20.6 磁生电（学案）人教版（2024）九年级全册

/ 让教学更有效 精品学案 | 物理学科
【学习目标】
1. 知道是谁发现的电磁感应现象
2. 知道样什么才叫做切割磁感线
3. 知道发电机的原理
4. 能区分发电机和电动机
5. 了解磁记录
【自主学习】
一、历史进程
奥斯特发现电流的磁效应之后，许多科学家都在思索用磁来生电的问题。英国物理学家、化学家法拉第在10年中作了多次探索，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。
二、磁生电
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 。这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫作 ，产生的电流叫作 。
注意：切割磁感线可以理解为需要把磁感线的“长度”切断。
三、发电机
导体切割磁感线会产生电流，人们可以根据这一原理制造发电机。如图所示的是实验室用的手摇发电机。把一台手摇发电机跟灯泡连接起来，使线圈在磁场中转动，可以看到灯泡发光。这表明，电路中有了电流。
如果把手摇发电机跟电流表连接起来，线圈在磁场中转动时，我们可以看到电流表的指针随着线圈的转动而左右摆动。这个现象表明，发电机发出的电流的大小和方向是 的。
四、交流与直流
（1）交流：如果导线左右往复运动，电流表指针来回摆动，电路中产生的是交变电流，简称交流。
（2）直流：之前我们学习的电路用电池供电，电路中的电流从电池的正极流向负极，方向不改变。这种电流叫作直流。
（3）交变电流的频率：交变电流的频率在数值上等于电流在每秒内周期性变化的次数。我国电网使用的交变电流的频率为50Hz。
五、发电机的工作原理图
①图甲和图丙中导线运动方向和磁感线方向平行，不切割磁感线，没有电流产生。
②图乙和丁中导线切割磁感线，有电流产生，但切割磁感线的方向相反，所以电流方向相反。每当经过磁感线与线圈平面垂直的位置时，线圈中的电流方向改变一次，线圈转一周，电流方向改变两次。
③线圈不停转动，产生的电流交替往复，形成持续的电流。
六、电动机与发电机的区别
电动机 发电机
结构 磁体＋线圈＋换向器 磁体＋线圈＋铜环
工作原理 磁场对通电线圈的作用 利用电磁感应现象
本质 磁场对电流有力的作用 磁生电（切割磁感线）
能量转化 电能转化为机械能 机械能转化为电能
应用 扬声器 线圈式话筒
动圈式话筒 电容式话筒
供电需求 无需外部电源 需48V幻象电源或电池
灵敏度 相对较低 高，能捕捉细微声音
高频响应 略逊，存在高频滚降 宽广且平直
耐用性 极强，耐摔抗压 较脆弱，适合录音棚
使用场景 舞台、现场、KTV 录音室、人声细节录制
【例1】新能源汽车作为我国新质生产力的杰出代表，各项技术均处于世界领先水平。其中一种能量回收技术，是当汽车在滑行或制动时，内部线圈切割磁感线产生感应电流，将机械能转化为电能。如图实验中工作原理与之相同的是（ ）
A． B． C． D．
【例2】如图甲所示，在学习“科学探究：怎样产生感应电流”一节时，教师将小电风扇插头处接上发光二极管，用手旋转叶片，二极管发光。小红同学对此实验印象深刻，她对比了课本上电动机工作原理图（图乙）和发电机工作原理图（图丁），发现结构上有很大的相似之处。结合所学知识，下列分析正确的是（　　）
A．通电后电动机线圈处于乙图位置时，线圈左右两侧受的力方向相反，是一对平衡力
B．图丙中线圈绕某一固定方向持续旋转时，通过灵敏电流计的电流方向是保持不变的
C．发电机线圈转到图丁位置时，线圈平面与磁感线平行，此时恰好不会产生感应电流
D．图戊中电池提供直流电，通过线圈电流方向是固定的，线圈在磁场中无法持续转动
【例3】一次科技活动中，青青同学制作了一个小玩具，如图所示。导体AB、CD水平放置在蹄形磁体的磁场中，拉动AB向左移动时，发现CD也向左移动，对此现象下列说法正确的是（ ）
A．此实验右侧装置用到了电磁感应原理
B．在此实验中，左侧装置相当于发电机，右侧装置相当于电动机
C．若将左侧实验装置中的磁体的N、S极倒置，拉动AB向左移动时，发现CD向左移动
D．若将右侧实验装置中的磁体的N、S极倒置，拉动AB向左移动时，发现CD向左移动
【例4】如图是动圈式话筒内部结构。对着话筒说话时，声带 发出声音，使膜片带动线圈做切割磁感线运动，产生的 进入扩音机，通过扬声器还原成声音，此时改变了声音的 （选填“音调”或“响度”）。线圈做切割磁感线运动的过程中，将 能转化为电能。
【例5】题图甲是 机的原理示意图，要使线圈持续转动，需要加装 ，图乙中的“○”表示导线，当它在磁场中逆时针转动时，没有感应电流产生的位置是 （选填图中序号）。
【课后巩固】
1．2025年3月14日，央视军事发布视频，展示了中国兵器装备建设工业自主研制的最新一代电磁枪，其原理主要是利用载流导体在磁场（固定线圈通电产生磁场）中受到的电磁力将弹丸发射出去。下列实验原理与电磁枪工作原理相同的是（　　）
A． B． C． D．
2．充电鞋垫利用脚跟起落驱动磁性转子旋转，线圈中就会产生电流，从而给鞋面上的电池充电，图中与充电鞋垫的工作原理相同的是（　　）
A． B． C． D．
3．如图所示，甲、乙、丙、丁是四幅实验图，下列说法正确的是（　　）
A．利用甲实验装置的原理可制成动圈式话筒 B．乙实验说明通电导体在磁场中受力的作用
C．根据图丙的实验原理可制成扬声器 D．丁实验说明同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引
4．如图，新能源汽车在进行无线充电时，受电线圈的工作原理与下列哪个实验的原理相同（　　）
A． B． C． D．
5．2024年春晚节目中，杭州宇树机器人扭秧歌的舞蹈大放异彩，其动力核心部件是直流电机，直流电机工作时，将电能转换成机械能。下列实验中，能说明电动机工作原理的是（　　）
A． B． C． D．
6．如图是一款“收音机钢笔”，当书写的时候，笔端摇摆产生电流，就能给钢笔的内置电池储存电能，同时供笔端微型收音机和扬声器工作。在繁重的学习中可以听听音乐，缓解学习的压力。关于“收音机钢笔”的说法正确的是（ ）
A．“产生电流”利用了电磁感应的原理
B．电磁感应现象由奥斯特首先发现
C．扬声器工作原理与发电机工作原理相同
D．“储存电能”时把化学能转化为电能
7．对于外地游客，旅游景区电动观光车是一种非常适合在海南岛使用的交通工具。电动观光车的主要部件是电动机，下列图片中，能够说明电动机工作原理的是（ ）
A． B． C． D．
8．关于电磁感应现象，下列说法正确的是（　　）
A．导体在磁场中运动就会产生感应电流
B．感应电流的方向与磁场方向无关
C．电磁感应现象是机械能转化为电能的过程
D．闭合电路的整个导体在磁场中运动一定产生感应电流
9．下图是某电路工作时的能量转化示意图，A、B是电路中的元件，C为一种能量形式。下列分析正确的是（　　）
A．A是电动机，B是开关，C为电能
B．A是电池，B是小灯泡，C为内能
C．A是电池，B是电动机，C为电能
D．A是电池，B是发电机，C为电能
11．如图所示，是生活、生产中用到的四种设备，其中，是利用电磁感应原理来工作的是（　　）
A．电磁铁 B．扬声器
C．麦克风 D．电铃
12．如图所示，用绝缘细线分别将铜棒ab、cd水平悬挂，置于两磁场方向竖直的U形磁铁间，两铜棒用导线连接构成一个闭合回路，则（ ）
A．ab快速左右移动，cd中没有电流通过
B．cd快速左右移动，ab受力方向不改变
C．cd快速竖直上下移动，ab中会有电流
D．ab快速竖直上下移动，cd不受磁场力
13．如图所示的是银行卡信息读卡器，将银行卡的磁条在读卡器的刷卡槽内快速刷过时，线圈中就会产生变化的电流，读卡器便可读出磁条上的信息。读卡器读出信息的原理是 ，生活中的 就是利用这一原理制成的。
14．手摇交流发电机的模型如图甲所示，摇动其手柄会看到小灯泡发光；交流发电机的原理如图乙所示。回答下列问题。
(1)发电机的工作原理是 ，发电时将 能转化为 能。
(2)图乙可用来演示发电机发出来的是交流电。演示时应 （选填“慢慢”或“快速”）摇动手柄，才能明显地观察到电流表的指针 （选填“左右摆动”或“向一侧摆动”），从而说明发出来的是交流电。
15．物理小组的同学们利用如图所示的实验装置，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。保持磁体不动，闭合开关，导体棒沿 （选填“上下”或“左右”）方向运动时，灵敏电流计的指针会发生偏转，此时 能转化为电能，生活中的 机就是根据这一原理制成的。
16．交流发电机的原理如图所示，导线AB在做 的运动，使闭合回路产生感应电流；图甲中，导线AB的电流由A流向B，当它转过半圈后，在图乙中时，导线AB的电流方向为 （选填“A到B”或“B到A”），在发电机发电时，把 能转化为 能。

15题图 16题图
17．物理老师课堂上组织大家做了有趣的“摇绳发电”实验，如图所示，他们将多股导线拧成了长约10m的跳绳，将跳绳的两端与固定在地面上的灵敏电流计相连，当图中摇绳的男女同学按东西方向站位摇绳时，灵敏电流计的指针左右摆动的幅度较大，本实验的实验原理是 现象。
18．赤道附近的地磁场的磁感线大致为南北方向且水平，小明在赤道附近把安装有灵敏电流计的闭合电路中的一部分导体棒（与竖直方向固定的导轨接触良好）以相同大小的速度做下列运动，能使灵敏电流计指针发生明显偏转的操作是图 （选填“甲”，“乙”或“甲和乙”）
17题图 18题图
19．如图所示，图甲是发电机原理的示意图，图乙中的“○”表示图甲中的导线（观察的视线沿导线由b往a看），在磁场中分别转动到1、2、3、4位置，则从1位置转到4位置的过程中，发电机产生的电流方向 （选填“会变化”或“不变”）。在1位置时，电路中 （选填“会”或“不会”）产生感应电流。
1．信用卡的磁条中有一个个连续的相反极性的磁化区，每个磁化区代表了二进制数1或0，用以储存信息。刷卡时，当磁条以某一速度拉过信用卡阅读器的检测头时，在检测头的线圈中会产生变化的电压（如图甲所示）。当信用卡磁条按图乙所示方向以该速度拉过阅读器的检测头时，在线圈中产生的电压随时间变化的关系正确的是（　　）
A． B．
C． D．
2．如图所示的装置，甲、乙两线圈分别悬挂在两个蹄形磁体的磁场中，通过导线连接构成闭合电路，推动甲线圈摆动切割磁感线，在闭合电路中产生 ，同时乙线圈会随之摆动，此时乙线圈相当于 （选填“电动机”或“发电机”）。如果只将乙线圈处的磁体两极位置对调，重复刚才操作，则乙线圈的摆动方向与之前
（选填“相同”或“相反”）。
3．如图所示，两光滑平行圆弧导轨竖直放置，下端与MN和PQ两根光滑平行水平导轨平滑连接，光滑水平导轨处在竖直向上的磁场之中。已知AB和CD是两根金属棒，初始时两金属棒处于静止状态。现让AB棒从圆弧导轨上离水平导轨一定高度由静止释放，当AB棒进入磁场时，CD棒开始向右运动（两棒未碰撞）。此时金属棒AB中 （选填“会”或“不会”）产生感应电流；金属棒CD从静止开始水平运动的原理和 （选填“发电机”或“电动机”）相同。若将磁场方向改为竖直向下，并固定CD棒在导轨上，再重复以上的实验操作，流过金属棒AB的电流方向 ，金属棒CD受到磁场力的方向 （后两空均选填“改变”或“不变”）。
【课后评价】
这节课我给自己☆☆☆☆☆颗星。试卷第1页，共3页
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【参考答案】
二、磁生电：电流 电磁感应 感应电流
三、发电机：变化
【例1】A 【例2】B 【例3】B
【例4】振动 感应电流 响度 机械
【例5】电动 换向器 1
课后巩固
基础过关
1．C 2．B 3．D 4．D 5．D 6．A 7．C 8．C 9．C 11．C 12．D
13．电磁感应现象 发电机
14．(1)电磁感应现象 机械 电；(2)慢慢 左右摆动
15．上下 机械 发电
16．切割磁感线 B到A 机械 电
17．电磁感应
18．甲
19．会变化 不会
能力提升
1．C
2．感应电流 电动机 相反
3．会 电动机 改变 不变
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