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第十四章 电与磁
第6节 探究产生感应电流的条件
物理观念：掌握电磁感应现象及感应电流产生条件，区分交流电与直流电，理解发电机工作原理与能量转化；
科学思维：通过实验归纳感应电流条件，对比动圈式话筒与扬声器、发电机与电动机，提升逻辑推理与模型建构能力；
科学探究：经历“探究感应电流条件”的实验过程，学会控制变量法、转换法，增强实验设计与分析论证能力；
科学态度与责任：了解法拉第的贡献，体会科学探究的艰辛；认识电磁感应对社会发展的意义，增强科技与社会联系的意识。
教学重点：探究感应电流产生的条件；电磁感应现象的应用（动圈式话筒、发电机）；
教学难点：实验中控制变量法的应用；发电机工作时电流方向变化的理解。
回路中没有电池，小灯泡为什么会发光呢？实验中的电流是从哪里来的？
知识点一：电磁感应现象
奥斯特
电流的磁效应
电生磁
电能转化为机械能
法拉第
电磁感应
机械能转化为电能
既然电流能产生磁，那么磁能否产生电呢？
这种利用磁场产生的电流叫作感应电流。
探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
实验器材：
蹄形磁铁
长方形线框
灵敏电流计
开关
磁体：提供磁场
灵敏电流计：检测是否有电流
闭合回路：供电流流通
实验操作：
组成以上闭合回路，进行以下操作，观察灵敏电流计的指针是否偏转：
①保持线框和磁体不动；
②磁体不动，使线框底边ab左右运动（如果把线框底边ab看作一把刀，那么它好像在切割磁感线）；
③使线框底边ab竖直向上或竖直向下运动，并不切割磁感线；
④使线框底边ab沿其他方向运动；
线框运动情况：
灵敏电流计指针摆动情况：
静止
不动
上下运动
不动
线框运动情况：
灵敏电流计指针摆动情况：
左右运动
摆动
线框运动情况：
灵敏电流计指针摆动情况：
斜向上下运动
摆动
线框运动情况：
灵敏电流计指针摆动情况：
结论：
当 电路的 导体在磁场中做 磁感线运动时，电路中会产生感应电流，这种现象称为 。
闭合
一部分
切割
电磁感应
机械能转化为电能
改变导体的运动方向或磁场方向，指针摆动的方向发生改变说明了：
感应电流的方向跟导体切割磁感线运动方向和磁场方向有关。
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。
另一种产生感应电流的方法：
1.如图所示，小明连接好电路后，下列操作能使电流表指针偏转的是（　　）
A．导体AB向右运动
B．导体AB向上运动
C．闭合开关，导体AB向下运动
D．闭合开关，磁铁向右运动
D
2.如图所示是探究感应电流产生条件的装置。从能量角度分析，感应电流产生的过程中 能转化为 能。
机械
电
知识点二：动圈式话筒
膜片、绝缘圆筒、线圈、永磁体
一、构造：
声波（声信号）
二、工作过程：
膜片振动
线圈切割磁感线
产生感应电流（电信号）
电磁感应现象
三、工作原理
3.如图所示，图甲和图乙分别为动圈式话筒的实物图和构造示意图。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。下列设备的工作原理与动圈式话筒类似的是（　　）
A． 电水壶 B． 手摇式发电机
C． 电动自行车 D． 电磁起重机
B
4.根据图中通电螺线管的S极，可以判断：电源的 端为正极（选填“左”或“右”）。动圈式话筒的工作原理是 现象。
电磁感应
左
知识点三：发电机
（一）发电机的原理
电磁感应现象说明：磁能生电
制成
发电机
手摇发电机
转动手柄
线圈在磁场中转动
灵敏电流计指针左右摆动（产生电流）
发电机发出的是大小和方向都发生变化的交流电
（二）交变发电机的原理
1.工作原理：
交流发电机原理（示意图）
电刷A始终与滑环K接触，电刷B始终与滑环L接触，线圈与电流表形成闭合回路。
线圈转动
ab和cd切割磁感线
感应电流
电流表指针周期性偏转
输出交流电的发电机叫作交流发电机
2.交流电：
（1） 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；
（2）我国电网供应交流电的频率为 Hz，周期为 s；电流方向改变 次。
50
0.02
100
频率
交流发电机原理（示意图）
（三）直流发电机的原理
直流发电机原理（示意图）
1.工作原理：
用换向器（两个铜半环）代替滑环。
2.工作过程：
线圈转动产生交流电
换向器使外部电路电流方向保持不变
这种方向不变的电流叫作直流电
这样的发电机叫作直流发电机
（四）实际的发电机
1.构造：
实际的发电机由定子和转子两部分组成。
2.工作过程：
转子（电磁铁）转动
定子线圈切割磁感线
产生感应电流
3.应用实例：
三峡水力发电站
吊装转子
大型水轮发电机组
5.在锚定碳达峰、碳中和的目标下，紫云峰一台台风力发电机擎天而立，迎风飞旋，下面能反映风力发电机基本原理的是（　　）
A． B．
C． D．
B
6.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 生电的现象，人们利用这一原理制成了 （填“发电机”或“电动机”），它工作时将 能转化为电能。
磁
发电机
机械
法拉第
一、生平背景：
出身：铁匠家庭，家境贫寒
二、科学之路的契机：
1812年：聆听戴维（皇家学院教授）化学讲座，对科学产生极大兴趣；
成为戴维助手：进入皇家学院实验室，勤奋工作，逐步崭露头角；
早年经历：13岁当报童、学徒工；图书装订期间自学科学，设小实验室系统研究电气相关论述
三、核心科学成就：
电磁感应现象（1831年）：受奥斯特“电生磁”启发，探索“磁生电”，发现电磁感应基本规律，为电气时代奠基。
其他贡献：发现电解定律；提出电场、磁场概念；用电场线、磁感线形象化描述磁场。
科普实践：在英国皇家学会发起面向青少年的科学讲座，坚持亲自讲授19年；
品德声望：高尚道德品质与科学成就一样受人们称颂。
五、历史意义：
电磁学发展：从奥斯特“电流的磁场”到法拉第的“电磁感应”，推动电磁学实现巨大飞跃
文明跨越：开启人类使用电能的新纪元，使人类由蒸汽时代迈入电气时代。
四、科学传播与品德：
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
探究产生感应电流的条件

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