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磁 生 电
九年级全册第二十章第6节
磁
与
电
目标展示
磁生电
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
新课导入
问题
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，大多是由发电机产生的。发电机是如何发电的
新课讲授

电流
磁场
奥斯特发现电流能产生磁场
奥斯特发现电流的磁效应之后，许多科学家都在思索用磁来生电的问题。
新课讲授
法拉第和他的圆盘发电机
英国物理学家、化学家法拉
第在10年中作了多次探索，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。法拉第的发现，进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系。根据这个发现，人们后来发明了发电机，使人类大规模用电成为可能，开辟了电气化的时代。
新课讲授
磁生电
一
实验
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。
新课讲授
磁生电
一
实验
探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
【实验过程】
如图所示，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，导线跟电流表组成闭合电路。
1.让导线在磁场中静止，能产生电流吗？换用不同强度的永磁体，看看电路中是否有电流。
2.使导线在磁场中沿不同方向运动，看看电路中是否有电流。
新课讲授
磁生电
一
实验
探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
【实验过程】
操作：闭合开关，让导线AB在磁场中静止
现象：指针不偏转
操作：让导线在磁场中沿竖直方向上下运动（与磁感线平行）
现象：指针不偏转
新课讲授
磁生电
一
实验
探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
【实验过程】
操作：让导线在磁场中沿水平方向里外运动（与AB平行）
现象：指针不偏转
操作：让导线在磁场中沿水平方向左右运动
现象：指针偏转
新课讲授
磁生电
一
实验
探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
【实验过程】
操作：让导线在磁场中斜向上运动（或斜向下）
现象：指针偏转
操作：断开开关，让导线在磁场中沿水平方向左右运动
现象：指针不偏转
新课讲授
磁生电
一
实验
探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
【实验分析】
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。
金属棒运动情况 是否切割磁感线 是否产生感应电流
静置于磁场 否 否
竖直方向上下移动 否 否
水平方向前后移动 否 否
斜向上下移动 是 是
水平方向左右移动 是 是
水平方向左右移动、开关断开 是 否
新课讲授
磁生电
一
实验
探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
【实验结论】
实验表明：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做电磁感应。产生的电流叫做感应电流。
导体中产生感应电流的条件：
①导体是闭合电路的一部分；
②导体在磁场中做切割磁感线运动。
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。
新课讲授
磁生电
一
实验
探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
【实验结论】
实验表明：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。
新课讲授
磁生电
一
实验
探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
【实验结论】
另一种产生感应电流的方法：当闭合电路中的线圈静止不动，而磁体（磁感线）运动时，线圈相对磁感线也是在做切割磁感线运动，此时也能产生感应电流。
新课讲授
发电机
二
发电机的原理和能量转化
原理：电磁感应
能量转化：发电机发电是把机械能转化为电能的过程（因动而电）
手摇发电机
把一台手摇发电机跟灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，可以看到灯泡发光。这表明，电路中有了电流。如果把手摇发电机跟电流表连接起来，线圈在磁场中转动时，我们可以看到电流表的指针随着线圈的转动而左右摆动。这个现象表明，发电机发出的电流的大小和方向是变化的。
新课讲授
手摇发电机发电
演示
1.观察手摇发电机的构造
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？
2.观察发电机转速对小灯泡亮度的影响
用不同速度转动摇把，观察灯泡亮度的变化。
3.检验手摇发电机电流方向的变化
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。
发电机
二
新课讲授
直流和交流
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。
发电机产生的电流大小和方向都是周期性变化的，这种电流叫做交变电流，简称交流。
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。
发电机
二
新课讲授
交流发电机的主要构造及其作用
发电机
二
磁铁：用来产生磁场；
线圈：线圈abcd转动时，切割磁感线，产生感应电流；
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；
电刷：感应电流通过电刷流出。
线圈abcd
铜环K、L
铜环A、B
磁铁
新课讲授
交流发电机的工作原理
发电机
二
导线ab边向左运动，cd边向右运动，不切割磁感线，没有电流。
导线ab边向下切割磁感线，cd边向上切割磁感线，产生感应电流。外部电流方向为A到B。
新课讲授
交流发电机的工作原理
发电机
二
线圈转过半周时，ab边向右运动，cd边向左运动，不切割磁感线，没有电流。
导线ab边向上切割磁感线，cd边向下切割磁感线，产生感应电流。外部电流方向为B到A。
新课讲授
交流发电机的工作原理
发电机
二
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。
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。
线圈不停转动，产生的电流交替往复，形成持续的电流。
甲
乙
丙
丁
新课讲授
实际发电机的构造与能量转化
发电机
二
主要构造：实际的发电机是由转子（转动部分）和定子（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，同时为了得到较强的磁场，还要用电磁铁代替永磁体。
白鹤滩水电站一台正在装机的发电机
新课讲授
实际发电机的构造与能量转化
发电机
二
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。
水力发电
新课讲授
发电机
二
对比项 电动机 发电机
工作原理 通电线圈在磁场中受力转动 闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动
结果 导体受到作用力转动 导体中产生电流
电流 由电源供给 感应电流
作用 用电器 电源
能量转化 电能转化为机械能（因电而动） 机械能转化为电能（因动而电）
电动机和发电机的对比
拓展知识
动圈式话筒的工作原理：
当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，线圈在磁场中切割磁感线产生感应电流，这样就将声信号转换成电信号。
动圈式话筒
磁记录
科学世界
课堂小结
电动机
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
②产生的电流叫作感应电流
感应电流
①产生条件：闭合回路；部分导体做切割磁感线运动
②方向：与磁场、导体切割磁感线运动的方向有关
交流发电机
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
达标检测
1.如下图所示是闭合电路中的一部分导体在磁场中的运动方向，能产生感应电流的是（ ）。
2.电磁感应现象中,感应电流方向 ( )
A.只跟导体的运动方向有关
B.只跟磁感线的方向有关
C.跟导体的运动方向和磁感线的方向有关
D.跟导体的运动方向和磁感线的方向无关
D
C
3.2024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（　　）
达标检测
D
A
B
C
D
4.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
达标检测
C
5.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
达标检测
D
作业布置
下 课
Thanks!
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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