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16.4 电磁感应 发电机
第 1 个教案
学习目标：
1．知道电磁感应现象。
2．知道产生感应电流的条件，知道感应电流的方向与导体运动的方向和磁场的方向有关。
3．知道交流发电机的工作原理和能量转化。
学习重点：电磁感应及产生感应电流的条件。
学习难点：交流发电机工作原理。
温故知新 导引自学
1．电动机工作原理及能量转化是什么？
2．奥斯特实验说明了什么？既然电能生磁，反之磁能否生电？
交流质疑 精讲点拨
活动一：尝试“磁生电”
试一试：
1．将螺线管、发光二极管、开关、导线组成闭合电路，怎样用条形强磁体使发光二极管发光？
说一说：你是怎样使二极管发光的？最关键的因素是什么？
（1） 的现象叫做电磁感应现象。 叫做感应电流。
（2）物理学家 最早发现电磁感应现象。
活动二：探究感应电流产生的条件
1．装置：将 、 、 和开关按如图所示的方法进行组装。
信息快递：灵敏电流计可以检测出从几十微安到几毫安的微弱电流，并且它的“0”刻度线在中间可以左右偏转显示电流的方向。
2．按照步骤进行实验，将观察到的现象记录在表格中：
导体AB在磁场中的运动情况 是否有感应电流
电路 断开 静止
沿磁场方向运动（不切割磁感线）
切割磁感线
电路 闭合 静止
沿磁场方向运动（不切割磁感线）
切割磁感线
3．感应电流的方向与哪些因素有关
试一试，磁场方向或导体AB的运动方向发生改变时，感应电流的方向会改变吗？
实验结论： 电路的 在 中做 运动时，导体中就会产生感应电流。改变 方向或改变 方向，感应电流的方向就会改变，即感应电流的方向与 和 有关。
4．跳“绳”时的感应电流
做一做：如图所示，将一条长约 5m 的软导线两端与微电流传感器相连，形成闭合回路。电流传感器与计算机相连。让两位同学快速甩动导线，观察计算机显示的微电流波形。
思考：（1）为什么导线中会有电流产生？能量是怎么转化的？
（2）改变甩动导线的方向，观察微电流的波形并说明它的特点。
活动三：发电机
1．观察手摇发电机发电
（1）手摇发电机主要由 和 等组成；
（2）摇动手柄时，小灯泡 ，说明电路中有 ；
（3）将小灯泡换成灵敏电流计，缓缓地摇动手柄，灵敏电流计的指针 ，这表明线圈在磁场中转动时所产生的感应电流的 和 随时间发生周期性变化，这种电流叫作
。
（4）我们日常生活中使用的交变电流每秒钟完成50个周期性变化。即交流电的频率为50Hz。
2．阅读生活 物理 社会“最早的发电机”
3．交流发电机的工作原理 。
4．交流发电机工作时， 能转化为 能。
活动四：阅读国家工程“西电东送”工程与高压直流输电
了解远距离高压输电的好处。
当堂反馈 拓展迁移
1．电磁感应现象的发现，经历了漫长的实验探究过程，这是因为电磁感应现象的产生必须符合一定的条件，这就是 电路中的 导体，在 中做 的运动时，导体中才会有电流产生，这种电流称为 。
2．科学家通过长期研究，发现了电和磁的联系，其中最重要的两种研究如下图所示。⑴ 甲图是研究
现象的装置，根据这一现象制了 机。⑵乙图是研究 的装置，根据这一现象制成了 机。
3．我国家庭电路的交流电频率为 ，周期为 ，电流方向1个周期内改变 次，电流方向1s内改变 次。
4．远距离输电采用 ，这样做的好处是 。超导体的电阻为 ，采用超导体做输电线，输电线 （会/不会）发热。
5．如图所示的微风吊扇通电后扇叶转动。拔下插头，在插头处接发光二极管，用手旋转扇叶，发光二极管发光，这是 　 　的现象，人们利用这一原理制成了 　 　 （填“发电机”或“电动机”），它工作时将 　 能转化为　 能。
6．某幼儿园游乐室里有一块能发电的地板，当小朋友们在上面跳跃时，小灯泡便会一闪一闪，地板下方铺设的结构如图所示，当踩踏地板时，固定在地板下方的磁铁往复运动，使固定在地面上的弹簧线圈做 　 　 磁感线运动，闭合电路中产生 　 　 ，小灯泡发光，此过程发生的能量转化是　 转化为 　 　 。
7．下列关于电和磁的说法正确的是（　　）
A．发电机是利用电磁感应现象制成的 B．磁体外部的磁感线总是从S极出发，回到N极
C．最早发现电流周围存在磁场的科学家是法拉第 D．只要导体在磁场中运动，就能产生感应电流
8．如图所示是闭合电路的一部分导体在两磁极间运动一周的情形，图中小圆圈代表导体的横截面，箭头表示导体的运动方向，下列说法正确的是（　　）
A．在a、b、c、d四个位置时，导体都有感应电流
B．在a、c两个位置时，导体中没有感应电流
C．在a、c 两个位置时，导体中有感应电流且电流方向相同
D．在b、d两个位置时，导体中没有感应电流
9．下列四幅图中的设备，与动圈式话筒工作原理相同的是（　　）
学后反思：通过今天的学习，你收获了哪些，感悟到了什么？
课后作业：
1．风力发电机工作时的能量转化是（　　）
A．电能→机械能 B．光能→电能 C．机械能→电能 D．电能→内能
2．关于电磁感应现象，下列说法正确的是（　　）
A．导体在磁场中运动就会产生感应电流 B．闭合电路的整个导体在磁场中运动一定产生感应电流
C．电磁感应现象是机械能转化为电能的过程D．感应电流的方向与磁场方向无关
3．从发电厂向某用户输电，如分别用100伏和1000伏送电，则两种情况下导线上损失的电能之比为：（ ）
A. 100∶1 B. l∶100 C. 1∶10 D. 1∶10
4．如图是一种手摇发电的手电筒。内有线圈、磁铁等，当沿图中箭头方向来回摇动时，灯泡就能发光。下列四幅图中，与其发电的工作原理相同的是（　　）
5．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
6．如图是“探究电磁感应现象”的实验装置，　 　 （选填“断开”或“闭合”）开关后，让导体AB水平向右运动，会观察到电流计指针偏转，说明回路中有 　 　 产生；若将图中的电流计换成 　 　 ，则可探究磁场对电流的作用。
7．无线充电器是利用电磁感应原理进行充电的设备，其过程为：通过在发送和接收端各安置一个线圈，送电线圈利用电流产生磁场，受电线圈利用磁场产生电流。受电线圈正对并靠近送电线圈可以产生电流，使灯泡发光，实现电能的无线传输。如图（a）为手机通过无线充电进行充电，图（b）为“电能无线传输”示意图。
（1）当在进行无线充电时，无线充电器可看作 　 。（选填“送电线圈”、“受电线圈”）。
（2）通过查阅资料，可以了解到受电线圈两端电压与受电线圈匝数、受电线圈直径、两线圈的距离有关。现用相同规格的漆包线绕制了三个匝数相同、直径相同的受电线圈进行探究。实验数据如表：（送电线圈直径为70.0mm）
实验次数 受电线圈的 直径D/mm 两线圈之间 的距离d/mm 受电线圈两端的电压U/V
1 70.0 22.0 8.6
2 70.0 11.0 14.1
3 70.0 5.5 20.5
①分析序号1、2、3数据，可初步得出结论：在受电线圈的直径和匝数相同时，　 　 。
②通过实验，小组同学发现电能无线传输存在传输距离 　 　 （选填“长”或“短”）的缺点，尽管如此，电能无线传输技术仍然有着广阔的应用前景。

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