20.5磁生电（课件）(共22张PPT) -2023-2024学年九年级物理全册同步精品讲与练（人教版）

(共22张PPT)
第二十章 电与磁
第5节 磁生电
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第二十章
1.知道电磁感应现象，知道产生感应电流的条件；
学习目标
2.知道发电机的原理；知道发电机发电过程是能量转化的过程；
3.知道我国供生产和生活用的交流电的频率是50Hz；能区分交流电和直流电。
导入新课
科幻故事：科学家带领科考队员乘飞机环地球自西向东考察时，遇到能源不足的问题，科学家巧妙地利用长导线和一个金属球，借地球这个大磁场感应出来电能，为什么能产生电？
现在我们所用的发电机可以产生电，它是如何产生电的？它的工作原理是什么？什么条件下才能生电？前面我们学过的奥斯特实验说明电可以生磁，那么反过来磁能不能生电呢？
导入新课
奥斯特发现电流的磁效应后，许多科学家都在思索：既然电流能产生磁，那么磁能否产生电呢？
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。
根据这个发现，发明了发电机，开辟了电气化的时代。
讲授新课
什么情况下磁能生电
实验
探究什么情况下磁可以生电
提出问题：
磁能否生电，怎样才能使磁生电？
实验设计
①电流是看不到、摸不着。利用转换法,看电流计的指针偏转来判断是否有电流产生。
②产生的电流可能与多个因素有关, 可利用控制变量法。
(1)实验方法：
讲授新课
什么情况下磁能生电
电流计
增强磁场
线圈
（2）如果电路中产生的电流太小，有什么办法改进实验？应该用什么器材来检测呢？
(3)实验电路：
蹄形磁铁
导体
开关
电流计
实验器材
讲授新课
什么情况下磁能生电
实验步骤
（1）将部分导线ab放置于磁场中，开关断开，导体在磁场中上下左右运动，观察电流计的指针。
（2）将部分导线ab放置于磁场中，保持导线与磁场的相对静止，观察电流计的指针。
（3）保持磁场不变，将导线ab左右移动，观察电流计的指针。
（4）保持磁场不变，将导线ab上下移动，观察电流计的指针。
（5）保持磁场不变，将导线ab斜着移动，观察电流计的指针。
（6）对换磁极，将导线ab左右移动，观察电流计的指针。
讲授新课
什么情况下磁能生电
实验记录
序号 开 关 磁场方向 导体ab的运动方向 指针的偏转方向
1 断开 上N下S 向各个方向运动 不偏转
2 闭合 上N下S 静止不动 不偏转
2 闭合 上N下S 向右运动 向左偏转
3 闭合 上N下S 向左运 向右偏转
4 闭合 上N下S 向上运动 不偏转
5 闭合 上N下S 向下运动 不偏转
6 闭合 上S下N 向右运动 向右偏转
7 闭合 上S下N 向左运动 向左偏转
讲授新课
什么情况下磁能生电
实验结论
（1）产生电流的条件：
①电路闭合的一部分导体
②导体做切割磁感线运动
把磁感线想象成一根根实实在在的线，导体想象成一把刀
（2）导体中产生的电流的方向跟：
①导体的运动方向
②磁感线的方向
有关
讲授新课
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，这种现象叫电磁感应 。
由于发生电磁感应现象而产生的电流叫感应电流。
3.感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场的方向有关。
1.电磁感应：
2.感应电流：
4.电磁感应现象的应用
发电机、变压器等
发电机
变压器
讲授新课
观察手摇发电机怎样发电的
(1)观察发电机对小灯泡亮度的影响。
小灯泡发光，说明电路中有了电流。线圈转得越快，小灯泡越亮，说明感应电流越大。
(2)用电流表换下小灯泡，慢摇发电机, 电流表指针会怎样摆动？
发现电流计的指针左右摆动；说明了通过电流表中的电流方向是变化的。
(3)把两个发光二极管极性相反地并联起来，接到原来灯泡的位置，转动摇把.
二极管交替发光，说明产生的电流方向不停在改变。
把手摇发电机跟小灯泡连接起来，摇动手柄使线圈转动，观察到什么？
讲授新课
发电机
1．交流电(AC)
(2)频率：电流在1秒内周期性变化的次数。单位是赫兹，符号是Hz；我国电网交流电频率为50Hz。
(3)周期：交流周期性变化一次的时间。单位：s；我国电网交流 供电，周期为0.02S 。
2.直流电(DC):方向不变的电流叫直流电。
(1)概念：大小和方向随时间周期性变化的电流，叫交变电流，简称交流
讲授新课
发电机
结构：由转子和定子两部分组成。
工作原理：电磁感应
分类：交流发电机、直流发电机
旋转磁极式发电机
大型发电机一般采用 磁极旋转的方式来发电。
讲授新课
发电机
交流发电机的工作过程：
当线圈转到与磁感线垂直时，线圈没有切割磁感线，线圈中不产生电流
当线圈转过平衡位置时，线圈切割磁感线，线圈中产生电流
当转子继续向下旋转到达与磁感线垂直位置时，线圈没有切割磁感线，线圈中不产生电流
当线圈继续旋转，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
讲授新课
发电机
发电机是机械能转化为电能的装置
发电机的机械能可以来自风，来自高处下落的水，或者汽轮机（核电站）、内燃机、蒸汽轮机（火力发电站）等。
水轮机叶轮
三峡大型发动机组
风力发电
5.发电机的能量转化
讲授新课
发电机
电动机 发电机
原理 通电线圈在磁场中受力转动 电磁感应现象
原理图
能量的转化 电能转化为机械能 机械能转化为电能
线圈转动原因 通电线圈受力转动 在外力作用下转动
线圈中电流来源 由电源提供 线圈产生感应电流
电路中作用 用电器 电源
发电机和电动机的区别
讲授新课
发电机
当你唱歌时，要用到话筒（麦克风），下图是动圈式话筒构造示意图. 请用“磁生电”具体说明动圈式话筒的原理.
观察思考
当你对着话筒说话或唱歌时，声音带动膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起振动，线圈在磁场中做切割磁感线的运动，能产生随声音的变化而变化的电流，经过放大后，通过扬声器还原成声音.
随堂练习
1.下面几种做法中，哪种一定能产生感应电流：（ ）
A.一段导体在磁场里做切割磁感线运动
B.闭合电路的一部分导体在磁场里运动
C.闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动
D.闭合导体在磁场里做切割磁感线运动
C
2.如图所示，可以使电流表指针发生偏转的情况是（ ）
A.开关S断开，导线ab竖直向下运动
B.开关S闭合，导线ab竖直向上运动
C.开关S断开，导线ab从纸里向纸外运动
D.开关S闭合，导线ab从纸外向纸里运动
D
随堂练习
3．下列装置中是利用电磁感应原理工作的是(　　)
A．电动机　　　B．话筒 C．电磁继电器　D．扬声器
B
随堂练习
4.小明将微风电风扇与小灯泡按如图所示的电路连接并进行实验，用手快速拨动风扇叶片，这时发现小灯泡发光，微风电风扇居然变成了“发电机”。关于该实验，下列说法正确的是(　　)
A
A．电风扇发电的原理是电磁感应
B．电风扇发电的原理是通电导线在磁场中受到力的作用
C．电风扇发电过程是把电能转化为机械能
D．小灯泡发光是把光能转化为电能
课堂小结
谢 谢 观 看！