16.4电磁感应 发电机-课件--2025-2026学年（新教材）苏科版九年级物理下册（86页PPT）

(共86张PPT)
苏科版物理9年级下册培优精做课件16.4电磁感应发电机第十六章电和磁授课教师：Home .班级：9年级（*）班.时间：.1.电磁感应现象的发现
（1）发现：磁生电的规律（电磁感应定律）是英国物理
学家法拉第经过近10年的探索，于1831年发现的.
（2）意义：进一步揭示了电和磁之间的联系，根据这个
发现后来发明了发电机，使人类大规模用电成为可能，
开辟了电气化时代.
（3）电磁感应：利用磁场产生电流的现象叫作电磁感应，
电磁感应产生的电流叫作感应电流.
2.实验：探究感应电流产生的条件
提出 问题 导体在磁场中怎样运动才能使回路中产生感应
电流
设计实 验与制 订计划
设计实 验与制 订计划 将一根导体的两端用细导线悬挂起来，并与灵
敏电流计（因产生的感应电流很小，故用分度
值较小的灵敏电流计测量）、开关串联组成闭
合电路．将导体放在蹄形磁体的磁场中，如图
所示，探究导体在磁场中怎样运动时，才能在
电路中产生感应电流．（是否产生电流难以直
接观测，用灵敏电流计指针是否偏转来显示，
应用了转换法）
进行实 验与收 集证据 闭合开 关，使导 体静止在 磁场中， 发现灵敏 电流计的 指针不偏转. 闭合开 关，使导 体向右水 平运动,发 现灵敏电 流计的指 针偏转. 闭合开 关，使导 体竖直向 上运动,发 现灵敏电 流计的指 针不偏转. 断开开关，
使导体向右
水平运动,
发现灵敏电
流计的指针
不偏转.
进行实 验与收 集证据
分析与 论证 （1）比较甲、乙、丙，说明:闭合电路的一部分
导体在磁场中只有做切割磁感线运动时，才会
产生感应电流．当导体静止或沿着磁感线方向
运动时，不会产生感应电流．
（2）比较乙、丁，说明导体做切割磁感线运动
时，也不一定产生感应电流，只有当电路闭合
时，才会产生感应电流．
实验 结论 由上面的实验可以证明，产生感应电流的条件
（两个条件缺一不可）:（1）导体必须是闭合电
路的一部分；（2）导体必须做切割磁感线运动．
该实验中，探究了开关闭合与断开、部分导体切割与不
切割磁感线时的感应电流的产生与否的情况，从而得出
产生感应电流的条件.但是实验中没有考查磁场运动问题.
中考中也常会考查导体不动、磁场运动的情况.
在让导体切割磁感线的同时，也探究磁场运
动时的情况，如图所示.
将部分导体切割磁感线的运动与运动的相对
性相结合，起着跨学科应用物理知识的目的.
1．如图所示的是一条100多米长的网红“钢琴街”，“钢琴街”的主要部件由永磁体和线圈组成。当路人踩在琴键上时，下面的线圈中会产生电流，从而发出不同音调的声音，且对应的琴键还会发光。该“钢琴街”的工作原理与下列哪个选项的原理相同(　　)
返回
C
2． 导线a是闭合电路的一部分(图中的“○”为导线a的剖面图)。下列四个选项中不能产生感应电流的是(　　)
【点方法】产生感应电流的条件有三个：①闭合电路；②一部分导体；③切割磁感线运动。
返回
【答案】 A
3．[2025山西]小亮把旧电风扇中的电动机拆下来，将它与小灯泡连接成如图所示的闭合电路，在电机转轴一端插入细铁棒，快速转动铁棒，灯泡开始发光。下列说法正确的是(　　)
A．灯泡发光，说明该装置中一定有干电池
B．转动铁棒，电机线圈做切割磁感线运动
C．转动铁棒，电机就将电能转化为机械能
D．若铁棒反向转动，电路中不能产生电流
【点拨】由题干信息可知，电路中没有干电池，故A错误；此过程中，转动铁棒，电机线圈做切割磁感线运动，产生感应电流，电流通过小灯泡，使小灯泡发光，转动铁棒产生感应电流的过程中，机械能转化为电能，故B正确，C错误；若铁棒反向转动，电机线圈仍然可以做切割磁感线运动，产生感应电流，只是感应电流的方向发生了变化，故D错误。故选B。
返回
【答案】 B
3.正确理解产生感应电流的条件需注意以下几点
（1）电路必须是闭合的.如果电路没有闭合，即使有一部
分导体做切割磁感线运动，也不会产生感应电流.
（2）导体运动时与磁感线相交，则切割磁感线.“切割磁
感线运动”指的是导体与磁场有相对运动，它类似于用镰
刀割小麦，垂直切割或斜着切割都可以切断小麦.
（3）感应电流的大小与导体切割磁感线的速度、磁场的
强弱等因素有关，因此可以通过增大导体切割磁感线的
速度、换用磁性较强的磁体等方法来增大感应电流.
4.怎样改变感应电流的方向
运用控制变量法进行探究：探究导体切割磁感
线运动的方向对感应电流方向的影响时，控制磁场方向
不变；探究磁场方向对感应电流方向的影响时，控制导
体切割磁感线运动的方向不变.
实验 次序 开关 状态 磁场方向 灵敏电流计指针
的偏转方向
1 闭合 向下 向右 向左
2 闭合 向下 向左 向右
3 闭合 向上 向左 向左
感应电流的方向与导体切割磁感线运动的方向
和磁场方向有关.改变磁场方向或导体切割磁感线运动的
方向，感应电流的方向就会改变；若同时改变磁场方向
和导体切割磁感线运动的方向，感应电流的方向不变.
典例1 [昆山模拟] “探究什么情况下磁可以生电”的
实验中，同学们连接了如图甲所示的装置.
（1）实验中， 棒的材料可能是____（选填“铁”“铜”或
“陶瓷”）.
铜
[解析] 因为磁体能够吸引磁性材料（铁、钴、镍等），
所以通电导体不能用磁性材料制成，故不能选择铁棒进
行实验，而陶瓷是绝缘体，故 棒可能是铜棒.
（2）分析实验现象，小翔认为产生感应电流的条件之一
是电路中的部分导体必须左右运动，请你设计一种操作
方法让导体上下运动也能产生感应电流：_____________
_______.
将磁体两极水
平放置
（3）如图乙，在“摇绳发电”活动中，同学需沿______
（选填“东西”或“南北”）方向站立并摇绳，才能产生感应
电流.
东西
[解析] 地磁场的方向大致是沿南北方向的，要想摇绳时
让导线在地磁场中做切割磁感线运动，需沿东西方向站
立并摇绳，才能产生感应电流.
1.发电机的原理
发电机是利用电磁感应原理发电的.
2.发电机的结构
发电机由定子和转子两部分组成.小型发电机的定子是磁
体，转子是发电线圈.大型发电机多采用线圈不动、磁极
旋转的方式来发电.
3.观察手摇发电机发电
实验 目的 观察手摇发电机的发电情况.
实验 活动 （1）如图所示，观察到手摇发电机主要由磁体
和可以转动的线圈等组成.
（2）把一台手摇发电机与小灯泡串联在电路
中，摇动手柄，观察小灯泡是否发光.
（3）将小灯泡换成小量程电流表，缓慢地摇动
手柄，观察电流表指针的偏转情况.
实验 活动
实验 现象 摇动手柄时，小灯泡会发光，电流表的指针会周
期性地左右摆动.
实验 结论 手摇发电机的线圈在磁场中转动时能产生感应电
流，感应电流的大小与方向会发生周期性变化.
4.交流发电机的工作过程（ 线圈转动一圈，电流方向改
变两次）
工作过程 切割磁感线情况 产生感应电流情况
线圈中不产生
感应电流.
甲
工作过程 切割磁感线情况 产生感应电流
情况
线圈中不产生
感应电流.
甲
工作过程 切割磁感线情况 产生感应电流
情况
乙
工作过程 切割磁感线情况 产生感应电流
情况
线圈中不产生
感应电流.
丙
工作过程 切割磁感线情况 产生感应电流
情况
线圈中不产生
感应电流.
丙
工作过程 切割磁感线情况 产生感应电流
情况
切割磁感线产
生感应电流，
但电流方向与
图乙中的相反.
丁
工作过程 切割磁感线情况 产生感应电流
情况
丁
动圈式话筒
话筒（也称为传声器）的作用是把声音转换成电流.话筒种
类较多，其中动圈式话筒就是依据电磁感应原理制成的.
（1）动圈式话筒的构造如图所示.
（2）工作原理：当声音使膜片振动时，连在膜片上的线
圈（也叫作音圈）随着膜片一起振动，因为线圈处于永
磁体的磁场中，所以线圈会切割磁感线而产生感应电流
（电信号），感应电流的大小和方向随着声音的变化而
变化.这个电信号经放大后，通过扬声器还原成声音.
5.交流电与直流电
（1）交流电
线圈在磁场中转动时，产生的感应电流的大小和方向随
时间发生周期性变化，这种电流叫作交变电流.我们日常
生活中使用的交变电流每秒完成50个周期性变化，即频
率为，电流方向1秒里变化100次.
（2）直流电
电流方向不随时间改变的电流叫作直流电.
6.直流发电机
如果用两个半圆铜环组成的换向器来代替交流发电机上
的两个铜环（直流发电机与交流发电机的区别）
（如图所示），那么虽然线圈中产生的是交流电，但在
换向器的作用下输出的电流方向却保持不变，即输出的
是直流电.此时，该发电机为直流发电机.
电动机 发电机
构造 相同点 均由磁体、线圈等组成. 电动机 发电机
构造 不同点 需要换向器 （两个半圆 铜环），外 电路上有 电源. 用两个铜环和电刷
（交流发电机中与电刷相连
的是两个铜环，直流发电机
中与电刷相连的是两个半圆
铜环）连接电路，外电路上
无电源.
电动机 发电机
原理 相同点 转动方向均受磁场方向的影响. 不同点 原理是磁场对通电线圈的作用. 原理是电磁感应现象.
能量转化 电能转化为机械能. 机械能转化为电能.
在电路中的 作用 用电器 电源
区分电动机与发电机，要分清是运动产生电，
还是通电后运动，从而确定电能与机械能的转化；装置
方面，一个有电源，一个没有电源，电动机是通电而运
动，所以有电源的是电动机，而没电源的是发电机.
电能的输送
1.高压输电过程
发电厂 升压变压器 高压线路 降压变压器 工厂
或居民区用电.
2.变压器的工作原理
如图所示，变压器由两组线圈构成，变化的电流通过一
线圈产生变化的磁场，变化的磁场使另一线圈产生变化
的电流.变压器的工作原理是电磁感应，它能将输入变压
器的交流电压升高或降低.
3.高压输电的目的
高压输电可以在不减小输送功率的前提下，有效地减少
输送电流的大小，进而减小电热损失，降低电能损失
（由可知，一定时，增大 减小，又因为
,所以 减小）.
典例2 如图所示为物理实验室用的手摇发电机，某同学
把发电机跟小灯泡连接起来，进行了以下实验：
（1）摇动皮带轮使线圈在磁场中转动，看到小灯泡会发
光，这说明电路中有了______．
电流
[解析] 摇动皮带轮使线圈在磁场中转动，看到小灯泡会
发光，说明小灯泡中有电流通过.
（2）线圈转动时，小灯泡发光忽明忽暗，说明这个发电
机产生的电流的______是变化的，并且线圈转动越快，
小灯泡越亮，这说明电流的______跟线圈的转速有关．
大小
大小
[解析] 线圈转动时，小灯泡发光忽明忽暗，说明这个发
电机产生的电流的大小是变化的.线圈转动越快，小灯泡
越亮，说明电流的大小与线圈的转速有关．
4. 如图是实验室用的手摇发电机，快速摇动手摇发电机的手柄，小灯泡会发光，说明电路中产生了感应电流，发电机的原理是____________；
电磁感应
若在发电机和小灯泡的电路里串联一个小量程电流表，慢慢摇动手柄，观察到电流表的指针____________(填“左右摆动”或“向一侧摆动”)，这表明该发电机发出的电是________(填“直流电”或“交流电”)，我国日常生活中使用的是交变电流，它的频率是________Hz，周期是________s。
左右摆动
交流电
50
0.02
返回
5. 医生给心脏疾病患者做手术时需要利用电磁血流量计来检测血流速度，其示意图如图所示。使用时，将血管放置于两磁极之间，接线柱a、b与血管壁接触，就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度。电磁血流量计的工作原理与________(填“电动机”或“发电机”)的原理相似。图中若仅调换两磁极的位置，
则流过仪表电流的方向将______
(填“不变”或“改变”)。
发电机
改变
【点拨】由题知，血液流动就会有微弱电流流过仪表显示出血流速度，该过程中机械能转化为电能，这是电磁感应现象，其工作原理与发电机的原理相似；若仅调换两磁极的位置，磁场方向发生了变化，则感应电流的方向发生改变，流过仪表电流的方向将改变。
返回
6．如图所示，将一闭合铜环置于线圈上且使铁芯穿过其中，闭合开关S的瞬间，因铜环中产生感应电流，铜环会立刻向上跳起。若将铜环换成下列环，闭合开关S，也能向上跳起的是(　　)
A．闭合塑料环
B．未闭合铁环
C．闭合铝环
D．未闭合橡胶环
【点拨】闭合开关的瞬间，线圈周围产生磁场，闭合铜环中产生感应电流，因此闭合铜环周围也产生磁场，铜环与线圈产生的磁场由于相互排斥而使铜环向上跳起；A选项的塑料环、D选项的橡胶环均不是导体，B、D选项中环均未闭合，根据产生感应电流的条件可知，只有C选项满足条件，故ABD错误，C正确。
返回
【答案】 C
7．小德制作了如图甲所示的电磁跷跷板参加学校的科技节活动。该电磁跷跷板是在两端封闭的透明塑料管中放有一块磁性很强的磁体，塑料管外绕有金属丝作为线圈，在线圈两端并
联两只发光二极管
(符号： )，其
电路如图乙所示。
下列说法不正确的是(　　)
A．该装置发光的原理与发电机的工作原理一样
B．将塑料管上下翘动，磁体便在线圈中左右移动，两个发光二极管有可能会同时发光
C．塑料管上下翘动，磁体在线圈中左右移动时，将机械能转化为电能
D．塑料管上下翘动速度变大，发光二极管会变得更亮
【点拨】磁体在线圈中左右移动，会产生方向不同的电流，发光二极管具有单向导电性，不能同时发光，故B错误。故选B。
返回
【答案】 B
8．如图所示，水平放置的光滑金属导轨分别与电路连接，置于磁场中(用符号“×”表示磁场方向垂直于纸面向内)，三根相同的金属棒a、b、c和导轨紧密接触且可以自由滑动。
小德将金属棒a固定，闭合开关，金属棒b受到水平向右的磁场力作用。小荣用力拉着金属棒c水平向右运动，则(　　)
A．金属棒a不受磁场力
B．电阻R2中没有电流流过
C．金属棒c中有电流流过
D．金属棒a受到水平向左的磁场力作用
返回
【点拨】闭合开关，金属棒b受到水平向右的磁场力作用，b中电流方向与a中电流方向相同，所以a也会受到水平向右的磁场力的作用，故AD错误；小荣用力拉着金属棒c水平向右运动，金属棒c没有做切割磁感线运动，不会产生感应电流，所以c和R2中没有电流流过，故B正确，C错误。故选B。
【答案】 B
9. 物理老师课堂上组织大家做了有趣的“摇绳发电”实验。如图，他们将多股导线拧成了长约10 m的跳绳，将跳绳的两端与固定在地面上的灵敏电流表相连，当图中摇绳的男女同学按________(填“东西”“南北”或“任意”)方向站位摇绳时，灵敏电流表的指
针左右摆动的幅度较大。本实验的
原理是____________现象。
东西
电磁感应
【点拨】用多股导线做成跳绳，将跳绳的两端与固定在地面上的灵敏电流表相连，摇动“跳绳”时，导线在地球的地磁场中做切割磁感线运动，电路中会产生感应电流，这是利用了电磁感应现象。
返回
10．[2025成都]将两个玩具电动机M1、M2的转轴用塑料管连接起来，如图。闭合开关，小灯泡发光，原因是M1带动M2，让M2的线圈切割______________，产生感应电流。若只将电池的正、负极对调，闭合开关后M1的转动方向会________。
磁感线
改变
【点拨】闭合开关后，电池为M1提供电能，M1转动并通过塑料管带动M2转动，M2的线圈在磁场中做切割磁感线运动，从而产生感应电流，使小灯泡发光。电动机M1的转动方向与电流方向和磁场方向有关，只将电池正、负极对调，会改变电路中的电流方向，而磁场方向不变，所以M1的转动方向会改变。
返回
11．[2025无锡期末]如图所示，阴影区域有垂直于纸面的磁场，一封闭铜质圆形线框用细线悬挂，由左侧静止释放，线框以O点为圆心向下做圆弧运动，线框刚进入磁场时，其产生的感应电流方向和
受到磁场力的方向如图所示，当线框
离开磁场的过程中，受到磁场力的方
向与进入时______(填“相同”或“相反”)。
相同
返回
【点拨】根据题意可知，线框以O点为圆心向下做圆弧运动，线框刚进入磁场时，线框右侧部分产生的感应电流方向为沿线框向上，受到磁场力的方向水平向左；线框离开磁场的过程中，线框左侧部分切割磁感线的方向不变，因磁场方向不变，故线框左侧部分中的感应电流也是沿线圈向上；电流方向不变、磁场方向不变，所以铜质圆形线框受到的磁场力的方向与进入时相同。
12．[2025西安雁塔区期末]如图是手机无线充电的简化原理图。当充电器线圈接通交流电源之后，该线圈就会产生一个变化的磁场，当手机放在充电器上的时候，手机中的线圈就会产生感应电流实现无线充电。
(1)手机线圈中产生电流是利用________现象。
【点拨】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，会产生感应电流。所以手机线圈中产生电流是利用电磁感应现象。
电磁感应
(2)当充电器线圈中某一时刻的电流方向(俯视沿逆时针方向)如图所示，则图中充电线圈中心处B点的磁场方向是________(填“向上”或“向下”)的。
【点拨】电流从上往下看是逆时针转动，利用安培定则判断B点磁场方向是向上的。
向上
(3)与传统方式相比，这种充电方式的优点是：_______________________________________________。
【点拨】和传统充电相比，无线充电不需要数据线，所以使用方便、兼容性强、可以一对多进行充电。
使用方便、兼容性强、可以一对多进行充电(合理即可)
返回
13. 小德在做“探讨什么情况下磁可以生电”实验时，连接了如图所示的实验装置，PQ、MN为两平行金属导轨，水平放置，相距L，两导轨右侧连接定值电阻R，一金属棒垂直搁在两导轨上，与导轨接触良好，接触点分别为a、b。
现把该装置放入一大小、方向均不变的磁场区域内，用力F拉动金属棒沿导轨匀速运动时，在闭合回路可产生感应电流，当向右拉动金属棒时，通过金属棒的电流方向为a→b，忽略所有摩擦阻力和除R外其他电阻，则：
(1)当向左拉动金属棒时，通过金属棒的电流方向为________。
【点拨】由题意知，当向右拉动金属棒时，通过金属棒的电流方向为a→b，当向左拉动金属棒时，金属棒运动的方向改变，其他条件不变，通过金属棒的电流方向为b→a。
b→a
(2)当向右拉动金属棒时，金属棒相当于电源给电阻R供电，则此时金属棒的________(填“a”或“b”)端相当于电源的正极。
【点拨】当向右拉动金属棒时，通过金属棒的电流方向为a→b，在金属棒的外部电流的方向是b→a，因为在电源外部，电流的方向从电源的正极流向负极，所以b端相当于电源的正极。
b
(3)小德在做实验时，发现F的大小与PQ、MN的间距L、R阻值大小、金属棒运动速度和磁场大小等有关，在保持其他条件不变的情况下，分别改变L、R得到如表实验数据，请根据以下实验数据及你已有的数学、物理知识，写出F与L、R的关系式为：F＝________________。
F/N 0.1 0.4 0.9
L/m 0.2 0.4 0.6
F/N 0.8 0.4 0.2
R/Ω 0.1 0.2 0.4
返回