第5节 磁生电 （课件）初中物理人教版九年级下册

(共49张PPT)
第5节 磁生电
第1课时 电磁感应现象
第二十章 电与磁
初中物理人教版九年级下册
学习目标
1. 知道电磁感应现象，知道磁生电过程中能量的转化。
2. 知道产生感应电流的条件，能对导体有无感应电流做出判断。
3. 知道感应电流的方向跟什么因素有关。

1．电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做 磁感线运动而产生电流的现象。
2．感应电流方向：与导体运动的方向和 的方向都有关系。
3. 电磁感应过程中的能量转化： 能转化为电能。
切割
磁场
机械

，那么，逆向思维—— 磁能不能产生电
奥斯特发现电能生磁
奥斯特（Hans Christian Oersted，1777-1851）

探究电磁感应现象
知识点一
电
磁
奥斯特
？
英国物理学家法拉第（Michael Faraday，1791—1867），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。

实验
探究什么情况下磁可以生电
设计如下实验，实验器材、装置和原理如图：
检测是否有电流
闭合电路
磁场

实验设计
1. 让导线ab在磁场中静止。
2. 让导线ab在磁场中静止，
换用不同强度的永磁体。
3. 让导线ab在磁场中静止，但不用单根导线，而用匝数很多的线圈。
4. 让导线ab在磁场中上、下、左、右、斜向上、斜向下运动。

实验演示

请根据实验情况完成表格
序号 导体 运动情况 磁场 电流表指针方向
1 导线 静止 U型磁体内部
2 导线 上下
3 导线 水平向左
4 导线 水平向右
5 导线 斜向上 斜向下
…… …… ……
不摆动
不摆动
摆 动
摆 动
摆 动

1. 导线在磁场中静止时，电流表的指针没有发生偏转；
2. 导线在磁场中静止时，换用不同强度的永磁体，电流表的指针没有发生偏转；
3. 导线在磁场中静止时，换用匝数更多的线圈，电流表的指针没有发生偏转；
实验现象

4. 导线在磁场中向上或向下运动时，电流表的指针没有发生偏转，但在磁场中向左、向右、斜向上或斜向下运动时，电流表的指针发生了偏转。
实验结论
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就产生了电流，这就是磁生电的条件。

电磁感应现象：
由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫做电磁感应。
产生的电流叫做感应电流。
　　把磁感线想象成一根根线，导线想象成一把刀。

电磁感应现象的应用
变压器
电感应手电筒
高频焊接
发电机

产生感应电流的条件和影响感应电流方向的因素
知识点二
思考
产生感应电流的条件有哪些？
A.电路必须是闭合电路
B.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动

影响感应电流方向的因素：
1.感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关。
2.感应电流的方向与磁感线的方向有关。
3.改变磁感线或导体运动中某一个方向，感应电流方向发生改变，如果同时改变两个方向，感应电流的方向不变。

电磁感应实现了机械能转化为电能，其他形式的能可以转化为电能吗？
思考
风力发电
火力发电
水力发电

知识点1 探究电磁感应现象
1.李名同学在探究什么情况下磁可以生电时，所用的器材、连接的电路如图所示。当他闭合开关后，下面哪种做法不能使灵敏电流计的指针偏转（ ）
A.使导体PQ向左运动
B.使导体PQ向右运动
C.使磁体左右运动
D.使磁体垂直纸面向纸里的方向运动
未切割磁感线
×
√
√
√
D

知识点2 产生感应电流的条件和影响感应电流方向的因素
2.如图所示，在“探究产生感应电流的条件”的四次实验中，产生感应电流的是（ ）
C
解析：产生感应电流的条件有三个：1.必须是闭合电路 2.只要一部分导体 3.在磁场中做切割磁感线运动。必须同时满足上述三个条件才能产生感应电流。
√
×
×
×

电磁感应现象：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产生电流的现象。 产生的电流叫做感应电流。
感应电流：其方向跟导体切割磁感线的方向和 磁场方向有关。只改变其中任何一个的方向时，感应电流的方向改变，如果同时改变二者，则感应电流的方向不变。

拓展延伸
在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，小芳发现每次电流表指针摆动的角度不同，提出了“感应电流的大小与哪些因素有关”的问题。
（1）小芳猜想可能与导体切割磁感线运动的速度有关，速度越大 能越大，转化成电能就越多。你的猜想是:可能与 有关。
动
磁场的强度

（2）小芳为了验证自己的猜想，利用上图装置进行实验，足够大的磁体放在水平面上，驱动装置通过两根绝缘硬棒ab、cd使导体 PQ沿直线水平向右运动（导体运动区域的磁场强弱相同）。同一次实验，应使导体做 （填“匀速”或“变速”）运动。下表是实验测得的数据，分析数据可得出结论：____________________________________________。
匀速
感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关

（3）此实验运用的研究方法主要是___________。
控制变量法
解析：（1）导体的质量不变，导体的速度越大，动能越大；因为要产生感应电流，还存在磁场这个因素，所以感应电流的大小还可能与磁场的强弱或导体有关。（2）为了验证感应电流与速度之间的关系，应保持导体运动区域的磁场强弱相同，改变导体的运动速度，但同一次实验，应使导体做匀速运动；由表格中数据知，当导体运动速度不同时，产生的感应电流大小也不同，所以可得：感应电流的大小与导体切割磁感线的速度有关。（3）由（2）知，实验用的是控制变量法。

第5节 磁生电
第2课时 发电机
第二十章 电与磁
初中物理人教版九年级下册
学习目标
1. 知道发电机的原理是电磁感应现象，能说出发电机为什么能发电。
2. 初步了解发电机的构造、工作过程，知道发电机发电过程是能量转化的过程。
3. 知道什么是交流电，我国使用的交流电的主要参数，能把交流电和直流电区分开来。
1．发电机原理： 现象。
2．交流电和直流电：周期性变化 的电流叫做交流电，直流电的方向 。
3. 发电机工作时的能量转化情况： 能转化为电能。
4. 交流发电机由 （转动部分）和 （固定部分）两部分组成。
5. 动圈式话筒：利用 原理，将声信号转变成 信号。
电磁感应
方向和大小
不改变
机械
转子
定子
电磁感应
电
上一节课我们学习了电磁感应现象，这一现象的发现进一步揭示了电和磁之间的联系，导致了发电机的发明，这一节我们就来具体了解发电机。
　　（1）观察手摇发电机的构造；
　　（2）观察发电机对小灯泡亮度的影响。
　　1．发电机发出的电流的大小和方向是变化的。
　　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。
发电机
知识点
　　（3）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。
2．交变电流
　 交流发电机产生的电流是交变电流，简称交流。
　　在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做频率。
　　我国电网以交流供电，
频率为50Hz。
　　（1）发电机的构造
　　发电机由转子和定子两部分组成。
3．发电机工作原理
转子
定子
大型发电机安装转子
　　大型发电机一般采用磁极旋转的方式来发电。
定子——线圈
转子——电磁铁
线圈匝数多，导线很粗，高速旋转困难；使用电磁铁可以得到强磁场。
　　（2）工作原理
　　当线圈在前半周转动时，电流表指针偏转，表明电路中产生了电流；当线圈在后半周转动时，切割磁感线方向相反，电流表指针偏转方向相反。
铜环
电刷
　　（3）发电机发电的过程是其他形式能转化为电能的过程。
动力机：水轮机、汽轮机（核电站）、内燃机、蒸汽轮机（火力发电站）等
化学能、动能
电能
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
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 通电线圈受磁力作用转动 线圈在外力作用下转动
线圈中电流来源 由电源提供 线圈转动产生感应电流
电路中作用 用电器 电源
发电机和电动机的区别
知识点1 发电机
1. 下面关于电动机和发电机的几种说法中不正确的是（ ）
A.电动机是把电能转化为机械能的装置
B.发电机是把电能转化为机械能的装置
C.发电机是利用电磁感应原理工作的
D.电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的
B
×
√
√
√
机械能转为电能
2. 如图所示的四个实验中，能说明发电机工作原理的实验是（ ）
B
√
×
×
×
发电机
（1）原理：电磁感应 现象。
（2）构成：由 定子 和 转子 两部分组成。
（3）能量转化：把 机械 能转化成 电 能。
（4）交流电：周期性改变方向和大小 的电流。
（5）频率：在交变电流中，电流在每秒内周
期性变化的 次数 。我国电网以交流
供电，周期是 0.02 秒，频率为 50 Hz，
每秒电流方向改变 100 次。
拓展延伸
某同学制作了图1所示的装置：风吹动时，风车带动磁体上方的线圈转动（线圈两端引出线上的绝缘漆已全部刮掉），灵敏电流计的指针会发生偏转。 图2是该同学设计的另一种由轻质材料制成的风车模型，则下列说法正确的是（ ）
A. 该装置是利用电流磁效应工作的
B. 该装置的工作原理与电动机相同
C. 若图1中电流计换成干电池，则
无风吹时，线圈能持续转动
D. 若用图2所示风车模型替换图1中风车，则有风吹时，电流计指针也能发生偏转
D
√
×
×
×
1.从课后习题中选取；
2.完成练习册本课时的习题。
（见教材P142动手动脑学物理）
2. 发电机的主要结构是什么 它的电能从哪里来 又到哪里去
解答:发电机主要由定子和转子两部分组成；它的电能来源于转子的机械能；产生的电能通过用电器转化成其他形式的能，如灯泡发光时将电能转化成光能和热能、电动机工作时将电能转化成机械能等。
外力对发电机做功
发电机
电能
光能、热能、机械能、化学能等
用电器
3. 电池产生的电流方向不变，称为直流。观察手摇发电机灯泡的发光与手电筒灯泡的发光，能看出它们有什么不同吗
解答：手电筒灯泡的亮度比较稳定，手摇发电机灯泡一闪一闪地发光，发出的是交流电。
4. 当你唱卡拉OK时，要用到话筒（麦克风）。 话筒的种类很多，下图是动圈式话筒构造示意图。 当你对着话筒说话或唱歌时，声音使膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起振动，线圈处在磁场中。把线圈两端的导线接入扩音机，就能通过扬声器听到你说话的声音。 请用“磁生电”具体说明动圈式话筒的原理。
解答：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。
5. 我国供生产和生活用的交变电流，频率是多少 电流方向在每秒内变化几次
解答：我国供生产和生活用的交流电频率是50Hz，电流方向在每秒内变化100次。
6. 除了发电厂里有发电机外，还有哪些地方有发电机 尽可能多地说出来。这些发电机是靠什么带动的 把什么能量转化成了电能
解答：放电影用到小型汽油发电机，靠汽油机带动发电机发电；车辆上有供照明用的发电机，它们是靠发动机带动的，发动机把汽油、柴油等物质的化学能转化为机械能，发电机将机械能转化为电能等等。
感谢您的观看