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第二十章 电与磁
第6节 磁生电
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. 了解发电机的原理，知道发电机工作过程中的能量转化。
奥斯特实验
电
磁
在1820年，丹麦物理学家奥斯特发现电流的磁效应，即电流的周围存在着磁场。
奥斯特
“电生磁”
既然电能生磁，那么磁能生电吗？
电
磁
奥斯特
“电生磁”
奥斯特实验
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
电磁感应现象
“磁生电”
知识点一：磁生电
探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
磁场 ——
需要哪些器材？
电流 ——
永磁体
导线（闭合电路）
电流表（灵敏电流计）
　　在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。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.让导线在磁场中静止，能产生电流吗？
不能。
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。
上下运动
前后运动
左右运动
没有
没有
似乎有一点点
有什么办法能让现象更明显一些？
通电后各圈导线产生的磁场叠加在一起，磁场就会强得多。
一根通电导线，产生的磁场太弱了。
电生磁
通电导线
通电螺线管
磁生电
导线运动
线圈运动
3.使线圈底边在磁场中沿不同方向运动，看看电流表指针是否偏转。
导线运动方向 电流表指针偏转情况
上下运动
前后运动
左右运动
斜着运动
没有偏转
没有偏转
有偏转
有偏转
【实验现象】
分析实验中看到的现象，你能说出闭合电路中产生电流的条件吗？
无电流
N
S
N
S
无电流
N
S
有电流
N
S
有电流
导体做切割磁感线运动时，有电流产生。
把磁感线想象成一根根线，把导线想象成一把刀
【实验现象】
【实验结论】
　　这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫作__________，产生的电流叫作感应电流。
　　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。
电磁感应
感应电流的方向与什么因素有关？
感应电流的方向和哪些因素有关？
【猜想与假设】
感应电流方向可能与_______方向、____________方向有关。
磁场
切割磁感线
（2）做切割磁感线运动产生感应电流；
（1）电生磁，磁场方向与电流方向有关；
那么，磁生电，电流方向可能与磁场方向有关。
那么，电流方向可能与切割磁感线方向有关。
磁极 位置 切割磁感线的方向 电流表
指针偏转
方向
N上 S下 向左切割
向右切割
S上 N下 向左切割
向右切割
指针右偏
指针左偏
1.探究感应电流方向与切割磁感线方向的关系
2.探究感应电流方向与磁场方向的关系
磁极 位置 切割磁感线的方向 电流表
指针偏转
方向
N上 S下 向左切割
向右切割
S上 N下 向左切割
向右切割
指针右偏
指针左偏
指针左偏
指针右偏
【实验现象】
磁极位置 导体运动方向 电流表指针偏转方向
N上、S下 向左运动
向右运动
S上、N下 向左运动
向右运动
指针右偏
指针左偏
指针左偏
指针右偏
【实验结论】
感应电流的方向与 和 有关。
磁场方向
切割磁感线方向
法拉第
导体切割磁感线会产生电流。根据电磁感应原理，人们制造了发电机，使人类大规模用电成为可能，开辟了电气化的时代。
手摇发电机
发电机是怎样发电的？
知识点二：发电机
手轮
磁铁
线圈
电刷
换向器
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电刷：感应电流通过电刷流出。
④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；
　　小灯泡亮度的变化是否与发电机的转速有关？用不同速度转动摇把，观察灯泡亮度的变化。
线圈转得越快，小灯泡越亮，产生的电流越大。
发电机发出的电流方向有没有变化？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。
两个二极管在交替发光，说明发电机发出的电流方向是变化的。
发电机发出的电流方向是变化的
为什么发电机发出的电流方向是变化的呢？
1. 原理：发电机是利用__________的原理工作的，工作时将______能转化为电能。
2. 交流与直流：
①方向随时间作周期性变化的电流叫作交变电流，简称交流；方向不改变的电流叫作直流。
②交流的频率以赫兹为单位。我国电网以交流供电，频率为____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。
电磁感应
机械
50
发电机
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。
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。
白鹤滩水电站一共安装了16台水轮发电机，每台水轮发电机的发电功率都高达100万千瓦，是目前全球单台发电功率最高的水轮发电机。
白鹤滩水电站一台正在装机的发电机
发电机发电的过程是能量转化的过程。发电机靠内燃机、汽轮机、水轮机等机械带动，把燃料中的化学能或者水流的机械能转化为电能。
风力发电
火力发电
水力发电
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。
拓展：动圈式话筒
声音使膜片振动
膜片带动线圈振动，做切割磁感线运动
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
原理：电磁感应
原理：________________
信息转化：将声信号转化为电信号
1．电磁感应
2．发电机
3．动圈式话筒
闭合电路的_______导体在磁场中做____________运动时，导体中就产生电流
一部分
切割磁感线
感应电流的方向与_______________、___________有关
磁场方向
导体运动方向
原理：_______________
能量转化：将______能转化为_____能
电磁感应现象
电磁感应现象
机械
电
1.李名同学在探究什么情况下磁可以生电时，所用的器材、连接的电路如图所示。当他闭合开关后，下面哪种做法不能使灵敏电流计的指针偏转（ ）
A.使导体PQ向左运动
B.使导体PQ向右运动
C.使磁体左右运动
D.使磁体垂直纸面向纸里的方向运动
D
2.下面关于电动机和发电机的几种说法中不正确的是（ ）
A.电动机是把电能转化为机械能的装置
B.发电机是把电能转化为机械能的装置
C.发电机是利用电磁感应原理工作的
D.电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的
B
3.如图所示是电磁实验，正确的是 ( )
A.图甲研究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系
B.图乙研究电磁感应现象
C.图丙实验是发电机的原理
D.图丁研究电流的磁场，是法拉第第一个发现的
B
甲
乙
丙
丁

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