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(共68張PPT)
第20章 電與磁
第5節(jié) 磁生電
知識與技能
1．知道電磁感應現(xiàn)象，知道產(chǎn)生感應電流的條件。
2．知道發(fā)電機的原理，能說出發(fā)電機為什么能發(fā)電，知道發(fā)電機發(fā)電過程中的能量轉化。
3．知道什么是交流電，知道我國供生產(chǎn)和生活用的交流電的頻率，能把交流電和直流電區(qū)分開來。
過程與方法
1．科學推理——逆向思維，猜想磁能生電。
2．分析磁生電實驗需要準備的實驗器材及設計電路和實驗的方法。
3．經(jīng)歷探究的過程，并通過交流方法和實踐經(jīng)驗共同達到磁生電的實驗目的。
4．觀察和體驗發(fā)電機是怎樣發(fā)電的。
情感、態(tài)度與價值觀
通過逆向思維，培養(yǎng)科學的思維模式。學會從不同角度甚至反面來多維地思考問題；學會用實驗來發(fā)現(xiàn)、證明自己的觀點；通過探究和交流，體驗科學探究的方法和樂趣，激發(fā)學生探究未知世界的興趣，并加深對相關物理知識的理解，在實驗中養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，初步培養(yǎng)創(chuàng)造發(fā)明的意識。
重點
通過探究實驗，認識電磁感應現(xiàn)象和感應電流，發(fā)現(xiàn)磁生電的條件。
難點
引導學生設計實驗，連接電路，在探究過程中發(fā)現(xiàn)磁生電的條件。
（1）由于導體在磁場中運動而產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫
現(xiàn)象。
（2）電磁感應現(xiàn)象中產(chǎn)生的電流叫 。
（3）周期性地改變方向和大小的電流，叫做交變電流，簡稱交流。
（4）在交變電流中，電流在每秒內周期性變化的次數(shù)叫做頻率。頻率的單位是 ，符號是 。
電磁感應
感應電流
赫茲
Hz
（5）產(chǎn)生感應電流的條件是： 、
。
（6）發(fā)電機是根據(jù) 制成的。發(fā)電機發(fā)電的實質是 轉變成電能的過程。
導體運動時要切割磁感線
電路要是閉合回路
電磁感應現(xiàn)象
其它形式的能
（7）發(fā)電機由 和 兩部分組成。
轉子
定子
如圖所示的是幾種發(fā)電機。
根據(jù)以上信息，請你提出一個相關的問題。
　　法拉第（Michael Faraday，
1791—1867），英國物理學家、化學家。
　　在1821—1831年間，法拉第進行了多次實驗，發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象。
法拉第
　　發(fā)電機是如何發(fā)電的呢？
　　探究什么情況下磁可以生電
磁場
檢測是否有電流
閉合電路
　　組成以上的電路，做各種嘗試，看能否產(chǎn)生電流？如果不能，可能是因為什么？
　　有可能是電流太小或方法不對。
動畫演示：電磁感應現(xiàn)象
實 驗 條 件
指針擺動情況
實驗電路圖
1
開關斷開，電路斷路，
無論導線做何運動
不擺動
2
3
4
5
開關閉合，電路通路，
導線保持靜止。
不擺動
開關閉合，電路通路，
部分導線只做上下運動。
不擺動
開關閉合，電路通路，
部分導線只做左右運動。
擺 動
開關閉合，電路通路，部
分導線做左右斜向運動。
擺 動






動畫演示：影響電流方向的因素
A、電路閉合
B、一部分導體
C、導體做切割磁感線運動
一、產(chǎn)生感應電流的條件：
二. 導體中感應電流的方向跟導體運動方向和磁感線方向有關。
三. 在電磁感應現(xiàn)象中，機械能轉化為電能。
3．電磁感應現(xiàn)象的應用
變壓器
不用電手電筒
當導線在磁場中左右不斷往復運動時，閉合回路中就產(chǎn)生連續(xù)的電流。那么，怎樣才能使導線在磁場中不斷地運動呢？
利用轉動，就可以很方便地使導線在磁場中不斷地運動。同時，為了增強電流，用多匝線圈代替單根導線，這就是手搖發(fā)電機的模型。
發(fā)電機是根據(jù)
電磁感應
原理工作的
是機械能
轉化為電能
的機器
發(fā)電機
動畫演示：發(fā)電機原理
動畫演示：發(fā)電機原理
　　檢驗手搖發(fā)電機電流方向的變化。
　　二極管交替發(fā)光，說明產(chǎn)生的電流方向不停在改變。
2．交變電流
　　交流發(fā)電機產(chǎn)生的電流是交變電流，簡稱交流。
　　在交變電流中，電流在每秒內周期性變化的次數(shù)叫做頻率。
　　我國電網(wǎng)以交流供電，頻率50赫茲。
　　（1）發(fā)電機的構造
　　發(fā)電機由轉子和定子兩部分組成。
　　大型發(fā)電機一般采用磁極旋轉的方式來發(fā)電。
大型發(fā)電機安裝轉子
3．生活中發(fā)電機
發(fā)電機與電動機的比較
1、發(fā)電機的構造原則上和電動機是完全相同的
2、電動機是消耗電能而輸出機械能;
發(fā)電機是消耗機械能而輸出電能
3、電動機：利用通電線圈在磁場里轉動的原理
發(fā)電機:利用電磁感應原理

可分為交流發(fā)電機和直流發(fā)電機兩類。
磁生電
決定感應電
流方向
在磁場中 做切割磁感線運動
閉合回路 部分導體
產(chǎn)生感應
電流條件
磁場方向
導體切割磁感線運動方向
應用：發(fā)電機
交流電：
電流大小、方向隨時間周期性變化
能量轉化：
機械能→電能和內能


1. 產(chǎn)生感應電流的條件是（ ）
A．? 導體在磁場中運動
B．? 導體在磁場中做切割磁感線運動
C．? 閉合電路的一部分導體做切割磁感線運動
D．? 閉合導體在磁場中做切割磁感線運動
C
課本練習甲乙
2.判斷：下列狀況中，哪些狀況有感應電流產(chǎn)生？
課本練習丙丁
3.交流發(fā)電機線圈內和外電路中的電流分別是（ ）
A、交流電和直流電 B交流電和交流電
C直流電和交流電 D直流電和直流電
4.此裝置是什么機器？工作原理是什么？工作時能量的轉化情況怎樣？
B
發(fā)電機
電磁感應原理
機械能轉化為電能
1、圖20.5-10 中的a 表示垂直于紙面的一根導線，它是閉合電路的一部分。它在磁場中按箭頭方向運動時，在哪種情況下會產(chǎn)生感應電流？
解：從左往右的第3幅圖和第4幅圖所示的情況下會產(chǎn)生感應電流。
2. 發(fā)電機的主要結構是什么？它的電能從哪里來？又到哪里去？
解：發(fā)電機主要由定子和轉子兩部分組成，發(fā)電機發(fā)出的電能是由機械能轉化而來，再通過用電器轉化為其他形式的能。以手搖發(fā)電機為例，首先人吃得食物的化學能轉化為搖動輪子的動能，發(fā)電機又降動能轉化為電能，將發(fā)電機與燈泡連接在電路中，燈泡又降發(fā)電機產(chǎn)生的電能轉化成光能和內能。
3. 電池產(chǎn)生的電流方向不變，稱為直流。觀察手搖發(fā)電機燈泡的發(fā)光與手電筒燈泡的發(fā)光，能看出它們有什么不同嗎？
解：手電筒燈泡的亮度基本穩(wěn)定不變，二手搖發(fā)電機燈泡的亮度是不斷閃爍變化的，且隨轉速的加快而增加。
（提示：手搖發(fā)電機發(fā)出的是交流電，電流的大小和方向都隨時間發(fā)生周期性變化，且轉速越快，產(chǎn)生的感應電流越大。）
4. 當你唱卡拉OK時，要用到話筒（麥克風）。話筒的種類很多，圖20.5-11 是動圈式話筒構造示意圖。當你對著話筒說話或唱歌時，聲音使膜片振動，與膜片相連的線圈也跟著一起振動，線圈處在磁場中。把線圈兩端的導線接入擴音機，就能通過揚聲器聽到你說話的聲音。請用“磁生電”具體說明動圈式話筒的原理。
當對著話筒說話或唱歌時，發(fā)出的聲音使膜片振動，與膜片相連的線圈也會跟著一起振動，由于這個線圈處在磁場中，所以線圈在振動的過程中就是在做切割磁感線的運動，且線圈的兩端通過導線接入擴音器，說明線圈使閉合電路的一部分，因此，線圈在振動過程中就會產(chǎn)生感應電流，該電流經(jīng)過擴音器對外輸出，通過揚聲器后，我們就可以聽到說話聲音了。
5. 我國供生產(chǎn)和生活用的交流電，頻率是多少？電流方向在每秒內變化幾次？
解：我國供生產(chǎn)和生活用的交變電流，頻率是50Hz，電流方向在每秒內變化100次。
6. 除了發(fā)電廠里有發(fā)電機外，還有哪些地方有發(fā)電機？盡可能多地說出來。這些發(fā)電機是靠什么帶動的？把什么能量轉化成了電能？
解：很多車輛和汽車、拖拉機等均有用于照明的發(fā)電機，它們是靠發(fā)動機帶動的。發(fā)動機把汽油、柴油等的化學能轉化為機械能，再通過發(fā)電機把機械能轉化為電能。

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