第5节磁生电

(共35张PPT)
复习：
奥斯特
电流
1820年
磁场
磁场
电流
？
1825年
瑞士科拉顿
由于他没有想到这是瞬时效应，靠来回奔跑当然无法观察到电磁感应，痛失发现电磁感应的机会。
最终还是英国法拉第化了十年时间，于1831年发现了变化的磁场可以产生感应电流，发现了磁生电的规律。
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。
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。
产生电磁感应现象的条件和规律
【提出问题】：
如何通过“在磁场中运动的导体”
和“运动的磁体”来产生电？
【设计实验电路】：
问：产生持续电流的条件？
一是需要电源（有电压）；
二是电路要闭合。
问：怎么知道电路中有电流呢？
用电流表测量。
最好是灵敏电流表。
问：还需要什么实验器材？
线圈、
蹄形磁体、
开关、
导线。
按图连接，使线圈、开关和灵敏电流表串联成一个闭合回路
【实验过程】：
1. 线圈的一侧在磁场中静止时：
（1）闭合开关，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，
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，
观察电流表指针是否偏转。
实 验 条 件 指针摆动情况 是否有电流产生
线圈的一侧在磁场中
静止
闭合开关
闭合开关，
增强磁性。
闭合开关，
增加线圈匝数。
不摆动
不摆动
不摆动
没有电流产生
没有电流产生
没有电流产生
2. 线圈的一侧在磁场中运动时：
（1）闭合开关，让导线在磁场中做水平（即垂直于磁场方向）向左和向右运动，观察电流表指针是否偏转。
（2）闭合开关，让导线在磁场中做垂直（平行于磁场方向）向上和向下的运动，观察电流表指针是否偏转。
（3）闭合开关，让导线在磁场中斜向上或向下运动，观察电流表指针是否偏转。
实 验 条 件 指针摆动情况 是否有电流产生
线圈的一侧在磁场中
运动
垂直于磁场方向向左和向右运动
平行于磁场方向向上和向下运动
斜向上或向下运动
摆动
不摆动
摆动
没有电流产生
有电流产生
有电流产生
3. 导线静止而磁体运动
（1）闭合开关，让磁体做水平向左和向右运动，
观察电流表指针是否偏转。
（2）闭合开关，让磁体做垂直向上和向下的运动，
观察电流表指针是否偏转。
（3）闭合开关，让磁体斜向上或向下运动，
观察电流表指针是否偏转。
实 验 条 件 指针摆动情况 是否有电流产生
导线静止而磁体运动
磁体做水平向左和向右运动
磁体做垂直向上和向下运动
磁体斜向上或向下运动
摆动
有电流产生
摆动
有电流产生
不摆动
没有电流产生
【分析与论证】：
我们能否从该实验中归纳出在什么情况下能够产生感应电流？
【实验结论】：
大量的实验表明：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流。
2、闭合电路的一部分导体
1、做切割磁感线运动
一、电磁感应现象
1、电磁感应
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线的运动时，导体中就会产生电流，这种现象叫做电磁感应。
2、感应电流
电磁感应产生的电流就叫感应电流。
3、感应电压
如果电路不闭合，当导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中不会产生感应电流。但在导体两端会有感应电压。
刚才做实验时，灵敏电流表指针左右偏转，说明了什么？
你认为产生的电流方向跟哪些因素有关？
可能与导体运动方向（切割磁感线的方向）有关。
可能与磁场方向（磁感线方向）有关。
感应电流方向与什么因素有关
导体运动方向 磁极方向 指针偏转方向
导体向右 N在上
导体向左 N在上
导体向右 S在上
导体向左 S在上
【实验过程】：
指针向右
指针向右
指针向左
指针向左
【实验结论】：
4、感应电流的方向与 和
有关；
改变其中的一个，电流方向 ；
若同时改变这两个方向，电流方向 。
磁场方向
导体运动方向
改变
不变
判定定则：
右手定则
1、伸开右手，拇指与四指垂直。
2、让磁感线垂直穿过手心。
3、拇指所指方向就是导体切割磁感线运动方向。
4、那么四指所指的方向就是感应电流的方向。
知识拓展
5、电磁感应现象中能量转化
电磁感应现象中，移动导体切割磁感线时消耗了 能，在闭合电路中产生了 能。
机械
电
机械能转化为电能。
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？
用右图实验装置实验。
1、分别慢速与快速切割磁感线，观察感应电流的大小。
2、换用磁性明显比原磁体强的磁体，保证导线同样快速垂直切割磁感线，观察感应电流的大小。
电磁感应
法拉第
发现电磁感应现象
感
应
电
流
1、产生感应电流的条件
电路闭合
一部分导体
导体作切割磁感线运动
2、影响感应电流方向的因素
磁场方向
导体切割磁感线的运动方向
3、影响感应电流大小的因素
能量转化：
机械能转化为电能
课堂小结
电磁感应的涵义
5.请判断:
(1)、导体在磁场中运动一定会产生感应电流（ ）
(2)、导体在磁场中做切割磁感线运动一定会产生感应电压（ ）
(3)、闭合导体在磁场中做切割磁感线运动一定会产生感应电流（ ）
(4)、闭合导体的一部分在磁场中做切割磁感线运动一定会产生感应电流（ ）
×
×
×
√
6.判断下列现象中能否产生感应电流
d
a
b
c
B
d
a
b
c
C
d
a
b
c
A
有电流
没有电流
有电流
电动机的基本构造
电动机的原理：
利用通电线圈在磁场中受力转动的原理制成的
电能
机械能
机械能
？
电能
发电机
发电机是根据
电磁感应现象
原理工作的。
是机械能
转化为电能
的机器
线圈
圆环
电刷
磁体
交流发电机的工作原理
A
B
C
D
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c
d
a
b
c
d
周期性改变电流方向的电流叫做交流电
方向不变的电流叫直流电
线圈转动一圈，电流方向改变2次
（1）周期：完成一次周期性变化需要的时间（秒）
（2）频率：1秒内完成周期性变化的次数（赫兹）
问：生活用电的周期、频率、每秒方向改变次数
我国交流电周期是0.02秒，频率为50赫兹，每秒电流方向改变100次
实际使用的交流发电机（旋转磁场式）
1、组成：
定子——线圈；转子——电磁铁
原因：线圈匝数多，导线很粗，高速旋转困难；使用电磁铁可得到强磁场
2、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
发电机与电动机的比较
1、发电机的构造原则上和电动机是完全相同的
2、电动机是消耗电能而输出机械能;
发电机是消耗机械能而输出电能
3、电动机：利用通电线圈在磁场里转动的原理
发电机:利用电磁感应原理
可分为交流发电机和直流发电机两类。
电和磁的三大关系（三大原理）
1、电流能产生磁场
（电生磁）
A
B
2、磁场对电流会产生力的作用
G
G1
3、利用磁场可以获得电流（电磁感应）
（ 磁生电）
2、如图所示装置可探究感应电流产生的条件，
下面操作中能产生感应电流的是---------（ ）
A．保持磁铁静止，将导体棒ab上下移动
B．保持导体棒ab静止，将磁铁左右移动
C．保持导体棒ab静止，将磁铁上下移动
D．保持导体棒ab静止，将磁铁
沿导体棒ab方向前后移动
B
3、微风吊扇通电后扇叶转动，
此过程中 能转化为动能。拔下插头，在插头处接发光二极管，用手旋转叶片，发光二极管发光，这是 生电的现象，人们利用这一
原理制成了 （发电机/电动机）。
电
磁
发电机
4、在“探究感应电流的产生”的实验中。小颖同学的四次实验情况分别如图所示。
（1）有同学说：“只要闭合电路中的一部分导体在磁场中运动，就会产生感应电流。”你认为他的说法对吗？
，图 可支持你的结论。
（2）为了探究感应电流的方向跟磁场方向和导体运动方向之间的关系。A、根据图甲和图乙的实验现象可以得出的结论： 。
B、根据图乙和图丁的实验现象可以得出的结论：
。
不对
丙
感应电流的方向跟导体运动方向有关；
感应电流的方向跟磁场方向有关
再见