线圈会随之摆动，在这个过程中，下列说法正确的是(　　)
A．甲线圈相当于用电器，乙线圈相当于电源
B．乙线圈运动的原理与电动机的工作原理相同
C．甲线圈运动过程中电能转化为机械能
D．若向左推乙线圈，则甲线圈不动
B
2
3
4
5
6
7
8
1
9
8．[2025·厦门模拟改编]风力发电将助力我国实现碳中和目标。风力发电机组主要由叶片、齿轮箱、发电机等组成，其简化结构如图所示。
(1)为缓解城市照明对常规电的依赖，风光互补灯应运而生。
下列装置能反映其风力发电原理的是______(填序号)。
A
2
3
4
5
6
7
8
1
9
(2)将风力发电的主要能量转化填写完整。
(3)当风正面垂直吹向静止叶片时，叶片转动，经过齿轮箱增速后，发电机转子高速转动，带动内部线圈在磁场中做_______________运动，从而发电。
2
3
4
5
6
7
8
1
9
切割磁感线
机械能
电能
9. [新考法]赤道附近的某地，地磁场的方向为水平方向，小明把安装有灵敏电流计的闭合电路中的一部分导体棒(与竖直方向固定的导轨接触良好)以相同的速度做以下选项中的运动，其中，灵敏电流计指针发生偏转最明显的操作是(　　)
C
2
3
4
5
6
7
8
1
9
探究产生感应电流的条件
电磁感应现象
形成闭合回路
发电机
交流电：电流大小、方向随时间周期性变化
能量转化：机械能→电能
部分导体在磁场中做切割磁感线运动
动圈式话筒
结构：膜片、永磁体、线圈
工作原理：电磁感应现象
结构：定子、转子
谢谢观看！

展开更多......

收起↑