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(共28張PPT)
第二十章 電與磁
第5節 磁生電
聆聽法拉第發現電磁感應現象的故事。
任務一：探究產生感應電流的條件
1.創設情境：提出問題
1831年，英國偉大的物理學家法拉第，在長達10年的探索后，發現了利用磁場產生電流的條件和規律。依據他的成就發明了發電機，開辟了電氣化時代。
奧斯特實驗說明了通電導線周圍存在著磁場（電能生磁）。
反過來想，磁能否生電呢？
請從以下方面思考選擇應選擇的器材，并討論怎樣連接實驗裝置。
①如何獲得磁場；②如何形成電流；③如何顯示有無電流。
2.設計實驗并探究
如何設計實驗探究磁是否能生電？
任務一：探究產生感應電流的條件
演示實驗
實驗裝置如圖所示。
任務一：探究產生感應電流的條件
閉合開關，將電路的部分導體放在磁場中，分別使導體靜止、上下運動、前后運動、左右運動，斜著運動，觀察靈敏電流計指針是否偏轉。
斷開開關重復以上操作，觀察靈敏電流計指針是否偏轉。
根據剛才的實驗現象，判斷產生感應電流的條件是什么？
任務一：探究產生感應電流的條件
只有當閉合開關，且部分導體在磁場中左右或斜著運動時，靈敏電流計指針才會偏轉。
實驗中蹄形磁鐵的磁場方向為豎直方向，將磁感線類比一片甘蔗林（如圖所示），將導體類比一把刀，思考怎樣運動，才能使刀切割甘蔗林。
任務一：探究產生感應電流的條件
閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動時，導體中就會產生電流。這種現象叫做電磁感應。
說明：產生的電流叫做感應電流。
任務一：探究產生感應電流的條件
任務二：探究感應電流的方向與什么因素有關
在以上實驗中我們發現：產生電流時，靈敏電流計的指針是來回擺動的，這說明什么？是什么影響到了電流方向呢？
利用上述器材繼續實驗：分別改變導體的運動方向、對調磁極（改變磁場方向），觀察靈敏電流計的指針偏轉方向變化。
任務二：探究感應電流的方向與什么因素有關
感應電流的方向跟導體切割磁感線方向、磁場方向有關。
手搖發電機
任務三：了解發電機的工作原理
觀察手搖發電機，了解其構造。
將手搖發電機與小燈泡連接起來，用不同轉速搖動轉輪進行實驗，觀察小燈泡亮度的變化。
任務三：了解發電機的工作原理
演示實驗
電流大小與轉速有關，轉速越大，電流越大。
檢驗手搖發電機電流方向的變化：
①將燈泡換成靈敏電流計，慢搖發電機，會發現：指針來回擺動；
②把兩個發光二極管極性相反地并聯起來，并與發電機串聯，轉動搖把，會發現兩個二極管交替發光。
任務三：了解發電機的工作原理
電流周期性變化的電流叫交變電流，簡稱交流。
我國電網采用的交流的頻率為50Hz。
任務三：了解發電機的工作原理
觀看發電機的模型圖，分析發電機的發電過程。
ab邊向下轉動時，產生dcba方向的電流；
ab邊向上轉動時(即導體運動方向改變),產生abcd方向的電流。
即線圈每轉過半圈，電流方向改變一次。
任務三：了解發電機的工作原理
觀看視頻及課本，了解發電廠、發電站中發電機組的工作，小型發電機與大型發電機的不同。并討論發電機發電過程中的能量轉化。
磁生電
感應電流的產生條件
電磁感應現象
閉合電路的部分導體做切割磁感線運動
由于導體在磁場中運動而產生電流的現象
影響感應電流的方向的因素
磁場方向和導體運動方向
交流發電機
構造
工作原理
能量轉化：其他形式的能轉化為電能
1.對著話筒唱歌時，聲音使處于磁場中的線圈振動，從而線圈中產生隨聲音變化的電流。下列實驗能說明動圈式話筒工作原理的是
（　　）
A
A B C D
2.小明利用圖示放置在水平桌面的實驗裝置做“探究什么情況下磁可以生電”的實驗，閉合開關，下列選項中能產生感應電流的是（　　）
A．蹄形磁體不動，銅棒AB豎直向上運動
B．蹄形磁體不動，銅棒AB豎直向下運動
C．銅棒AB不動，蹄形磁體水平向右運動
D．將整個實驗裝置水平勻速移動
C
3．科技創新活動中，小雅的作品“隔板推物”引起了同學們的極大興趣，其原理如圖甲所示，a、b兩個導體棒分別懸掛在兩個蹄形磁鐵的磁場中，兩導體棒通過導線相連，構成了一個閉合回路，用手推動導體棒a左右擺動時，導體棒b會隨之擺動，下列關于這一現象的說法中不正確的是（　　）
A．導體棒a左右擺動時，閉合回路中能夠產生感應電流
B．導體棒a左右擺動時，實現了電能向機械能的轉化
C．導體棒b隨之擺動的原理與圖乙所示裝置的原理相同
D．用手推動導體棒b左右擺動時，導體棒a也會隨之擺動
B
4．將一個銅質線圈與一只小燈泡連接形成一個閉合回路，當將一條形磁體插入或拔出線圈時，會觀察到燈泡發光，如圖所示，下列有關說法正確的是（　　）
A．條形磁體插入與拔出線圈時產生的電流方向相同
B．條形磁體插入與拔出線圈時產生的電流方向相反
C．條形磁體插入與拔出線圈時將電能轉化為機械能
D．條形磁體插入與拔出線圈時產生感應電流的原理與揚聲器相同
B
5．如圖是小明自制的發電機模型，用紙做一個小風車固定在轉動軸上，將小發電機與電流表小量程相連，當有風將小風車吹動時，電流表的指針 　 　（填“會”或“不會”）偏轉，其利用了 　 　原理；如果將圖中的電流表換成　 　，就變成了電動機。
會
電磁感應
電源
6．如圖為一款無線充電式懸浮音響。使用時底座內的送電線圈產生交變磁場，使音響內的受電線圈感應到電磁信號，產生感應電流給音響充電，音響懸起并開始播放音樂。無線充電時，底座內的送電線圈是利用 　 　工作的，音響內的受電線圈是利用　 　工作的。（均填“電磁感應原理”或“電流的磁效應”）
電流的磁效應
電磁感應原理
7．小章同學想設計一款地板鋼琴，當有人在上面蹦跳時，對應琴鍵會發出聲音并伴有彩光，琴鍵內部結構如圖所示。踩踏琴鍵，固定在琴鍵下方的磁鐵做往復運動，做 　 　運動，從而產生感應電流，用電器工作。
切割磁感線
8．如圖所示，一個小型風力發電機上連接著燈泡，吹動扇葉時，與之連接的燈泡發光，該發電過程中將 　 　能轉化為電能，發電機中一定　 　（填“有”或“沒有”）磁體。
機械
有
9．如圖所示，圖甲中的a表示垂直于紙面的一根導體，它是閉合電路的一部分，當導體以圖甲所示方向運動時，電路中可產生感應電流。如果要改變電路感應電流的方向，請在圖乙中畫出導體的運動方向，并標出磁極的N、S極位置。
N
S
10．如圖所示的是探究“什么情況下磁可以生電”的裝置。用棉線將一段導體AB懸掛起來，置于蹄形磁體中，再與靈敏電流計連接，組成閉合電路。
（1）在老師的指導下，興趣小組進行實驗，觀察到的現象如表所示。由此可知：閉合電路中部分導體在磁場中做 　 　運動時，電路中產生感應電流。
切割磁感線
實驗序號 磁體擺放方式 導體AB運動情況 電流計指針偏轉方向
1 上N下S 靜止 不偏轉
2 豎直向上運動 不偏轉
3 豎直向下運動 不偏轉
4 向左運動 向右偏轉
5 向右運動 向左偏轉
（2）此實驗中，能量轉化的情況是將機械能轉化為電能。利用這一原理，人們在生產生活中制成了 　 　（填“動圈式話筒”或“揚聲器”）。
（3）請你在該實驗的基礎上，設計“探究感應電流方向與磁場方向關系”的實驗。應該進行的操作：　 ；若出現　 　的現象，則說明感應電流方向與磁場方向有關。
動圈式話筒
將磁體調整為上S下N，讓導體AB分別向左和向右運動
電流計指針分別向左和向右偏轉
實驗序號 磁體擺放方式 導體AB運動情況 電流計指針偏轉方向
1 上N下S 靜止 不偏轉
2 豎直向上運動 不偏轉
3 豎直向下運動 不偏轉
4 向左運動 向右偏轉
5 向右運動 向左偏轉
作業本作業
完成對應練習。
實踐性作業
列表辨析發電機和電動機的工作原理。

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