第5节 磁生电（课件 30张PPT）

(共30张PPT)
内容要求
①通过实验了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
学业要求
①理解磁产生电的条件。
探究
探究导体在磁场中产生感应电流的条件。
第5节 磁生电
灯泡通电能发光，洗衣机通电能转动，电磁炉通电能加热食物……这些电器设备使用的电来自于________。
那么，发电厂是如何产生电的？
发电厂
一、电磁感应现象
自从奥斯特发现了“ _____ ”能生“_____ ”后，许多科学家开始探索_____能否产生_____ 。
英国物理学家_________经过了长达 10 年的艰辛探索，终于在 1831年发现了_________的条件和规律，实现了利用磁场获得电流的愿望。
法拉第的这个重大发现，带来了电能的大规模生产和利用，开辟了电气化的新纪元。
电
磁
电
磁
法拉第
磁生电
产生电磁感应现象的条件和规律
最初研究电磁感应现象时，法拉第用很强的磁场或很强的恒定电流做实验，看看邻近的电路中会不会产生电流。在经历了多次失败后，他终于发现“ 磁生电 ”是一种在运动和变化的过程中才能产生的现象。下面，让我们追寻着法拉第的脚步，一起来探究电磁感应现象。
1．提出问题：
如何通过“ _______________________”和“ ______________”来产生电？
在磁场中运动的导体
运动的磁体
产生电磁感应现象的条件和规律
2．设计实验电路：
如图 1-47 所示，将线圈的一边放入蹄形磁体的磁场中，线圈、开关和灵敏电流表串联成一个闭合回路，________用来检测电路中是否有_______。
图1-47 磁场中运动的导体
电流
电流表
产生电磁感应现象的条件和规律
3．实验过程：
（1）线圈的一边在磁场中静止时 ：
①闭合开关后，观察电流表指针是否偏转。
②换用磁性更强的蹄形磁体，闭合开关后，观察电流表指针是否偏转。
③换用匝数更多的线圈，闭合开关后，观察电流表指针是否偏转。
产生电磁感应现象的条件和规律
3．实验过程：
（2）线圈的一边在磁场中运动时 ：
①闭合开关后，让导线在磁场中做水平（即垂直于磁场方向）向左运动和向右运动，观察电流表指针是否偏转。
②闭合开关后，让导线在磁场中做垂直（即平行于磁场方向）向上运动和向下运动，观察电流表指针是否偏转。
③闭合开关后，让导线在磁场中做斜向上运动和斜向下运动，观察电流表指针是否偏转。
产生电磁感应现象的条件和规律
3．实验过程：
（3） 导线静止而磁体运动 ：
①闭合开关后，让磁体做水平向左运动和向右运动，观察电流表指针是否偏转。
②闭合开关后，让磁体做垂直向上运动和向下运动，观察电流表指针是否偏转。
③闭合开关后，让磁体做斜向上运动和斜向下运动，观察电流表指针是否偏转。
产生电磁感应现象的条件和规律
4．设计记录实验数据的表格：
次 序 实 验 步 骤 指针指向
静止时 换用磁性更强的磁体
换用匝数更多的线圈
线圈运动，磁体静止 线圈水平运动 向左运动
向右运动
线圈垂直运动 向上运动
向下运动
线圈斜向上或斜向下运动
磁体运动，线圈静止 磁体水平运动 向左运动
向右运动
磁体垂直运动 向上运动
向下运动
磁体斜向上或斜向下运动
产生电磁感应现象的条件和规律
5．分析与论证：
归纳什么情况下能够产生感应电流？产生的电流方向跟哪些因素有关？
6．实验结论：
通过这个实验，你能得出的结论是______________________
______________________________________________________________。
大量的实验表明：
___________的_______________在________中做_______________的________时，_______中就会产生_______，这种现象叫做_____________，产生的电流叫_____________。
闭合电路
一部分导体
磁场
切割磁感线
运动
导体
电流
电磁感应
感应电流
电磁感应现象
感应电流的方向跟导体的____________和____________有关。
运动方向
磁场方向
改变导体的____________或____________，感应电流的方向会发生相应的________。
运动方向
磁场方向
改变
电磁感应现象中，移动导体切割磁感线时消耗了________，在闭合电路中产生了________，这就实现了________向_____的转化。
大量的实验表明：
如果电路________，当导体做切割磁感线运动时，导体中______产生___________，但在导体两端会有___________ 。
不闭合
不会
感应电流
感应电压
机械能
电能
机械能
电能
如何用实验方法研究感应电流的大小与导体切割磁感线的速度及磁场强弱之间的关系？
电 吉 他
电磁感应现象在生产、生活中有广泛的应用， 如电吉他。电吉他的发音是通过电磁拾音装置（拾音器）连接扬声器来实现的。拾音器的基本结构如 图 1-49 所示，由铜线在磁铁上绕成线圈，线圈连接到放大器。磁铁产生的磁场使吉他弦线磁化，弦线反过来会产生自己的磁场。当弦线被拨动而产生振动时，相当于线圈相对弦线切割弦线磁场的磁感线，从而在线圈中产生感应电流。此感应电流的频率与弦线振动的频率相同，感应电流通过放大器和扬声器，再由扬声器发出声音。
图1-49 拾音器
图1-48 电吉他
二、交流发电机
发电机是根据____________原理制成的。
它是一种能把_________转化为______的装置。
电磁感应
机械能
电能
把手摇发电机与电流表连接起来， 如图 1-50 所示。转动手摇发电机的线圈，可以看到电流表的指针 ________________，说明发电机产生的电流方向是________________ 的。
图1-50 手摇发电机
左右晃动
变化
交流电与由电池产生的电流是__________，后者的电流_______是_______的，叫__________。
手摇发电机发出的是一种_______和_______都发生________变化的电流，这种电流叫________ 。
大小
方向
周期性
交流电
不同的
方向
不变
直流电
1、交流电
2、直流电
我国电网以__________供电，交流电的周期是 _________，频率为 _________ 。
交流电
0.02 秒
50 赫
图1-51 交流发电机的原理
如图 1-51 是交流发电机的工 作原理图，它主要由转子（______） 和定子（ ______ ）组成，再利用______ （E、F）和______ （A、B）把线圈产生 的电输送给用电器。
线圈
磁体
电刷
铜环
当转子线圈转动时，线圈的 ab 边与 cd 边切割磁感线而产生感应电流。实际使用的大型交流发电机，一般采用线圈不动，磁极旋转的方式来发电，如图1-52 所示。
图1-52 大型交流发电机组
发电机与电动机的结构本质上是_________，因此，电动机也可用来做_________ ，如图 1-53 所示。
图1-53 旋转电动机的磁体就可以产生电
一样的
发电机
交流电与直流电有什么不同？通过查阅资料，了解为什么平时我们用得最多的是交流电而不是直流电。
法 拉 第
法拉第（Michael Faraday, 1791 ~1867），英国物理学家、
化学家。他出生于一个铁匠家庭，家境十分贫寒，一生几乎没有
受过正规的学校教育。少年时代，他在伦敦一家装订厂当帮工，
这使他有机会阅读大量的科技书籍。他用自己微薄的工资买了一
些实验仪器来验证书本上的知识。法拉第的勤奋与好学得到了当
时著名科学家戴维的赏识。1813 年，他成为戴维的助手。从此，
法拉第开始了他终生的科学研究工作。
法拉第在科学上的贡献巨大。他发现了使二氧化碳、硫化氢、
溴化氢和氯气变成液体的加压液化法；发现了电磁感应定律，制
造了世界上第一台发电机；首次提出了电与磁相互联系的观点，
创立了现代电磁理论的基础；发现了电解定律，首次建立了电与化学的联系；首次证明了摩擦电、温差电、伽伐尼电、伏打电和感应电的本质是相同的……
人们给予法拉第很高的地位和荣誉，但他并不看重金钱和荣誉。他拒绝了制造商们的重金聘请，专心致力于科学研究，并在英国皇家学院为青少年做科普讲座长达 19 年。法拉第把一生献给了科学事业。生活在电气化时代的我们，应该永远缅怀法拉第。
图1-54 法拉第
电与磁的发展历程
电与磁现象是人类探索自然的一个重要方面，人类对电与磁现象的认识促进了科学技术的快速进步，改变了人们的生活方式和世界的面貌。
电与磁的发展历程
电与磁的发展历程
图1-55 电与磁的发展历程
小结：
一、电磁感应现象
___________的_______________在________中做_______________的________时，_______中就会产生_______，这种现象叫做_____________，产生的电流叫_____________。
闭合电路
一部分导体
磁场
切割磁感线
运动
导体
电流
电磁感应
感应电流
感应电流的方向跟导体的____________和____________有关。
运动方向
磁场方向
改变导体的____________或____________，感应电流的方向会发生相应的________。
运动方向
磁场方向
改变
二、交流发电机
发电机是根据____________原理制成的。
它是一种能把_________转化为______的装置。
电磁感应
机械能
电能
交流电与由电池产生的电流是__________，后者的电流_______是_______的，叫__________。
手摇发电机发出的是一种_______和_______都发生________变化的电流，这种电流叫________ 。
大小
方向
周期性
交流电
不同的
方向
不变
直流电
我国电网以__________供电，交流电的周期是 _________，频率为 _________ 。
交流电
0.02 秒
50 赫
1、无线充电是一种增加手机续航时间的方式，其原理为：电流流过充电底座的“送电线圈”产生磁场，手机中的“受电线圈”靠近该磁场时会产生感应电流，从而给智能手机充电。下列实验原理与充电底座的原理相同的是（ ）
D
2、小博同学设计了一款重力灯，当重物下落时拉动绳子，转轴转动，灯泡就会发光，其工作原理是（ ）
A、电磁感应 B、通电线圈周围存在磁场
C、磁极的相互作用 D、通电导体在磁场中受力运动
A
3、在“探究什么情况下磁可以生电”实验中，小华做了甲、乙、丙三次实验。实验中通过观察______________________来判断电路中是否产生感应电流，如图的三次实验中，______（选填“甲”“乙”或“丙”）图中有感应电流产生。_______（选填“电动机”或“发电机”）应用了这一原理。
电流计指针是否偏转
丙
发电机
4、电吉他的发音是通过拾音器连接扬声器来实现的。拾音器的基本结构如图所示，其工作原理是：金属弦在磁体的磁场中被磁化，当其被拨动而产生振动时，在线圈中会产生感应电流，将声音信号转变为电信号。
（1）要保证金属弦的磁化效果，其制作材料中可能含有的金属是________________（填一种即可）。
（2）当金属弦振动时，与线圈间产生
了相对运动，相当于线圈切割金属弦
磁场的________，从而产生感应电流。线
圈中感应电流的方向是_______（选填“变
化或“不变”）的。
铁(或钴或镍)
磁感线
变化