九年级物理人教版教学课件：第二十章 第5节 磁生电(共14张PPT)

(共14张PPT)
第二十章 电与磁
第 5 节 磁生电
一
学习目标
1. 通过探究活动,知道电磁感应现象,知道产生感应电流的条件。
2. 了解发电机的原理,知道发电机发电过程是能量转化的过程。
二
重难点
重点：电磁感应现象和产生感应电流的条件,发电机的工作原理。
难点：电磁感应现象,发电机的工作原理。
一、引入新课
奥斯特实验说明电可以生磁,那么反过来磁能不能生 电呢 不少科学家进行了这方面的探索,英国物理学家法 拉第经过 10 年坚持不懈的努力,于 1831 年终于取得了重 大突破,发现了利用磁场产生电流的条件和规律。 那么什 么条件下磁才能生电呢
三
教学过程
二、讲授新课
1. 什么情况下磁能生电
【提出问题】
(1)由奥斯特实验可知,当导线中有电流时,小磁针会转动,如果我们让小磁针转动,导体中会不会有电流产生呢
(2)通电导线在磁场中会受到力的作用,从而使导体发生运动,如果让导体在磁场中先运动,导体中会不会产生电流呢
【进行实验】
小组讨论,按照教材（如图所示）的方法进行分组实验。
(1)让直导线在蹄形磁体的磁场中静止,换用不同强度的 磁体,观察电流表的指针是否偏转。
(2)让直导线在蹄形磁体中上下运动,观察电流表指针是 否偏转。
(3)让直导线在磁场中左右运动,观察电流表指针是否偏转。
(4)让直导线在磁场中斜着运动,观察电流表指针是否偏转。
实验产生的电流很小,用实验室常用的灯泡和 电流表不容易观察,所以采用更灵敏的电流表,即灵敏电流计。
仔细观察灵敏电流计的变化并进行记录。
次数 磁场方向 导线运动方向 电流表指针是否偏转
1
2
3
4
在什么情况下磁能生电
闭合电路的一部分导体在磁场中做切 割磁感线运动时,导体中就产生电流。 我们把这种现象叫 电磁感应现象,产生的电流叫感应电流。
电磁感应现象是英国物理学家法拉第发现的, 他经过十年坚持不懈的努力,才发现了这一现象,这种热 爱科学,坚持探索真理的可贵精神值得我们学习。 这一现 象的发现进一步揭示了电和磁之间的联系,后来根据这一 现象发明了发电机,开辟了电的时代,所以电磁感应现象 的发现具有划时代的意义。
2. 发电机
【实验】把一台手摇发电机跟小灯泡连接起来,当摇动手柄 使线圈在磁场中快速转动,观察到什么
【现象】小灯泡闪烁发光。
【实验】用电流表换下小灯泡,缓慢摇动手柄,观察电流表的 指针发生了怎样的变化
【现象】电流表指针左右摆动。
【发电机的构造】
发电机是由定子和转子组成,包括磁体、线圈、滑(铜)环、电 刷等。 与电动机相似,但是没有电动机的换向器。
【工作原理】当线圈在外力的带动下在磁场中转动时,线圈的两个边分别切割磁感线,而且切割的方向不同,所以它们产生的 感应电流方向也不同,这正好使线圈沿着某一个方向向外 流出电流。
当线圈转过图中的这个位置时,两边切割磁感线的方向 变成了倾斜的方向,使得切割磁感线的条数减少,故产生的 感应电流也减小,所以出现一大一小的指针摆动现象。
当线圈转过了 180 度以后,线圈的每条边的运动方向正 好相反,故它们产生感应电流的方向也会相反,所以会出现 电流表指针方向一会儿向左偏一会儿向右偏的现象。
【发电机的工作过程】 当 ab 向下cd 向上运动,做切割磁感线运动,有感应电流,ab边电流方向从b→a;当ab转过平衡位置,ab向上运动,cd向下运动,做切割磁感线运动,ab 边的电流方向从a→b。从发电机工作过程我们能看出,线圈转动一周,电流方向变化两次。
【交流电】
(1)概念:线圈转动一周,电流方向变化两次,发电机发出的电流方向是周期性变化的,我们把周期性改变方向的电流叫交流电。
(2)频率:交流电电流每秒内周期性变化的次数叫频率。频率的单位是赫兹,简称赫,符号为 Hz,线圈转动一周所用的时间叫周期。我国照明用电的频率是 50Hz,周期是0. 02 秒。
(3)交直流电的转换:发电机发出的是交流电,因为线圈本 身产生的是方向周期性变化的交流电。 如果我们把两 个圆环换成一个换向器,它就可以把线圈内产生的交流 电经过转换,输出的是方向不变的直流电,但大小也是 要周期性改变的。
【实际发电机的构造】
(1)由定子和转子组成:小型发电机采用线圈转动,磁场不动的方式。大型发电机采用线圈不动,磁场转动的方式。因为大型发电机的电流大,电刷与滑环间容易产生电火花,很不安全,故采用旋转磁极的方式发电。
(2)能量的转化:发电机发电过程是把机械能转化为电能;实际发电则是由其他形式的能转化为电能的。
四、课堂小结
1.什么情况下磁能生电: 电磁感应:导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中就 会产生电流。产生的电流叫做感应电流。产生感应电流的条件:①闭合电路的一部分导体;②在磁场中做切割磁感线运动。
2.发电机:(1)原理:电磁感应现象;(2)构造:磁体、线圈、滑环、电刷等。
3.交流电:(1)周期性改变方向的电流叫交流电;(2)电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率;单位是赫兹,简称赫,符号为 Hz。
4.实际发电机的构造:由定子和转子组成。大型发电机的电流大,通常采用旋转磁极的方式发电。