(共27张PPT)
第二十章 电与磁
第5节 磁生电
目录
知识梳理
01
课堂演练
02
课堂检测
03
课程要求 1. 知道电磁感应现象
2. 通过实验,探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件
3. 知道电磁感应中的能量转化
4. 了解电磁感应在生产、生活中的应用
探究实验 探究什么情况下磁可以生电
课时重点 1. 知道磁生电的条件
2. 知道发电机的工作原理
课时难点 理解什么是“导体做切割磁感线运动”
知识点1 电磁感应
一部分
知识梳理
1. 电磁感应现象:闭合电路中的_____________导体在磁场中做_____________运动时,导体中就产生____________,产生的电流叫做_____________。
切割磁感线
电流
感应电流
磁生电—电
磁感应现象
2. 产生感应电流的条件:①导体是_____________的一部分;②导体必须做_____________运动。
3. 感应电流的方向:跟_____________方向和________方向有关,若其中一个改变,则感应电流的方向_____________;若两者同时改变,则感应电流的方向_____________。
闭合电路
切割磁感线
导体的运动
磁场
改变
不变
电磁感应现象
知识点2 发电机
4. 发电机是利用_____________的原理制成的。它工作时将_____________能转化为_____________能。
5. 交流发电机发出的是大小和方向都发生周期性变化的电流,简称交流。电池产生的电流方向不变,称为_________。我国电网以交流供电,频率是_____________Hz。
机械
电
直流
50
6. 话筒工作原理:当对着话筒说话或唱歌时,声音使膜片_____________,带动相连的线圈一起_____________,运动的线圈在磁场中就产生了随声音变化而变化的_____________,这样就把_____________信号转化为随声音变化的_____信号而传输出去。
振动
振动
电流
声
电
知识点1 电磁感应
课堂演练
【典例1】 (2020安徽)在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中,实验装置如图20-5-1所示。
图20-5-1
切割磁感线
(1)实验现象:①保持蹄形磁体位置不动,让导线AB在磁场中静止、竖直向上或向下运动,电流表的指针均不发生偏转;②导线AB向左或向右运动,电流表的指针发生偏转;③保持导线AB不动,让蹄形磁体向左或向右运动,电流表的指针发生偏转。
实验结论:闭合电路的一部分导体在磁场中做__________运动时,导体中就会产生感应电流。
(2)实验现象:①保持磁场方向不变,导线AB向右运动时,电流表指针向左偏转。导线AB向左运动时,电流表指针向右偏转;②对调磁体两极的位置,使磁场方向发生改变,导线AB向右运动时,电流表指针向右偏转。导线AB向左运动时,电流表指针向左偏转。
实验结论:感应电流的方向与 _______________________________________有关。
导体切割磁感线方向和磁场方向
【变式拓展1】 小明在“探究怎样产生感应电流”的实验中,用导线将金属棒、开关、灵敏电流计连接成如图20-5-2所示的电路。 请你参与探究并回答问题。
(1)悬挂金属棒静置于U形磁铁的磁场中,此时两极正对区域磁感线的箭头方向是竖直向_____________(填“上”或“下”)。
(2)灵敏电流计的作用是用来检测_____________的。 若闭合开关后并未发现电流计指针偏转,经检查器材均完好,各器材间连接无误,那么接下来你认为最应该关注的器材是_____________。
下
感应电流
金属棒
(3)小明认为是原来磁铁的磁性太弱所致,他提出更换磁性更强的磁铁,就在他移动原磁铁时,你发现电流计的指针出现了晃动,你认为接下来最应该进行的一步操作是______________________________________________。
使金属棒沿水平方向快速切割磁感线运动
(4)就根据上述探究过程,小明就说:“我们找到产生感应电流的秘密了!”此时你对小明的“成果发布”作何评价?
不合理,因为只做了一次实验,得出结论具有偶然性,
应该用不同种类的金属棒做实验还要使金属棒朝各个
方向运动,再总结结论。
思路点拨:磁生电要满足两个条件:(1)电路闭合。
(2)电路中的部分导体切割磁感线。 感应电流的方向和磁场方向、导体的运动方向有关。
【典例2】如图20-5-3所示是实验室用的手摇发电机,在发电机和小灯泡的电路里串联一个电流表,缓慢转动线圈,观察电流表指针摆动的方向:_____________,这说明_______________________________________________。 要使小灯泡变亮,可以采用的方法和措施是:
(1)_____________。(2)________________________ 。
知识点2 发电机
左右摆动
电流的方向是变化的(或发电机发的电是交流电)
快速转动线圈
增强磁场或增加线圈的匝数
【变式拓展2】如图20-5-4甲所示
是发电机的原理示意图,图20-5-4乙
中的“。”表示导线ab。当它在
磁场中分别转动到1~4 位置时,运
动方向已用箭头标出。下列说法正确的是( )
A. 图甲的电路中没有电源
B. 在位置1时,电路中不会产生感应电流
C. 发电机产生的电流方向不变
D. 在位置2时,电路中不会产生感应电流
B
思路点拨:手摇发电机产生的是交变电流,电流方向在周期性变化,电流表指针会左右摆动,感应电流大小与导体切割磁感线的速度有关,还与磁场强弱有关,可以通过改变摇动手柄速度和改变磁体磁性强弱来改变电流,从而改变电灯泡亮度。
课堂检测
B
限时10分钟 总分30分_ 得分____
1. (3分)图中a表示垂直于纸面的一根导线,它是闭合电路的一部分。当导线a在磁场中按箭头方向运动时,不能产生感应电流的是( )
D
2. (3分)导线a是闭合电路中的一部分,a在磁场中按图中v的方向运动时,能产生感应电流的是(a在A、B选项中与磁感线平行,在C、D选项中垂直于纸面)( )
C
3. (3分)如图20-5-5所示的装置,能使电流表指针发生偏转的是( )
A. 断开开关S,让导线AB向上运动
B. 断开开关S,让导线AB向右运动
C. 闭合开关S,让导线AB向左运动
D. 闭合开关S,让导线AB向下运动
图20-5-5
B
4. (3分)我国供生产和生活用的交流电的频率是50 Hz,由此可知( )
每秒电流方向改变220次
B. 每秒电流方向改变100次
C. 每秒电流方向改变2次
D. 每秒电流方向改变200次
D
5. (3分)下列设备中利用电磁感应原理工作的是( )
B
6. (3分)如图20-5-6所示的装置中,当闭合电路中的导体AB在磁场中做切割磁感线运动时,电流表指针发生偏转,说明电路中有了电流,此过程中( )
A. 电能转化成机械能,导体AB相当于电源
B. 机械能转化成电能,导体AB相当于电源
C. 电能转化成机械能,电流计相当于电源
D. 机械能转化成电能,电流计相当于电源
图20-5-6
C
7. (3分)赤道附近的某地,地磁场的方向为水平方向。小明把安装有灵敏电流计的闭合电路中的一部分导体棒(与竖直方向固定的导轨接触良好)以相同的速度做以下选项中的运动,其中,灵敏电流计指针发生偏转最明显的操作是( )
不偏转
8. (6分)如图20-5-7所示是探究“电磁感应现象”的实验装置,装置中的直铜线ab通过导线接在电流表的两接线柱上,当让ab迅速向上运动时,电流表指针_______,将ab改为向左运动时,电流表指针_______。 (前两空均填“偏转”或“不偏转”)实验结果表明:_______的一部分导体,在磁场中做___________的运动时,导体中就会产生感应电流。
偏转
闭合电路
切割磁感线
图20-5-7
导体棒水平向右运动
9. (3分)如图20-5-8所示是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件”的实验装置。 闭合开关后,将导体棒、灵敏电流计、开关、导线组成闭合电路。
(1)要使灵敏电流计的指针发生偏转,可行的操作是_____________________ 。
(2)要使灵敏电流计的指针偏转方向发生改变,可以采取两种方法。
方法一:______________ ;方法二:__________________。
调换N极S极位置
改变导体棒运动方向
图20-5-8