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人教版物理(新教材)九年级全册
第6节 磁生电
第二十章 电与磁
核心素养目标
1.物理观念
2.科学思维
能够运用逻辑推理和科学论证方法，理解电磁感应现象的内在规律。这涉及对实验观察和数据分析能力的培养，以及通过科学思维解决实际问题。
3.科学探究
观察体验发电机是怎样发电的，理解电磁感应现象的基本原理和条件。提高应用知识分析和解决问题的能力。
4.科学态度与责任
培养对科学探索的兴趣和好奇心，形成积极向上的科学态度。同时，认识到电磁感应在现代科技中的重要应用，增强环保意识和社会责任感。
①知道电磁感应现象，知道产生感应电流的原因；②知道发电机的原理，知道发电机发电过程是能量转化过程；③知道什么是交流电。
教学重点01探索并了解产生感应电流的条件教学难点02通过探究实验认识电磁感应现象教学重点难点
课堂导入
　　电的发明与应用使人类进入电气时代，给人们的生产生活带来了极大的便利。今天，无论是我们日常生活中使用的电还是工农业生产中使用的电，是由各种发电站产生的......
太阳能发电
风力发电
火力发电
水力发电
发电厂是通过什么装置发电的呢？
发电机
探究新知
通电
断电
改变电流方向
磁针发生转动
磁针反向转动
知识回顾
奥斯特实验说明了什么
说明了通电导线的周围存在着磁场，即电可以生磁。
课堂导入
奥斯特实验
？
电
磁
奥斯特发现了电流的周围有磁场，之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
探究新知
1831年英国物理学家法拉第，发现利用磁场产生电流的条件和规律，进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系。
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。
磁场产生电流的条件和规律究竟是什么呢？
磁生电
1. 法拉第的发现
探究新知
探究导体在磁场中运动时产生电流的条件。
演示实验
【实验】探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
实验目的
实验思路
　　用导线连成闭合电路，并将电流表连入电路中，尝试将导线静止在磁场中，或在磁场中运动，观察电流表是否发生偏转，以判断电路中是否产生电流。
探究新知
实验器材
蹄形磁铁 1 个
灵敏电流计 1 只
直导体 1 根
开关 1 个
铁架台 1 套
导线若干等
提供磁场
观察电流
探究新知
实验过程
　　①如图所示，在蹄形磁体的磁场中放置一根直导体，直导体的两端跟电流表及开关连接。将让直导体在磁场中静止，断开和闭合开关，观察电路中是否有电流产生。
　　②保持开关断开，将直导体在磁场中沿不同方向运动，观察电路中是否有电流；然后闭合开关，重复以上操作，观察电路中是否有电流产生。
探究新知
电路断开
无
无
无
无
无
无
有
有
线圈ab段在磁场中的运动情况
有无
电流
静止
竖直方向，向上（向下）运动
水平方向，向左（向右）运动
斜向上（斜向右）运动
电路闭合
静止
竖直方向，向上（向下）运动
水平方向，向左（向右）运动
斜向右上（斜向左下）运动
电流计指针偏转情况
不偏转
不偏转
不偏转
不偏转
不偏转
不偏转
向右（向左）偏转
向左（向右）偏转
探究新知
分析论证
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。
探究新知
1. 电路处于闭合状态；
2. 部分导体在磁场中做切割磁感线的运动。
导体中产生感应电流的条件：
探究新知
【学习任务一】产生感应电流的条件
在探究磁与电的相互作用时经常用到如图所示的器材，
关于该实验装置,下列说法正确的是（　　）
A．若在甲、乙之间接入电源可以模拟电动机的工作原理
B．若在甲、乙之间接入电源，只改变电流方向,导线ab运动方向不变
C．若在甲、乙之间接入灵敏电流表可以使导线ab在磁场中受力运动
D．若在甲、乙之间接入灵敏电流表,只要导线ab运动,电流表指针就会偏转
A
探究新知
解：AB．若在甲、乙之间接入电源,闭合开关,ab中有电流通过,在磁场中会受力运动,可以模拟电动机的工作原理,只改变电流方向，导线ab运动方向会发生改变，故A正确、B错误；
C．若在甲、乙之间接入灵敏电流表,电路中没有电源,没有电流通过导线ab,导线ab在磁场中不会受力运动,故C错误；
D．由电磁感应的条件可知,若在甲、乙之间接入灵敏电流表,在开关闭合,且导线ab做切割磁感线运动时,电路中才会有电流产生，电流表指针才会偏转，故D错误。
故选:A。
导线在磁场中产生感应电流
探究新知
2. 电磁感应现象
①定义：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中会产生电流，这种现象叫做电磁感应。
②感应电流：电磁感应产生的电流叫做感应电流。
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，表达起来可能会方便些。
探究新知
【学习任务二】电磁感应现象
如图所示，对其所涉及的物理实验分析正确的是（　　）
A. 图甲:用于燥的陶瓷棒连接验电器A和B，B的金属箔张角会变大
B. 图乙:玻璃棒和丝绸摩擦的过程中，电荷从玻璃棒转移到丝绸
C. 图丙:世界上第一个发现了电流磁效应现象的是物理学家牛顿
D. 图丁:通电导体ab在磁场中受力方向与磁感线的方向无关
B
探究新知
解：A．验电器的工作原理：验电器是利用同种电荷相互排斥的原理来工作的，当验电器带电时,金属箔会因为带上同种电荷而张开一定的角度,张角越大,所带电荷量越多。干燥的陶瓷棒是绝缘体，它不容易导电,所以B验电器金属箔的张角不会发生变化。故A错误，不符合题意；
B．摩擦起电的实质是电子的转移，得到电子的物体带负电,失去电子的物体带正电。当玻璃棒和丝绸摩擦时,玻璃棒上的部分电子会转移到丝绸上，玻璃棒因失去电子而带正电,丝绸因得到电子而带负电。所以、电荷从玻璃棒转移到丝绸，故B正确，符合题意；
C．1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应，即通电导线周围存在磁场,这一发现揭示了电与磁之间的联系。故C错误，不符合题意；
D．通电导体在磁场中会受到力的作用,其受力方向与电流方向和磁感线方向都有关。当电流方向或磁感线方向其中之一发生改变时,通电导体的受力方向会发生改变。故D错误,不符合题意。
故选B。
探究新知
在探究感应电流的条件的实验中，可以发现闭合电路的一部分导体在磁场中做运动方向不同时，灵敏电流计偏转的方向也有所不同。
感应电流的方向与磁场的方向是否也有关系呢？
结论一：感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关。
探究新知
演示实验
【实验】探究感应电流的方向与磁场方向是否有关
【视频欣赏】
导体切割磁感线的方向
灵敏电流计指针偏转方向
向左
向左
磁场的方向
向上
向下
向左
向右
结论二：感应电流的方向与磁场的方向有关。
探究新知
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；感应电流的方向与磁场的方向和导体运动的方向皆有关。
总结归纳
探究新知
【学习任务三】影响感应电流方向的因素
如图所示,将一根金属棒ab与灵敏电流计组成闭合电路,让金属棒在磁场中做___________运动时,灵敏电流计指针发生偏转,说明有感应电流产生。如果让金属棒反方向运动时,发现灵敏电流计指针的偏转方向与刚才_____ ,说明感应电流方向与金属棒的运动方向_____ （本空选填“有关”或“无关”）。
相反
有关
切割磁感线
探究新知
解：当导体在磁场中运动时,只要金属棒在磁场中做切割磁感线的运动,就会产生感应电流,由右手定则可知,感应电流方向与金属棒的切割方向有关,故金属棒运动方向相反时，灵敏电流计的偏转方向也会反向。
故答案为：切割磁感线，相反，有关。
探究新知
发电机是如何发电的呢？
我们通过实验室手摇发电机一探究竟吧！
导体切割磁感线会产生电流，人们可以根据这一原理制造发电机。
发电机
手摇发电机
探究新知
1. 把一台手摇发电机跟灯泡连接起来，转动摇把观察灯泡是否发光；用不同速度转动摇把，观察灯泡亮度的变化情况。
演示实验
【实验】探究手摇发电机发电
小灯泡发光，说明电路中产生感应电流；
线圈转动速度不同，灯泡亮度不同。
转速越快，灯泡越亮，说明感应电流越大。
探究新知
1. 发电机的原理：
电磁感应现象表明，机械能可以转化成电能，发电机就是根据这一原理制造的。
探究新知
【学习任务四】发电机的原理
如图甲,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，可以看到小灯泡会发光。下列说法正确的是（　　）。
A. 发电机是利用电流的磁效应来工作的
B. 发电机将电能转化为了机械能
C. 线圈转得越快，小灯泡越亮
D. 如果将小灯泡换成如图乙的电流表,指针一直偏向右边
C
解：AB、闭合电路的一部分线圈在磁场中做切割磁感线运动,线圈中会产生感应电流,这是电磁感应现象,是发电机的工作原理,该过程中,发电机是将机械能(动能)转化为电能,故AB错误;
C、转轮转速越快,线圈切割磁感线的速度变快,因此线圈中的电流变大,灯泡亮度越亮,故C正确,
D、发电机产生电流的方向是变化的,将小灯泡换成如图乙的电流表,指针将左右摆动,故D错误,故选：C。
探究新知
2.发电机构造及作用
①磁铁：用来产生磁场；
②线圈：转动时，切割磁感线，产生感应电流；
③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；
④电刷：感应电流通过电刷流出。
主要由转子（转动部分）和定子（固定部分）两部分组成的。
探究新知
3. 发电机的发电过程
线圈的蓝色部分在前半周转动时，向下做切割磁感线运动，产生感应电流。
线圈蓝色部分在后半周转动时，向上做切割磁感线运动，产生感应电流方向相反。
探究新知
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，观察二极管的发光情况。
二极管交替发光，说明
产生的电流方向不停在改变。
探究新知
4. 交变电流
①定义：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。
随着线圈的转动，发电机产生的感应电流的大小和方向也在周期性地变化。
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。我国电网以交流供电，频率为50Hz。
电路中用电池供电时，电路中的电流从电池的正极流向负极，方向不改变。这种电流叫作直流。
探究新知
【学习任务五】交变电流
我国供生产和生活用的交流电的频率是50赫兹,下列说法中正确的是（　　）
A.每秒电流方向改变220次
B.每秒电流方向改变100次
C.每秒电流方向改变2次
D.每秒电流方向改变380次。
B
解：我国使用的是正弦式交流电,在一个周期之内电流方向变化两次,已知交流电的频率,可以求出每秒交流电方向变化的次数已知交流电频率f=50Hz,则每秒内交流电变化的次数是50×2=100次。
故选：B。
探究新知
发电机发电的过程是
机械能转化为电能的过程。
5. 发电机的种类及应用
①小型发电机一般采用磁极不动、线圈旋转的方式发电；
②大型发电机一般采用线圈不动、磁极旋转的方式发电。
大型发电机安装转子
探究新知
当你唱卡拉OK时，要用到话筒（麦克风）。话筒的种类很多，图是动圈式话筒构造示意图。当你对着话筒说话或唱
歌时，声音使膜片振动，与膜片相连的
线圈也跟着一起振动，线圈处在磁场中。
把线圈两端的导线接入扩音机，就能通
过扬声器听到你说话的声音。
③动圈式话筒
膜片带动线圈振动，做切割磁感线运动
声音使膜片振动
线圈中产生感应电流
感应电流的大小随声音的变化而变化
电流信号经扩音机放大后传给扬声器
探究新知
6. 发电机与电动机的比较
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
电动机
发电机
探究新知
科学世界
磁记录
软磁材料：软铁被磁体磁化后，磁性很容易消失，称为软磁材料。
硬磁材料：而钢等物质被磁体磁化后，磁性能够保持，称为硬磁材料。
硬磁材料可以做成永磁体，还可以用来记录信息。
课堂导入
录音磁头的工作原理
磁带式录音机的磁带上附有一层由硬磁材料制成的小颗粒磁粉。
录音时：声音先转变成强弱和方向都变化的电流，通过录音磁头，产生了强弱和方向都变化的磁场。磁带划过磁头时，磁带上的小颗粒被不同程度地磁化，于是记录了一连串有关磁性变化的信息。
放音时：磁带贴着放音磁头运动，磁性强弱和方向都变化的磁带使放音磁头中产生变化的感应电流，电流经放大后使扬声器发声，便可“读”记录的信息。
磁带
课堂小结
磁生电
磁生电
法拉第的发现
电磁感应现象
感应电流：电磁感应产生的电流。
发电机
定义：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中会产生电流，这种现象叫做电磁感应。
发电机的原理：电磁感应现象
发电机的基本组成：定子、转子
交变电流：电流的方向周期性变化。
能量转化：把机械能转化为电能。
发电机的种类及应用
1.（2025 青羊区校级模拟）如图所示是某款可以计数的跳绳，当绳子转动时,传感器内的小磁铁会跟随绳子把手上下运动,线圈内就会产生随之变化
的电流,主控芯片根据输出的电流信号实现计数。这种方式精度较高
且支持多种跳绳模式。与这跳绳计数工作原理相同的是（　　）
课堂练习
B
课堂练习
解：计数的跳绳是利用电磁感应原理工作的,通过闭合线圈在磁场中转动,切割磁感线产生感应电流,将机械能转化为电能。
A．选项是电磁铁原理图,是利用电流的磁效应工作的;
B．选项是电磁感应现象,是发电机原理;
C．选项是电动机原理图,是利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理工作的;
D．选项同电磁继电器的利用,是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关,主要利用了电流的磁效应和电磁铁的特性。所以与跳绳计数工作原理相同的是发电机。故B符合题意,ACD不符合题意。故选：B。
点评：本题考查电磁感应的应用，属于基础题。
2.（2019秋 武侯区期末）电吉它的发音是通过电磁拾音装置连接扬声器而实现于线圈在切割磁感线产生感应电流，则有（　　）
A．磁铁产生磁场使吉他金属弦磁化,a、b两侧均为S极
B．拨动金属弦就一定切割了磁感线
C．拨动金属弦的方向不同，线圈产生的感应电流方向不变
D．增加线圈匝数可以让用相同的力拨动金属弦产生的感应电流增大
D
课堂练习
课堂练习
解：A．磁铁产生磁场使吉他金属弦磁化，被磁化的金属弦有两个极，a、b中一侧为N极，另一侧为S极，故A错误；
B．拨动金属弦，弦在上下运动时，不会切割磁感线，故B错误；
C．拨动金属弦方向不同，线圈产生的感应电流方向也会不同，弦切割磁感线方向不同，故C错误；
D．感应电流的大小与运动速度、线圈匝数和磁场强度有关，增加线圈匝数可以让用相同的力拨动金属弦产生的感应电流增大，故D正确。
故选：D。
点评：本题考查了电磁感应现象的相关知识，难度不变。
3.（2018 金牛区模拟）对图所示的实验装置，下列说法正确的是（　　）
A．该装置是电动机的工作原理图
B．该装置可以研究磁场对电流的作用
C．该装置只能探究感应电流方向与导体运动方向的关系
D．该装置可以研究电磁感应现象
课堂练习
解：AD．该装置中没有电源,闭合电路中的导体棒切割磁感线时会产生感应电流,这是电磁感应现象,是发电机的工作原理图,这一装置可把机械能转化为电能,故A错误，D正确;
B．该装置中没有电源，不可以研究磁场对电流的作用,故B错误;
C．感应电流方向与导体运动的方向有关,也和磁场方向有关,所以该装置既可以探究感应电流方向与导体运动方向的关系，也可以探究感应电流方向与磁场方向的关系，故C错误;
故选：D。
点评：了退解发电机的原理与结构，会根据电磁感应现象进行分析，是解答本题的关键。
D
4. （2024 剑阁县二模）把一台手摇发电机跟灯泡连接起来,使线圈在磁场中转动,可以看到灯泡光发光。关于手摇发电机发电过程下列说法正确的是（　　）
A．发电机是将电能转化为机械能的装置
B．匀速摇动转轮，灯泡的亮度不变
C．转轮转速越快灯泡亮度越暗
D．转轮一个周期内电流方向改变两次
课堂练习
解：A．发电机是将机械能(动能)转化为电能的装置,故A错误；
B．匀速摇动转轮时,由于线圈切割磁感线的角度始终在变,因此产生的感应电流大小发生改变,所以灯泡亮度发生改变，故B错误；
C．转轮转速越快,线圈切割磁感线的速度变快,因此线圈中的电流变大,灯泡亮度越亮,故C错误；
D．发电机产生电流的方向是变化的,并且转轮在一个周期内电流方向改变两次,故D正确。
故选：D。
点评：本题主要考查学生对发电机的原理和能量转化了解和掌握。
D
布置作业
1. 基础性作业：完成课件中的课堂练习。
2. 拓展性作业：
联系前面学过的直流电动机的知识，想想看，有什么办法可以使手摇发电机发出方向不改变的电流？可以利用画图进行简要说明。
谢谢聆听/ 让教学更有效 高效备课 | 物理学科
第6节 磁生电（教学设计）
年级 九年级 学科 物理 教师
课题 第6节 磁生电
教学 目标 物理观念 了解电磁感应现象的产生条件及其在生产生活中的应用，了解发电机的工作原理和涉及的能量转化。
科学思维 经历对实验现象进行观察、记录、分析、归纳，得出导体在磁场中运动时产生感应电流条件的过程，发展抽象概括的思维能力。
科学探究 通过探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件的实验，增强设计实验与制订方案、获取与处理信息、基于证据得出结论的能力。
科学态度 与责任 结合磁生电在生产生活中的应用及我国的科技成就，认识科技对社会发展和人类生活的影响、增强科技强国的责任感。
教材 分析 本节主要包括磁生电和发电机两部分内容。磁生电部分聚焦于通过实验探究，揭示导体在磁场运动时产生感应电流的条件。发电机部分则是基于磁生电原理，阐述发电机的工作原理及能量转化，展现科学知识与技术的紧密结合。本节与前面所学的电生磁知识共同构建起电磁相互作用的知识体系。 本节教学的重点和难点都是产生感应电流的条件。可以通过实验“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”来突破重难点。
学情分析 1. 知识储备分析：九年级学生已经学习了一系列有关电和磁的原理与现象，包括磁现象、磁场、电生磁等知识点。他们对电和磁的理解具备了一定的基础，这为学习磁生电打下了良好的铺垫。 2. 学习难点分析：九年级学生已经具备了一定的观察、实验和分析归纳能力。然而，由于接触电和磁知识时间不长，他们的逆向思维能力（如从电生磁到磁生电的逆向思考）仍有待完善。对于电磁感应现象这一较为抽象的概念，学生可能存在较多的疑惑和好奇。因此，在教学程中，教师需要创设情境，引导学生完善设计方案，获得正确结论，培养学生周密思考的能力。
教学重点 产生感应电流的条件。
教学难点 产生感应电流的条件。
教学 器材 蹄形磁铁、灵敏电流计、开关、铁架台、方形线圈、导线、手摇发电机、小灯泡、发光二极管、发电机模型。 多媒体ppt，包含视频《探究产生感应电流的条件》、《手摇发电机原理》、《发电机原理》等。
教学过程
教师活动 学生活动
导入新课 【回忆奥斯特实验】奥斯特发现电流的磁效应之后，许多科学家都在思索：既然电流能产生磁，那么磁能否产生电呢？英国物理学家法拉第经10年的探索，在1831年取得突破，发现了利用磁场产生电流的条件和规律。法拉第的发现，进一步揭示了电和磁之间的联系。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。 【提问】现在，我们使用的电大多是由发电机提供的。那么发电机是如何发电的？什么条件下才能生电？今天我们就研究这个问题。 回忆电流的磁效应，思考问题，进入课题。
学习新课 一、磁生电 1. 电磁感应现象 （1）探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件 【实验思路】尝试用磁来生电时，需要哪些器材？ 磁场可以由永磁体提供，如蹄形磁体。为了获得电流，应该用导线连成闭合电路，并将电流表连入电路中，以观察电流。 尝试使导线静止在磁场中，或在磁场中运动……看看电路中是否有电流。 ①用蹄形磁体提供磁场。 ②用电流表检验电路中是否有电流。 ③产生电流的条件可能有多个，采用控制变量法进行探究。 ④在蹄形磁体的磁场中放置一根导线，导线的两端跟电流表连接，如图所示。进行如下操作，注意观察电流表指针是否发生偏转。 【实验过程】 ①闭合开关，让导线ab在磁场中静止，发现指针不偏转； ②让导线ab在磁场中沿竖直方向上下运动（与磁感线平行），发现指针不偏转； ③让导线ab在磁场中沿水平方向里外运动（与ab平行），发现指针不偏转； ④让导线ab在磁场中沿水平方向左右运动（切割磁感线），发现指针偏转； ⑤让导线ab在磁场中斜向上运动（或斜向下），发现指针偏转； ⑥断开开关，让导线ab在磁场中沿水平方向左右运动（切割磁感线），发现指针不偏转。 【探究分析】 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，表达起来可能会方便些。 （1）由实验①、②、③可知，电路闭合，导体在磁场中不做切割磁感线运动时，电流表的指针不偏转，表明没有电流产生。 （2）由实验④、⑤可知，电路闭合，导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针偏转，表明产生了电流。 （3）由实验⑥可知，电路断开，导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表的指针不偏转，表明没有电流产生。 【实验结论】 ①闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流。这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫作电磁感应，产生的电流叫作感应电流。 ②导体中产生感应电流的条件：导体是闭合电路的一部分；导体在磁场中做切割磁感线运动。 （2）注意理解产生感应电流的条件 ①产生感应电流的两个条件缺一不可。如果电路不闭合，导体做切割磁感线运动时，能产生感应电压，不会产生感应电流。 ②对“切割磁感线运动”的理解：导体运动方向与磁感线方向垂直或有一定的角度，但不能平行。 ③磁体不动，导体ab左右运动能产生感应电流；若ab不动，磁体左右运动，仍能切割磁感线产生感应电流。 （3）电磁感应现象中的能量转化 在电磁感应现象中，消耗了机械能，得到了电能，即机械能转化为电能。 2. 实验探究：影响感应电流方向的因素 【进行实验】 ①闭合开关，让导体AB向左运动，观察实验现象，发现电流表指针向右偏转。 ②闭合开关，让导体AB向右运动，观察实验现象，发现电流表指针向左偏转。 ③将磁体的N、S极对调，闭合开关，让导体AB向左运动，电流表指针向左偏转。 ④将磁体的N、S极对调，闭合开关，让导体AB向右运动，电流表指针向右偏转。 【探究分析】 （1）比较实验①与②或③与④的实验可知，在磁场方向不变时，导体做切割磁感线运动的方向相反，感应电流的方向相反，说明感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向有关。 （2）比较①与③或②与④的实验可知，在导体做切割磁感线运动的方向相同时，调换磁体N、S极的位置，感应电流的方向相反，说明感应电流的方向与磁场的方向有关。 （3）比较①与④或②与③的实验可知，磁极和导体切割磁感线的方向均发生了改变，但感应电流的方向不变，说明同时使磁场方向和导体做切割磁感线运动的方向反向时，感应电流方向不变。 【实验结论】 在电磁感应中，感应电流的方向跟导体在磁场中做切割磁感线运动的方向和磁场的方向有关。只改变磁场的方向或导体做切割磁感线运动的方向，感应电流的方向改变；若同时将磁场的方向和导体做切割磁感线运动的方向改变，则感应电流的方向不变。 【播放视频】——《探究感应电流的产生条件》 【例题1】如图所示，小明和小刚利用蹄形磁体、灵敏电流计、开关、导体AB和若干导线等器材来探究感应电流产生的条件。闭合开关，他们完成操作，将观察到的现象记入表格： （1）分析①、②两次实验现象，小明说：“闭合电路的一部分导体在磁场中的运动方向与磁场方向垂直时，电路中就会产生感应电流。”小刚认为不准确，因为导体AB 运动时，其运动方向也与磁场方向垂直，但无感应电流； 序号导体AB的运动情况有无感应电流①左右运动有②上下运动无③前后运动无④斜向上、斜向下运动有
（2）采纳小刚意见后，小明又说：“闭合电路的一部分导体在磁场中垂直切割磁感线时，电路中才会产生感应电流”，小刚认为不全面，因为导体AB 运动时，也有感应电流； （3）从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是将 能转化为电能；如果将图中的灵敏电流计换成 ，可以探究磁场对电流的作用。 【答案】（1）前后；（2）斜向上/斜向下；（3）机械，电源. 【解析】（1） 闭合电路的一部分导体在磁场中的运动方向与磁场方向不垂直，只要切割磁感线时，如导体AB前后运动时，电路中也会产生感应电流。所以小明的说法错误。 （2）根据表格现象发现，导体AB在磁体中斜向上或斜向下运动时，此时虽然不是垂直切割磁感线，但也有感应电流，小明说：“闭合电路的一部分导体在磁场中垂直切割磁感线时，电路中才会产生感应电流”是不全面的。 （3）闭合电路的一部分导体在磁场切割磁感线运动时，从而产生感应电流，从能量的角度来分析，感应电流的产生过程是将机械能转化为电能。 要探究磁场对电流的作用，电流中需要有电源，所以可将图中的灵敏电流计换成电源。 根据所提问题，进行实验设计，选择实验器材，了解其作用。 设计并进行或观察实验。记录实验现象。 分析实验现象，归纳结论，知道电磁感应现象，归纳出产生感应电流的条件。 对产生感应电流的条件进一步理解。 知道该现象中能量的转化。 在上述实验的基础上，继续进行实验，探究影响感应电流方向的因素。 分析实验现象，归纳结论，知道影响感应电流方向的因素。 观看视频，了解探究的完整过程。 做例题1，对“探究感应电流产生的条件”这个实验加深理解，掌握产生感应电流的条件。
学习新课 二、发电机 【过渡】导体切割磁感线会产生电流，人们根据这一原理制造发电机。 1. 演示：手摇发电机发电 （1）观察模型式手摇发电机的构造 磁极是什么形状的？线圈是通过哪些装置和灯泡连接起来的？摇把是通过什么带动线圈转起来的？ 观察结果：磁铁形状是蹄形磁铁；线圈是通过电刷与灯泡（或二极管）串联的；摇把是通过皮带带动线圈转动起来的。 （2）观察手摇发电机转速对小灯泡亮度的影响 用不同的转速摇动转轮，观察灯泡亮度的变化情况。 慢速摇动转轮 快速摇动转轮 摇把转得快时小灯泡亮，摇把转得慢时小灯泡暗，说明电流大小与转速有关，转速越大，电流越大。 （3）检验手摇发电机电流方向的变化 ①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。 ②现象与分析：两个二极管交替发光，说明产生的电流方向在不断变化。 （4）探究结论：发电机产生的电流的大小和方向是变化的；电流的大小与发电机的转速有关，转速越快，电流越大。 【播放视频】——《手摇发电机工作原理》 2. 交流与直流 （1）交流：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）直流：之前我们学习的电路用电池供电，电路中的电流从电池的正极流向负极，方向不改变。这种电流叫作直流。 （3）交变电流的频率：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。 3. 交流发电机 （1）发电机主要构造：磁铁、线圈abcd、铜环K与L、电刷A与B等。 （2）主要部件作用 ①磁铁：用来产生磁场； ②线圈abcd转动时，切割磁感线，产生感应电流； ③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； ④电刷：感应电流通过电刷流出。 （3）交流发电机工作原理示意图 ①图甲和图丙中导线运动方向和磁感线方向平行，不切割磁感线，没有电流产生。 ②图乙和丁中导线切割磁感线，有电流产生，但切割磁感线的方向相反，所以电流方向相反。每当经过磁感线与线圈平面垂直的位置时，线圈中的电流方向改变一次，线圈转一周，电流方向改变两次。 ③线圈不停转动，产生的电流交替往复，形成持续的电流。 4. 实际发电机的构造与能量转化 【以下活动，在学生回答的基础上，共同完成】 （1）实际发电机的主要构造 定子 转子 主要有磁体、线圈、铜环和电刷四个基本组成部分。概括地讲是由定子（固定部分）和转子（转动部分）两部分组成。实际上大型发电机多采用线圈不动、磁极旋转的方式来发电，叫旋转磁极式发电机。 （2）发电机发电的过程是能量转化的过程 实际的发电机靠内燃机、水轮机、汽轮机等机械的带动，把燃料中的化学能或者水库中水流的动能转化为电能。 ①水电站：水力发电是利用水从高处流下推动水轮机转动，水轮机再带动发电机工作，把水的机械能转化为电能。 ②火电站：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。 【播放视频】——《发电机工作原理 》 【例题2】把一台手摇发电机跟灯泡连接起来，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，如图甲所示，手摇发电机的工作原理是_________。把两个发光二极管极性______地并联起来（填“相同”或“相反”），并与发电机串联，如图乙所示。转动摇把，发现两个二极管交替发光，说明电路中产生的是_______电流，简称交流。 【答案】小灯泡发光；电磁感应现象；相反；交变. 【解析】若电路中有电流，则电流通过灯泡时会使灯泡发光，故可以通过灯泡发光来判断电路中有电流。 手摇式发电机是根据闭合回路中的一部分在磁场中做切割磁感线运动来产生感应电流的，即为电磁感应现象。 发光二极管有单向导电性，两个发光二极管极性相反地并联后再与发电机串联，交替发光说明电路中的电流方向时刻在发生改变，即产生的是交流电流。 【例题3】电动机和发电机的工作原理图如图所示，下列说法正确的是（　C　） A．图甲中，线圈ab边和cd边受力方向相同 B．图甲中，线圈所在的位置叫平衡位置 C．图乙中，线圈逆时针转动时，外部电路中的电流方向呈周期性变化 D．图乙中，线圈逆时针转动时，外部电路中的电流方向不变化 【解析】A．图甲中，线圈ab边和cd边所在磁场方向相同，电流方向不同，受力方向不同，故A错误； B．图甲中，线圈ab边和cd边所受力的大小相等，方向相反，但不在同一条直线上，整个线圈受力不平衡，不是平衡位置，故B错误； CD．图乙中，线圈逆时针转动时，线圈切割磁感线的方向周期性变化，外部电路中的电流方向呈周期性变化，故C正确，D错误。 故选C。 观察手摇发电机，回答问题。 进行实验或观察实验现象，找出影响二极管亮度的因素。 进行实验或观察现象，分析二极管交替发光的原因，知道发电机中电流的方向是变化的。 观看视频，加深理解手摇发电机的原理。 知道交流电的概念，我国交流电的频率。 观察交流发电机模型，说出其构造、各部分部件的作用。 与老师一起分析交流发电机的工作原理。 阅读课本第169—170页，回答实际发动机的主要构造，发电过程中能量的转化。 观看视频，进一步理解掌握发电机的构造及工作原理。 做例题2，分析手摇发电机产生交流电的特点。 做例题4，知道电动机与发电机的区别。
学习新课 三、磁记录 1. 软磁性材料和硬磁性材料 【回忆复习】 （1）磁化：铁棒和钢棒本来不能吸引钢铁，当磁体靠近它或者与它接触时，它便有了吸引钢铁的性质，也就是被磁化了。 （2）软磁性材料：软铁磁化后，磁性很容易消失，称为软磁性材料。 （3）硬磁性材料：钢等物质在磁化后，磁性能够保持，称为硬磁性材料。硬磁性材料可以做成永磁体，还可以用来记录信息。 2. 磁带式录音机原理 磁带式录音机的磁带上附有一层磁粉，就是由硬磁材料制成的小颗粒。 录音磁头的工作原理 （1）录音时，声音先转变成强弱和方向都变化的电流，这样的电流通过录音磁头，产生了强弱和方向都变化的磁场。 磁带划过磁头时，磁带上的小颗粒被不同程度地磁化，于是记录了一连串有关磁性变化的信息。 （2）放音时，磁带贴着放音磁头运动，磁性强弱和方向都变化的磁带使放音磁头中产生变化的感应电流，电流经放大后使扬声器发声，就“读”出了磁带中记录的信息。 3. 磁记录的应用 随着技术的不断进步，磁记录与人们的关系越来越密切。电脑中的磁盘，打电话的磁卡，银行的信用卡，还有磁卡式车票等等，都是用磁来记录信息的。磁记录技术提高了工作效率，给生活带来了很大的方便。 【例题4】】如图所示是动圈式话筒的构造示意图，当人对着话筒说话时，声音使膜片振动，与膜片相连的线圈在磁场中运动，产生随声音变化而变化的电流，经放大后通过扬声器还原成声音。关于动圈式话筒下列说法正确的是（ B ） A．是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的 B．是利用电磁感应现象的原理工作的 C．工作时将电能转化为机械能 D．与电磁继电器的工作原理相同 【详解】AB. 动圈式话筒是利用电磁感应原理：人说话时，声带振动产生声音，声音通过空气传播到膜片，使膜片以及与膜片相连的线圈在磁场中运动，故能产生感应电流，故A错误，B正确； C. 线圈在运动中能量的转化情况是机械能转化为电能，故C错误； D. 电磁继电器主要是利用电磁铁工作的，电磁铁是根据电流的磁效应制成的，故D错误。故选B。 回忆磁化、软磁性材料及硬磁性材料等概念。 阅读课本第170页中的“磁记录”，了解磁带式录音机的原理及磁记录的应用。 做例题4，知道话筒的工作原理及其能量转化。
课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．2024年12月26日，华能临高海上风电场项目实现主体施工收官，标志海南首个海上风电项目整体完工。下列图片中能说明发电机工作原理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．图中电路有电源，是通电导体在磁场中受力运动的装置，是电动机的工作原理，故A不符合题意； B．图中是探究电磁铁磁性强弱与哪些因素有关的实验，利用的是电流的磁效应，故B不符合题意； C．图中是奥斯特实验，说明了通电导线周围存在磁场，故C不符合题意； D．图中没有电源，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电流表指针会发生偏转，产生感应电流，这是电磁感应现象，能说明发电机的工作原理，故D符合题意。 故选D。 2．如图所示，在a、b两端接入电源或电流表组成不同装置，以下正确的是（　　） A．接电源，实验原理和电动机的工作原理不相同 B．接电源，实验过程中可以将机械能转化为电能 C．接电流表，移动直导线电流表指针不一定偏转 D．接电流表，实验原理和电动机的工作原理相同 【答案】C 【详解】A．当a、b两端接入电源时，通电直导线置于磁场中会受到力的作用而运动，此为磁场对电流的作用，其原理与电动机的工作原理一致，故A错误； B．当a、b接电源时，通电直导线在磁场中运动，是将电能转化为机械能，故B错误； C．当a、b两端接入电流表时，只有直导线做切割磁感线的移动时，才会产生感应电流使电流表指针偏转；若移动方向平行于磁感线，则不会切割磁感线，无法产生感应电流，指针不偏转，即移动直导线电流表指针不一定偏转，故C正确。 D．当a、b两端接入电流表时，移动直导线，若其做切割磁感线运动，电路会产生感应电流，电流表指针会发生偏转，这属于电磁感应现象，是发电机的工作原理，故D错误； 故选C。 3．甲、乙所示分别是动圈式话筒与动圈式扬声器的内部构造原理图，其中正确的是（ ） A．话筒将电信号转化为声信号 B．话筒是利用电流的磁效应原理工作的 C．扬声器是利用电磁感应原理工作的 D．扬声器是利用磁场对电流的作用工作的 【答案】D 【详解】AB．对着话筒说话，声音使膜片振动，使线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生感应电流，即将声信号转化为电信号，这是电磁感应现象，故AB错误； CD．变化的电流经放大器放大后，通过扬声器的线圈，由于通电导线在磁场中受力的作用，故能使线圈在磁场中受力来回振动，带动纸盆也来回振动，扬声器就能够发声了，将电信号转化为声信号，是利用磁场对电流力的作用原理，故D正确，C错误。 故选D。 4．如图所示是发电机模型，图中标有“红”、“绿”字样的是发光二极管。当线圈匀速转动时，下列说法错误的是（ ） A．线圈转动过程中，两个二极管交替发光 B．线圈转至某位置时，两个二极管都不发光 C．线圈转动过程中，线圈中的电流大小变化 D．该装置中的线圈和磁体部分在电路中相当于用电器 【答案】D 【详解】A．发电机通过线圈在磁场中匀速转动切割磁感线，产生感应电流。由于线圈转动方向周期性变化，感应电流的方向也会周期性变化，即产生交流电。发光二极管（LED）具有单向导电性，即电流只能从正极流向负极时才能发光。若电流方向反向，二极管截止，不发光。线圈转动时，感应电流方向交替变化。当电流方向与某一二极管的正向导通方向一致时，该二极管发光；另一二极管因反向截止不发光。当电流方向反向时，之前发光的二极管截止，另一二极管导通发光。因此，两个二极管会交替发光，故A正确； B．当线圈平面与磁感线方向垂直（处于中性面）时，线圈边的运动方向与磁感线平行，不切割磁感线，感应电流为零。此时两个二极管均无电流通过，都不发光。故B正确； C．线圈匀速转动时，切割磁感线的速度大小不变，但方向周期性变化。感应电流的大小随时间规律性变化，因此电流大小是变化的，故C正确； D．发电机中，线圈和磁体通过相对运动产生感应电流，为电路提供电能，因此它们相当于电源，故D错误。 故选D。 5. 如图是“探究感应电流产生的条件”的实验装置。 （1）实验中，ab棒的材料可能是____（选填“塑料”或“铝”）； （2）实验中是通过观察_______来判断电路中是否产生感应电流； （3）磁体不动，使ab竖直向上或竖直向下运动，灵敏电流计指针________（选填“偏转”或“不偏转”）； （4）实验中发现灵敏电流计指针偏转不明显，为了使指针偏转明显，可采取的措施是_________（写出一种措施）； （5）如果将图中的灵敏电流计换成_____，可以探究磁场对通电导体的作用。 【答案】（1）铝；（2）灵敏电流计的指针是否偏转向；（3）不偏转；（4）见解析；（5）电源。 【详解】（1）在探究电磁感应现象的实验中，我们必须保证处于磁场中的这部分是导体。塑料是绝缘体，铝是导体，所以我们应选择铝棒。 （2）有电流通过灵敏电流计时，指针会发生偏转，所以可以通过观察灵敏电流计的指针是否偏转来判断电路中是否有电流。 （3）将悬挂的导体放入磁体中，闭合开关，导体在磁体中竖直上下运动，没有切割磁感线，没有感应电流产生，电流计指针不会偏转。 （4）电磁感应中，感应电流大小与磁场强弱、切割磁感线的速度等有关，实验中发现灵敏电流计指针偏转不明显，是电流过小，为了使指针偏转明显，可增加导体棒切割磁感线的速度或更换磁性更强的磁体。 （5）探究磁场对通电导体的作用必须有电源通电，因此，需要在电路中添加电源，即将灵敏电流计换成电源。 6. 小明学习了磁现象的知识后，深受物理学家奥斯特和法拉第科学探索精神的影响，怀着极大的兴趣利用如题图所示装置，探究电磁感应现象。 （1）他应在M、N之间接入________ ； （2）闭合开关，让导体棒AB从图示位置上下运动时，电路中______（选填“有”或“没有”）感应电流产生；若导体棒AB不动，左右移动磁铁，电路中_____（选填“有”或“没有”）感应电流产生； （3）在仪器和电路连接都完好的情况下，某小组的实验现象不太明显，在不增加器材的前提下，请提出一条改进措施：_________； （4）从能量的角度分析，产生感应电流的过程就是机械能转化为电能的过程，生活中利用电磁感应原理的实例有________（列举1个）。 【答案】（1）灵敏电流计；（2）没有，有；（3）增大导体AB切割磁感线的速度；（4）动圈式话筒。 【详解】（1）为显示电路中有无电流，他应在M、N之间接入灵敏电流计。 （2）闭合开关，让导体棒AB从图示位置上下运动时，因此时导体没有切割磁感线，故感应电路中没有感应电流产生；若导体棒AB不动，左右移动磁铁，相当于磁铁不动，导体棒AB向右向左移动，导体切割切割磁感线，电路中有感应电流产生。 （3）在仪器和电路连接都完好的情况下，某小组的实验现象不太明显，说明产生的感应电流过小，为增大感应电流，在不增加器材的前提下，改进措施：可以增大导体AB切割磁感线的速度。 （4）动圈式话筒：线圈随声音的振动在磁场中做切割磁感运动时产生感应电流，将声信号转化为电信号，工作原理是电磁感应现象。生活中利用电磁感应原理的实例有动圈式话筒。
板 书 设 计 第6节 磁生电 一、电磁感应现象 （1）闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫作电磁感应。产生的电流叫作感应电流。 （2）产生感应电流的条件：闭合回路；部分导体在磁场中做切割磁感线运动。 （3）影响感应电流方向的因素：磁场方向；导体切割磁感线运动的方向。 二、发电机 （1）原理：电磁感应现象. （2）交变电流：电流的方向周期性变化。 （3）基本组成：定子、转子. （4）能量转化：把机械能转化为电能.
课 堂 小 结 第6节 磁生电
作 业
教学反思
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