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(共68张PPT)
第20章 电与磁
第5节 磁生电
知识与技能
1．知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件。
2．知道发电机的原理，能说出发电机为什么能发电，知道发电机发电过程中的能量转化。
3．知道什么是交流电，知道我国供生产和生活用的交流电的频率，能把交流电和直流电区分开来。
过程与方法
1．科学推理——逆向思维，猜想磁能生电。
2．分析磁生电实验需要准备的实验器材及设计电路和实验的方法。
3．经历探究的过程，并通过交流方法和实践经验共同达到磁生电的实验目的。
4．观察和体验发电机是怎样发电的。
情感、态度与价值观
通过逆向思维，培养科学的思维模式。学会从不同角度甚至反面来多维地思考问题；学会用实验来发现、证明自己的观点；通过探究和交流，体验科学探究的方法和乐趣，激发学生探究未知世界的兴趣，并加深对相关物理知识的理解，在实验中养成严谨的科学态度，初步培养创造发明的意识。
重点
通过探究实验，认识电磁感应现象和感应电流，发现磁生电的条件。
难点
引导学生设计实验，连接电路，在探究过程中发现磁生电的条件。
（1）由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫
现象。
（2）电磁感应现象中产生的电流叫 。
（3）周期性地改变方向和大小的电流，叫做交变电流，简称交流。
（4）在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率。频率的单位是 ，符号是 。
电磁感应
感应电流
赫兹
Hz
（5）产生感应电流的条件是： 、
。
（6）发电机是根据 制成的。发电机发电的实质是 转变成电能的过程。
导体运动时要切割磁感线
电路要是闭合回路
电磁感应现象
其它形式的能
（7）发电机由 和 两部分组成。
转子
定子
如图所示的是几种发电机。
根据以上信息，请你提出一个相关的问题。
　　法拉第（Michael Faraday，
1791—1867），英国物理学家、化学家。
　　在1821—1831年间，法拉第进行了多次实验，发现了电磁感应现象。
法拉第
　　发电机是如何发电的呢？
　　探究什么情况下磁可以生电
磁场
检测是否有电流
闭合电路
　　组成以上的电路，做各种尝试，看能否产生电流？如果不能，可能是因为什么？
　　有可能是电流太小或方法不对。
动画演示：电磁感应现象
实 验 条 件
指针摆动情况
实验电路图
1
开关断开，电路断路，
无论导线做何运动
不摆动
2
3
4
5
开关闭合，电路通路，
导线保持静止。
不摆动
开关闭合，电路通路，
部分导线只做上下运动。
不摆动
开关闭合，电路通路，
部分导线只做左右运动。
摆 动
开关闭合，电路通路，部
分导线做左右斜向运动。
摆 动






动画演示：影响电流方向的因素
A、电路闭合
B、一部分导体
C、导体做切割磁感线运动
一、产生感应电流的条件：
二. 导体中感应电流的方向跟导体运动方向和磁感线方向有关。
三. 在电磁感应现象中，机械能转化为电能。
3．电磁感应现象的应用
变压器
不用电手电筒
当导线在磁场中左右不断往复运动时，闭合回路中就产生连续的电流。那么，怎样才能使导线在磁场中不断地运动呢？
利用转动，就可以很方便地使导线在磁场中不断地运动。同时，为了增强电流，用多匝线圈代替单根导线，这就是手摇发电机的模型。
发电机是根据
电磁感应
原理工作的
是机械能
转化为电能
的机器
发电机
动画演示：发电机原理
动画演示：发电机原理
　　检验手摇发电机电流方向的变化。
　　二极管交替发光，说明产生的电流方向不停在改变。
2．交变电流
　　交流发电机产生的电流是交变电流，简称交流。
　　在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率。
　　我国电网以交流供电，频率50赫兹。
　　（1）发电机的构造
　　发电机由转子和定子两部分组成。
　　大型发电机一般采用磁极旋转的方式来发电。
大型发电机安装转子
3．生活中发电机
发电机与电动机的比较
1、发电机的构造原则上和电动机是完全相同的
2、电动机是消耗电能而输出机械能;
发电机是消耗机械能而输出电能
3、电动机：利用通电线圈在磁场里转动的原理
发电机:利用电磁感应原理

可分为交流发电机和直流发电机两类。
磁生电
决定感应电
流方向
在磁场中 做切割磁感线运动
闭合回路 部分导体
产生感应
电流条件
磁场方向
导体切割磁感线运动方向
应用：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→电能和内能


1. 产生感应电流的条件是（ ）
A．? 导体在磁场中运动
B．? 导体在磁场中做切割磁感线运动
C．? 闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动
D．? 闭合导体在磁场中做切割磁感线运动
C
课本练习甲乙
2.判断：下列状况中，哪些状况有感应电流产生？
课本练习丙丁
3.交流发电机线圈内和外电路中的电流分别是（ ）
A、交流电和直流电 B交流电和交流电
C直流电和交流电 D直流电和直流电
4.此装置是什么机器？工作原理是什么？工作时能量的转化情况怎样？
B
发电机
电磁感应原理
机械能转化为电能
1、图20.5-10 中的a 表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时，在哪种情况下会产生感应电流？
解：从左往右的第3幅图和第4幅图所示的情况下会产生感应电流。
2. 发电机的主要结构是什么？它的电能从哪里来？又到哪里去？
解：发电机主要由定子和转子两部分组成，发电机发出的电能是由机械能转化而来，再通过用电器转化为其他形式的能。以手摇发电机为例，首先人吃得食物的化学能转化为摇动轮子的动能，发电机又降动能转化为电能，将发电机与灯泡连接在电路中，灯泡又降发电机产生的电能转化成光能和内能。
3. 电池产生的电流方向不变，称为直流。观察手摇发电机灯泡的发光与手电筒灯泡的发光，能看出它们有什么不同吗？
解：手电筒灯泡的亮度基本稳定不变，二手摇发电机灯泡的亮度是不断闪烁变化的，且随转速的加快而增加。
（提示：手摇发电机发出的是交流电，电流的大小和方向都随时间发生周期性变化，且转速越快，产生的感应电流越大。）
4. 当你唱卡拉OK时，要用到话筒（麦克风）。话筒的种类很多，图20.5-11 是动圈式话筒构造示意图。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。请用“磁生电”具体说明动圈式话筒的原理。
当对着话筒说话或唱歌时，发出的声音使膜片振动，与膜片相连的线圈也会跟着一起振动，由于这个线圈处在磁场中，所以线圈在振动的过程中就是在做切割磁感线的运动，且线圈的两端通过导线接入扩音器，说明线圈使闭合电路的一部分，因此，线圈在振动过程中就会产生感应电流，该电流经过扩音器对外输出，通过扬声器后，我们就可以听到说话声音了。
5. 我国供生产和生活用的交流电，频率是多少？电流方向在每秒内变化几次？
解：我国供生产和生活用的交变电流，频率是50Hz，电流方向在每秒内变化100次。
6. 除了发电厂里有发电机外，还有哪些地方有发电机？尽可能多地说出来。这些发电机是靠什么带动的？把什么能量转化成了电能？
解：很多车辆和汽车、拖拉机等均有用于照明的发电机，它们是靠发动机带动的。发动机把汽油、柴油等的化学能转化为机械能，再通过发电机把机械能转化为电能。

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