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第3章 电磁及其应用
第4节 电磁感应
八下科学 ZJ
1.通过实验了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件，说出电
磁感应现象中的能量转化。
2.通过实验，认识感应电流方向跟导体的运动方向和磁场方向有关。
3.知道发电机的工作原理，知道大型交流发电机的组成，知道发电
机发电过程是能量转化的过程。
4.知道我国供生产和生活用的交流电的频率是 的含义，能区
分交流电和直流电。
自从奥斯特发现了“电”能生“磁”后，许多科学家开始探索磁能否产
生电。英国物理学家法拉第经过了长达10年的艰辛探索，终于在
1831年发现了磁生电的条件和规律，实现了利用磁场获得电流的愿
望。法拉第的这个重大发现，带来了电能的大规模生产和利用，开
辟了电气化的新纪元。
1.教材第120页探究实践：利用磁场产生电流的条件
【提出问题】如何通过“在磁场中运动的导体”和“运动的磁体”来产
生电？
【设计实验】
将线圈的一侧放入蹄形磁体的磁场中，线圈、开关和灵敏电流表
（实验中产生的电流较小，普通电流表检测不出来）串联成一个闭
合回路，如图所示。其中蹄形磁体提供磁场，开关用来控制电路的
通断，灵敏电流表用来检测电路中是否有电流并显示电流的方向。
（灵敏电流表的零刻度线在中间，指针可左右偏转以显示不同方向
的电流）
【实验过程及分析】
实验操作 实验现象 实验分析
线圈的 一侧在 磁场中 静止 闭合开关 灵敏电流表指 针不偏转 当线圈的一侧在磁
场中静止时，不产
生感应电流
换用磁性更强的蹄形 磁体，闭合开关 灵敏电流表指 针不偏转 换用匝数更多的线 圈，闭合开关 灵敏电流表指 针不偏转 实验操作 实验现象 实验分析
线圈的 一侧在 磁场中 运动 闭合开关后，让导线 在磁场中做水平 （即垂直于磁场方 向）向左运动和向右 运动 灵敏电流表指 针偏转，且导 线向左和向右 运动时,指针 偏转方向不同 当线圈的一侧在磁
场中做水平向左、
向右运动或做斜向
上、斜向下运动
实验操作 实验现象 实验分析
线圈的 一侧在 磁场中 运动 闭合开关后，让导线 在磁场中做垂直 （即平行于磁场方 向）向上运动和向下 运动 灵敏电流表指 针不偏转 时，产生感应电
流；当导线在磁场
中做垂直（平行于磁场方向）向上、向下运动时，不产生感应电流
闭合开关后，让导线 在磁场中做斜向上运 动和斜向下运动 灵敏电流表指 针偏转 实验操作 实验现象 实验分析
线圈静 止而磁 体运动 闭合开关后，让磁体 做水平向左运动和向 右运动 灵敏电流表指 针偏转，且磁 体向左和向右 运动时，指针 偏转方向不同 当磁体做水平向
左、向右运动或做
斜向上、斜向下运
动时，产生感应电
实验操作 实验现象 实验分析
线圈静 止而磁 体运动 闭合开关后，让磁体 做垂直向上运动和向 下运动 灵敏电流表指 针不偏转 流；当磁体做垂直
向上、向下运动
时，不产生感应电
流
闭合开关后，让磁体 做斜向上运动和斜向 下运动 灵敏电流表指 针偏转 【实验结论】
不论是导线运动还是磁体运动，只要闭合电路的一部分导体在磁场
中做切割磁感线运动，导体中就会产生电流。
2.电磁感应现象
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就
会产生电流，这种现象叫作电磁感应，产生的电流叫感应电流。
3.产生感应电流的条件
（1）导体为闭合电路的一部分。如果电路不闭合，导体切割磁感
线时不会产生感应电流，但在导体两端会有感应电压。
（2）导体做切割磁感线运动。①如果把磁感线比作甘蔗，把导体
比作刀，要使一根甘蔗分成几节，必须让刀与甘蔗成一定角度，垂
直或斜着都可以，若刀沿平行于甘蔗的方向运动，则无法把甘蔗分
节；②由运动的相对性可知，如果导体静止，让磁体运动，也能达
到切割磁感线的效果，也能产生感应电流。
教材第122页
（1）利用上述实验装置继续实验，保证导线在垂直磁感线方向上做
切割磁感线运动，分别慢速与快速切割磁感线，观察灵敏电流表指针
的偏转情况，来研究感应电流大小与导体切割磁感线的速度的关系。
（2）利用上述实验装置继续实验，记录垂直切割磁感线时灵敏电
流表指针的偏转情况，然后换用磁性明显比原磁体强的磁体，保证
导线以同样速度垂直切割磁感线，观察灵敏电流表指针的偏转情况，
以此来研究感应电流大小与磁场强弱之间的关系。（实验过程中注
意控制变量法的应用）
4.影响感应电流方向的因素
感应电流的方向与导体的运动方向和磁场方向有关。改变导体的运
动方向或磁场方向，感应电流的方向随之改变；若导体运动方向和
磁场方向同时改变，则感应电流的方向不变。（类比通电导线在磁
场中的受力方向与电流方向、磁场方向的关系）
5.影响感应电流大小的因素（含教材第122页问题讨论答案）
（1）导体做切割磁感线运动的速度越快，感应电流越大；
（2）磁场越强，感应电流越大；
（3）切割磁感线的线圈匝数越多，感应电流越大；
（4）导体切割磁感线的有效长度越长，感应电流越大。
6.能量转化
电磁感应现象中，移动导体切割磁感线时消耗了机械能，在闭合电
路中产生了电能，这就实现了机械能向电能的转化。
典例1 (杭州期中)为了探究导体在磁场中怎样运动，才能在电路中
产生电流，采用了如图所示的实验装置。
（1）将细线悬挂的导体放入蹄形磁体的磁场中，
闭合开关，电流计指针不偏转；让导体左右运
动，电流计指针____偏转；断开开关，让导体
在蹄形磁体中左右运动，电流计指针______偏
转。（均选填“会”或“不会”）
会
不会
（2）将细线悬挂的导体放入蹄形磁体的磁场中，闭合开关，让导
体在蹄形磁体的磁场中竖直上下运动，电流计指针______偏转；让
导体在蹄形磁体的磁场中斜向上或斜向下运动，电流计指针____偏
转。（均选填“会”或“不会”）
不会
会
（3）综合 中的实验现象可知，导体在磁场中运动产生电流
的条件：导体必须是______电路的一部分，且一定要做__________
___运动。
闭合
切割磁感线
（4）在这个实验中______能转化为电能。
机械
解析：（1）仅闭合开关，不切割磁感线，电流计指针不偏转；导
体左右运动，切割磁感线，有感应电流产生，电流计指针会偏转；
断开开关，虽然导体切割磁感线，但由于电路不是通路，电路中没
有电流，电流计指针不会偏转。（2）导体竖直上下运动，不切割
磁感线，没有感应电流产生，电流计指针不会偏转；让导体斜向上
或斜向下运动，导体切割磁感线，有感应电流产生，电流计指针会
偏转。（3）由（1）（2）可知，导体在磁场中运动产生电流的条
件：①导体必须是闭合电路的一部分;②导体必须做切割磁感线运
动。（4）电磁感应中的能量转化是机械能转化为电能。
1.教材第123页探索活动：手摇发电机
把手摇发电机与电流表连接起来，如图所示。转动手摇发电机的线
圈，可以看到电流表的指针左右摆动，说明发电机产生的电流方向
是变化的。
2.直流电和交流电
（1）交流电：大小和方向都发生周期性变化的电流叫交流电。
（2）直流电：方向不变的电流叫直流电。
（3）我国生产和生活中使用的交流电的周期是，频率
（表示单位时间内完成周期性变化的次数）是，意义：在1秒
内电流方向改变100次。（交流电在内完成50次周期性变化，在
一个周期内电流方向改变2次）
3.交流发电机
（1）工作原理
发电机是根据电磁感应原理制成的，是一种把机械能转化为电能的
装置。
（2）基本结构：磁体、矩形线圈、铜环、电刷等。
（3）工作过程
工作过程 切割磁感线情况 产生感应 电流情况 电流的输
出情况
____________________________ 边向上切割磁感 线， 边向下切割 磁感线 切割磁感 线产生感 应电流。 边产生 的感应电 边只和
铜环2接
触， 边
只和铜环1
接触。
甲
工作过程 切割磁感线情况 产生感应 电流情况 电流的输
出情况
____________________________ 边向上切割磁感 线， 边向下切割 磁感线 流由 到 ， 边 产生的感 应电流由 到 故在外电
路中电流
是由3经电
流表流向4
的
甲
工作过程 切割磁感线情况 产生感应 电流情况 电流的输
出情况
________________________ 边水平向左运 动， 边水平向右 运动，边和 边 运动方向与磁感线 方向平行，不切割 磁感线 线圈中不 产生感应 电流 不输出电
流
乙
工作过程 切割磁感线情况 产生感应 电流情况 电流的输
出情况
_____________________________ 边向下切割磁感 线， 边向上切割 磁感线 切割磁感 线产生感 应电流。 但电流方 向与甲中 相反。 边只和
铜环2接
触， 边
只和铜环1
接触。故
丙
工作过程 切割磁感线情况 产生感应 电流情况 电流的输
出情况
_____________________________ 边向下切割磁感 线， 边向上切割 磁感线 边产生的 感应电流 由到, 边产生的 感应电流 由到 在外电路
中电流是
由4经电流
表流向3的
丙
工作过程 切割磁感线情况 产生感应 电流情况 电流的输
出情况
______________________ 边水平向右运 动， 边水平向左 运动。边和 边 运动方向与磁感线 方向平行，不切割 磁感线 线圈中不 产生感应 电流 不输出电
流
丁
在外力作用下，线圈在磁场中转动一周，切割磁感线的
方向改变两次，感应电流的方向随之改变两次，从而产生方向呈周
期性变化的交流电。
辨析比较
交流发电机与直流发电机的异同
相同点 不同点
交流发 电机 线圈中产生的电 流都是交流电 外电路中使用的是两个铜质圆环，外电
路中的电流是交流电
直流发 电机 外电路中使用的是两个铜质半环
（相当于换向器），外电路中的电流是
直流电
4.大型交流发电机的结构
实际使用的大型交流发电机，一般采用线圈不动、磁极旋转的方式
来发电。为了得到较强的磁场，还要用电磁铁代替永磁体。
教材第125页
（1）家庭用电是由交流发电机发出的，电流的方向发生周期性变化，
是交流电。电池提供的电流，其方向不随时间而改变，是直流电。
（2）由于交流电可以使用变压器以高电压、低电流的方式输电，
可以大大降低输电线上的电能损失，从而实现远距离输电。使用交
流电比使用直流电优越，可以大幅度地降低供电成本，且生活中大
部分电动机是交流电动机，所以我们平时用的最多的是交流电而不
是直流电。
辨析比较
直流电动机和交流发电机的对比
项目 直流电动机 交流发电机
原理 通电导线在磁场中受力运动 电磁感应现象
原理图
有外接电源
无外接电源
项目 直流电动机 交流发电机
能量转化 电能 机械能 机械能 电能
在电路中的 作用 用电器（消耗电能） 电源（提供电能）
典例2 图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“ ”表示
导线，当它在磁场中分别转动到 位置时
（运动方向已用箭头标出），下列说法正确的是
( )
B
A.图甲的电路中没有电源
B.导线 在位置1时，电路中不会产生感应电流
C.导线 在位置4时，电路中不会产生感应电流
D.发电机产生的电流方向不变
解析：发电机的原理是电磁感应现象，将机械能转化为电能，图甲
电路中的线圈相当于电源，故A错误；由图乙知磁感线方向水平向
右，而导线 在位置1时的运动方向与磁感线方向平行，没有切割
磁感线，所以不能产生感应电流,导线 在位置2、3、4时都切割磁
感线，所以能产生感应电流,故B正确，C错误；由于导线在不同位
置时切割磁感线的方向不同，所以产生感应电流的方向会变化，故
D错误。

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