(共28张PPT)
第5节 磁生电
第二十章 电与磁
电
磁
奥斯特实验
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?
新课引入
英国物理学家法拉第在10年中做了多次探索,1831年终于取得突破,发现了利用磁场产生电流的条件和规律。
根据这个发现,后来发明了发电机,使人类大规模用电成为可能,开辟了电气化的时代。
新知讲授
磁铁
灵敏电流表
闭合电路
组成以上的电路,分别改变导体ab的运动方向或磁场方向,探究产生电流的条件。
实验探究
二、电磁感应
什么情况下磁能生电
一
实验过程
实验次数 导体ab运动情况 灵敏电流计的偏转情况
1 静止
2 向上运动
3 向下运动
4 向右运动
5 向左运动
6 右斜向上运动
7 左斜向下运动
不偏转
不偏转
不偏转
向左偏转
向右偏转
向左偏转
向右偏转
实验现象
1.当闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时,导体中会产生电流,这种现象叫做电磁感应。
2.电磁感应产生的电流叫做感应电流。
导体中产生感应电流的条件:
1.电路闭合;
2.部分导体在磁场中做切割磁感线的运动。
3.感应电流的方向与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关。
增强磁场
多匝线圈
如果电路中产生的电流太小,电流表指针偏转不明显,
你有什么办法改进实验?
观察手摇发电机的模型,了解它的构造
三、发电机
发电机由转子和定子两部分组成。
发电机
二
检验手摇发电机电流方向的变化。
二极管交替发光,说明产生的电流方向不停在改变。
三、发电机
ab和cd不断做切割磁感线运动,由于磁感线方向是不变的,而ab和cd的运动方向总是相反,并且不断改变,于是线圈和外部电路就有了方向不断改变的感应电流
①
②
③
④
a
b
d
c
A
B
1.感应电流的方向:与磁场方向和导体切割磁感线运动方向有关。
3.发电机工作原理:
导体在磁场中切割磁感线运动时,有电流产生,把机械能转化为电能。
2.交变电流: 交流发电机产生的电流是交变电流,简称交流电。
在交变电流中,电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率。
我国生产的交流电,频率为50Hz(即1s内线圈转动50圈),周期为0.02s;电流方向改变100次。
大型发电机一般采用线圈不动、磁极旋转的方式来发电。
大型发电机安装转子
磁极还经常会使用电磁铁来替代永磁体
话筒是一个将声信号转化为电信号的装置。
人对这话筒说话时,声音使膜片来回振动,膜片带动线圈来回振动,线圈在磁场中做切割磁感线运动,从而产生了大小和方向会改变的感应电流。
1.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流, 这是一种电磁感应现象。
2.发电机利用了电磁感应原理发电,将其他形式能转化为电能。
3.交流发电机产生的电流是交变电流,简称交流。
课堂小结
知识点1:电磁感应
1.(2022·淮安月考)如图所示为“探究感应电流产生条件”的实验装置示意图,实验中磁体处于静止状态。关于这个实验,下列说法正确的是 ( )
A.导体棒处于静止状态时,电流表的指针发生偏转
B.导体棒沿竖直方向向下运动时,电流表的指针发
生偏转
C.导体棒沿水平方向左右运动时,电流表的指针发
生偏转
D.导体棒向右上方运动时,电流表的指针不发生偏转
C
2.(2022·广东)图中的a表示垂直于纸面的一段导线,它是闭合电路的一部分,当a在下列磁场中沿图中所示方向运动时,不会产生感应电流的是 ( )
D
知识点2:发电机
3.如图是实验室用的手摇发电机,把发电机跟小灯泡连接起来,使线圈在磁场中转动,可观察到小灯泡发光,发电机的工作原理是 __________;加快线圈的转动速度,灯泡变 ___ (选填“亮”或“暗”);把两个发光二极管极性相反地并联起来,并与发电机串联,缓慢转动线圈,两个发光二极管交替发光,表明发电机产生的是 _________。
电磁感应
亮
交变电流
4.如图所示,图 ____ 是描述直流电动机的简图,线圈转动时把 ____ 能转化为 _______ 能;图 ____ 是描述发电机原理的简图,线圈转动时是把 _______ 能转化为 ____ 能。
甲
电
机械
乙
机械
电
5.在交流发电机中,当线圈平面:①转至与磁感线垂直位置时,感应电流为零;②转过与磁感线平行位置时,感应电流方向改变;③转至与磁感线平行位置时,感应电流为零;④转过与磁感线垂直位置时,感应电流方向改变。则上述说法中正确的是 ( )
A.①② B.①④ C.②③ D.③④
B
6.(2022·武威模拟)新型智能手机无线充电主要是运用电磁感应技术,当交变电流通过充电底座中的金属线圈产生磁场,带有金属线圈的智能手机靠近该磁场就能产生电流,实现充电过程。以下设备也是利用“磁生电”原理工作的是 ( )
A.扬声器 B.电磁继电器
C.动圈式话筒 D.电烙铁
C
7.物理知识在生活中应用非常广泛,下列事例都是利用电磁感应原理工作的是( )
①来回摇晃手摇式电筒,使磁体在线圈中运动,小灯泡就能发光 ②对着动圈式话筒说话,膜片带动线圈在磁场中运动,产生变化的电流 ③将带有磁条的银行卡在POS机中的线圈中刷一下,POS机便通过产生的电流读出银行卡的信息 ④扬声器的线圈中通过变化的电流时,线圈在磁场力的作用下,带动纸盆振动发出声音
A.①②③ B.②③④
C.①③④ D.①②④
A
8.(2022·苏州模拟)如图,以塑料管为连接轴将两个玩具电动机连接起来,电动机甲连接一个小灯泡,电动机乙连接电源,闭合开关后 ( )
A.小灯泡不发光,因为小灯泡未与电源相连
B.小灯泡发光,甲此时相当于发电机
C.乙的工作原理是电磁感应
D.甲工作时,电能转化为机械能
B
9.电磁感应现象是英国物理学家 _______ 首先发现的。探究这个现象应选用如图中 ___ (选填“甲”或“乙”)所示的装置进行实验。运用此原理可以制成 ________ (选填“发电机”或“电动机”),实现机械能转化为电能。
甲
法拉第
发电机
10.(2022·云南模拟)如图所示是动圈式话筒构造示意图。当你对着话筒说话时,产生的声音使膜片带动线圈一起 ______,能产生随着声音的变化而变化的 ______,经放大后,再通过扬声器还原成声音。与动圈式话筒原理相似的是 ________ (选填“电动机”或“发电机”)。
振动
电流
发电机
11.探究利用磁场产生电流的实验中,连接了如图所示的实验装置。
(1)将磁体向下插入螺线管时,观察到灵敏电流计的指
针向左偏转,这表明 ______________________,在这个
过程中以磁体为参照物,螺线管是 _________ (选填
“静止”“向上运动”或“向下运动”)的。
(2)将磁体从螺线管中向上拔出,你会观察到灵敏电流计的
指针 _________ (选填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”)。
(3)通过(1)(2)两步实验,可以得出感应电流的方向与 _____________ 有关。
(4)要探究感应电流方向与磁场方向的关系,你设计的实验做法是 _______________ ______________________________________________________________________________________。
电路中有感应电流产生
向上运动
向右偏转
导体运动方向
保持磁体(或螺
线管)运动方向不变,改变磁场方向(或将磁体的N、S极对调),观察灵敏电流计指
针的偏转方向