18.2 科学探究：怎样产生感应电流 课件 (共27张PPT) 2024-2025学年物理沪科版九年级全一册

(共27张PPT)
18.2 科学探究：怎样
产生感应电流
奥斯特发现电流的磁效应之后，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？
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。法拉第的发现，进一步揭示了电现象和磁现象之间的联系。根据这个发现，后来发明了发电机。
那么什么情况下磁能生电 发电机是如何发电的？
新课导入
如图所示是手摇发电机的模型，它有一个可以产生磁场的磁体，一个可以在磁场中旋转的线圈。
①摇动发电机的模型把手，线圈快速转动，观察小灯泡是否发光。
②把发电机的模型与灵敏电流计串联,摇动发电机模型把手观察灵敏电流计的指针是否摆动.
新知讲解
电磁感应现象
一
观看手摇发电机模型发电视频
实验表明：发电机的线圈只有在磁场中转动时小灯泡才发光，灵敏电流计的指针才摆动，即：磁能产生电。
思考讨论：发电机为什么能发电 与什么因素有关呢？
1.实验探究：发电机能够发电的原因
猜想与假设：发电机发电可能与线圈在磁场中的运动情况有关。
线圈
磁体
制定计划与设计实验：将一根导体的两端用细导线悬挂起来，并与灵敏电流计、开关串联组成闭合电路。将导体放在U形磁体的磁场中。
进行实验与收集证据
(1)实验操作：
闭合开关，让导体在磁场中分别保持静止、向不同的方向运动，观察电流表指针是否偏转。
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
(2)实验记录：
(3)实验结论
①闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象是一种电磁感应.
②电磁感应现象中产生的电流称为感应电流。
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。
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。
电磁感应现象表明：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。
(4)思考与讨论：如果导体不动，移动Ｕ形磁铁，导体中也能产生感应电流吗？
由于运动是相对的.无论是导体运动，还是磁场运动，只要导体和磁场之间发生切割磁感线的相对运动，闭合电路中就有电流产生。
2.电磁感应现象的应用
动圈式话筒、变压器、发电机都是应用电磁感应原理制成的。
动圈式话筒
变压器
发电机
发电机是根据电磁感应原理工作的，是机械能转化为电能的机器。
2、发电机可分为：交流发电机和直流发电机两类。
1、发电机的工作原理
发电机原理
二
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50赫兹。
交变电流
小知识
线圈在前半周运动中，ab边向下运动，cd边向上运动，导线切割磁感线，线圈中有电流。外部电流方向为B到A。
线圈开始运动，ab边向右运动，cd边向左运动，导线没有切割磁感线，线圈中没有电流。
如下图是交流发电机发电原理示意图，你能分析它工作的过程吗？
线圈转过半周时，ab边向右运动，cd边向左运动，导线没有切割磁感线，线圈中没有电流。
线圈在前半周运动中，ab边向上运动，cd边向下运动导线切割磁感线，线圈中有电流。外部电流方向为A到B。
观看视频，了解交流发电机工作原理
归纳总结：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在线圈转动过程中，何时不切割磁感线 此时线圈中能产生感应电流吗
线圈平面与磁感线垂直时　不能
当线圈平面与磁感线垂直时，线圈的上、下两个边的运动方向与磁感线平行，此时线圈不切割磁感线,线圈中没有感应电流产生。
交流讨论
②线圈在什么位置时切割磁感线？
转过平衡位置
③在线圈匀速连续转动的过程中，每转过一周，线圈中电流的方向改变的次数为（　　）次，所产生的电流是（　　　）电。
两
交流
实际上，交流发电机的结构要比原理图所示的基本结构复杂得多，不过主要还是由转动部分（转子）不动部分（定子）和其他部件组成。
在大型发电机中，转子实际上是产生磁场的电磁铁，而产生感应电流的线圈却是不动的（定子），这种结构便于产生高电压和强电流。
种类 构造 工作原理 能量转化
电动机
发电机 发电机与电动机的比较
由转子和定子两部分组成
利用通电线圈在磁场里转动的原理
利用电磁感应原理
电能→机械能
机械能→电能
1.下列装置中，利用电磁感应原理工作的是（ ）
A．司南 B．电磁继电器 C.电动机 D．动圈式话筒
D
当堂检测
2. 产生感应电流的条件是（ ）
A． 导体在磁场中运动
B． 导体在磁场中做切割磁感线运动
C． 闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动
D． 闭合导体在磁场中做切割磁感线运动
C
3.如图为发电机的工作原理图，其中正确的是（　　）
A．发电机的基本原理是通电导体在磁场中受力的作用
B．发电机的基本原理是电磁感应
C．线圈在转动过程中，感应电流的大小不变
D．线圈在转动过程中，感应电流的方向不变
B
4.如图所示是一手压电筒，按压手柄，塑料齿轮带动线圈内磁性飞轮高速旋转，使灯泡发光。下列四图中与这一过程的工作原理相同的是（ ）
B
一、电磁感应
1.感应电流产生条件:
(1)电路闭合;(2)部分导体；(3)做切割磁感线运动。
2.感应电流方向的影响因素:
(1)导体的运动方向；(2)磁感线方向。
二、发电机
1.原理:电磁感应现象。
2.能量转化:机械能转化为电能。
课堂小结