14.7 学生实验：探究——产生感应电流的条件 学案（含答案） 2023-2024学年物理北师大版九年级全一册

七 学生实验：探究——产生感应电流的条件
素养目标
1.复述电磁感应现象、动圈式话筒、发电机的工作原理。
2.体验探究交流发电机产生交变电流的过程。
3.通过本节内容的学习,体验电和磁和谐统一的科学美,增强自身学习物理知识的热情。
学法指导
1.自己动手实验体验发电机模型。
2.课余上网查询或通过实物体试验体验发电机的结构、工作原理。
【预习导学】
知识点1电磁感应现象
(一)问题与猜想
电流周围存在磁场,那么磁场能否产生电流呢 你的猜想是 。
理由:
。
(二)制订计划
用一根长导线做一个长方形线框且将导线两端留有相同长度,将线框的底边ab放在蹄形磁体的磁场中,长导线的两端与灵敏电流表连接,组成一个闭合电路。
(三)收集证据
(1)保持线框和磁体都不动,现象:电流表的指针不偏转。
(2)保持磁体不动,线框的底边ab左右运动,现象: 。
(3)保持磁体不动,线框的底边ab上下运动,现象: 。
(4)线框的底边ab不动,使磁体左右运动,现象: 。
(5)线框的底边ab不动,使磁体上下运动,现象: 。
(四)分析与结论
当导体回路中的一部分在磁场中做切割磁感线运动时,回路中就会产生电流,这种现象称为 。在电磁感应现象中产生的电流叫 。电磁感应现象是英国物理学家 于1831年发现的。
【答案】知识点一
1.能　自然事物之间是相互联系的,既然电能生磁,那么磁也能生电
3.(2)电流表的指针偏转
(3)电流表的指针不偏转
(4)电流表的指针偏转
(5)电流表的指针不偏转
4.电磁感应现象　感应电流　法拉第
知识点2动圈式话筒
5.动圈式话筒主要由膜片、线圈、永磁体构成。它是根据 来工作的。当人对着话筒说话时,膜片产生振动导致线圈也随之运动,放在永磁体中的线圈运动时相当于 ,在线圈中产生了随声音强弱变化而变化的感应电流,从而把声信号转变为了电信号。
【答案】知识点二
5.电磁感应现象　在做切割磁感线运动
知识点3发电机
6.交流发电机主要由磁体、闭合线圈、滑环、电刷构成,是根据 制成的。线圈一转过平衡位置,就开始做切割磁感线运动,在线圈中产生了感应电流。由于线圈周而复始的转动,导致左右端做切割磁感线运动的方向周而复始地变化,从而产生了 。
7. 表示交流电变化的快慢,数值上等于交流电在 内完成周期性变化的次数,我国电网供应的交流电的频率为 Hz。即电流的方向在1 s内改变 次。
8.如果用 代替交流发电机上的两个滑环,虽然线圈中产生的是交流电,而供给外部的电流方向却保持不变,这种方向不变的电流叫 ,这样的发电机叫 。
【答案】知识点三
6.电磁感应现象　交变电流
7.频率　1 s　50　100
8.换向器　直流电　直流发电机
【合作探究】
任务驱动1认识电磁感应
1.(1)如图甲、乙所示,这是电学中很重要的两个实验,其中图甲装置是研究 的规律;图乙装置是研究 的规律。
如图丙所示,这是法拉第发明的能够产生持续电流的机器——发电机,金属圆盘可以看成是由无数根长度等于圆盘半径的导线组成的。金属圆盘在磁极间不断转动,每根导线都在做切割磁感线的运动,从而产生持续的电流。某校探究小组仿制了这个发电机装置,如图丁所示,对影响电流大小的因素进行了如下探究:
①当圆盘转速增大时,电流表指针偏转增大,说明电流大小跟 有关;
②保持圆盘转速不变,换用一个半径更大的金属圆盘,如图丁所示,发现电流表指针偏转更大,说明电流大小还跟 有关;
③保持圆盘转速不变,换用 ,发现电流表指针偏转更大,说明电流大小跟磁场强弱有关。
【答案】任务驱动一
1.(1)磁场对电流的作用　电磁感应
(2)①转速　②导线长度　③磁性更强的磁铁
任务驱动2探究产生感应电流的条件
2.九年级3班的物理兴趣小组利用如图所示的装置进行怎样产生感应电流的实验探究,得到如下实验记录。分析表中的记录可知:
实验 序号 磁极 位置 开关 情况 导体运 动情况 电流计指针 偏转情况
1 上N下S 闭合 不运动 不偏转
2 上N下S 闭合 上、下运动 不偏转
3 上N下S 闭合 水平向右运动 向右偏转
4 上N下S 闭合 水平向左运动 向左偏转
5 上N下S 断开 水平向右运动 不偏转
6 上S下N 闭合 水平向左运动 向右偏转
(1)导体在磁场中产生电流的条件:电路必须是 ,该结论是分析比较实验序号3、5得出的;导体在磁场中做切割磁感线运动,该结论是分析比较实验序号 得出的。
(2)实验中电流表指针偏转方向不同,说明 不同。
(3)分析第3、4两次实验记录,说明感应电流的方向与 有关。
(4)电流不但有方向,而且有大小,请你猜猜看,感应电流大小可能跟 有关。
(2)①转速　②导线长度　③磁性更强的磁铁
【答案】任务驱动二
2.(1)闭合的　2、3、4
(2)感应电流(或电流)的方向
(3)导体的运动方向
(4)磁场的强弱(或导体切割磁感线运动的快慢)
任务驱动3电磁感应原理的应用
3.如图所示,这是动圈式麦克风的结构示意图。当你对着它说话或唱歌时,人的声带由 产生的声音,通过 传播到膜片,使膜片以及与膜片相连的线圈在磁场中运动,线圈的这种运动能产生随着声音变化而变化的 ,线圈在运动中能量的转化情况是 。
【答案】任务驱动三
3.振动　空气　电流　机械能转化为电能
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