中小学教育资源及组卷应用平台
第4节 磁生电（第2课时）
【核心概念】
3.物质的运动与相互作用
【学习内容与要求】
3.2 电磁相互作用
通过实验了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。
【教学目标】
1.科学观念：认识交流发电机的结构和交流电，知道交流电和直流电的区别，知道我国交流电的周期和频率。
2.科学思维：分析交流发电机的工作原理，归纳交流电的电流方向变化规律，比较发电机和电动机的异同。
3.探究实践：观察交流发电机模型的结构和工作过程。
4.态度责任：体验科学发展给人类生活带来的巨大变化；培养热爱科学、崇尚科学的态度，初步具有创造发明的意识。
【教学思路】本节课通过“电磁感应现象”实验设问“要不断产生电流，怎么办？”，引入发电机。演示手摇交流发电机模型，归纳出周期性改变方向的电流是交流电。观察模型结构，交流发电机是由线圈和磁体组成，线圈在磁场中做切割磁感线运动，产生了感应电流。分析交流发电机的工作原理，归纳出线圈转一圈，电流方向改变2次。认识我国交流的周期和频率，每秒电流方向改变100次。比较发电机和电动机的异同。人类对电与磁现象的认识促进了科学技术的快速进步，改变了人们的生活方式和世界的面貌。
【教学过程】
教学环节 教学活动 设计意图
创设情境，明确问题 复习：电磁感应 设问：若要不断地产生电流，应该怎么办？ 视频：手摇发电机 闭合电路，线圈在磁场中转动，不断地做切割磁感线运动。 发电机是根据电磁感应原理制成的，是一种能把机械能转化为电能的装置。 电磁感应现象实验中的 电流是不连续的，而设问“产生连续的电流，怎么办？”符合学生的思维特点。
交流发电机 探索活动 [情景展示] 观察交流发电机工作时的现象。 [问题探究] 观察手摇发电机工作时灯的亮暗有什么变化？观察电流表指针的偏向有什么特点？ [思考交流] [归纳提升] 交流发电机就是根据电磁感应现象制成的。闭合回路的矩形线圈在磁场中不断地转动时，线圈中就有方向不断改变的感应电流产生。 手摇发电机发出的是一种大小和方向发生周期性变化的电流，这种电流叫交流电。 [问题探究] 什么是直流电？ [思考交流] [归纳提升] 交流电与由电池产生的电流是不同的，电池产生的电流方向不变，是直流电。 [问题探究]国家电网以交流电供电。我国交流电的电压、周期、频率分别是多少？ [思考交流] [归纳提升] 我国交流电的电压220V，周期0.02秒，频率50赫兹，每秒电流方向改变100次。 [问题探究] 观察手摇发电机，由哪几部分组成？ [思考交流] [归纳提升] 线圈和磁体组成，线圈通过两个铜圆环与外部电路相连。 通过观察分析归纳，有利于学生获得新知。
交流电 [情景展示] 分析交流发电机的工作过程 [问题探究] 线圈转一圈，电流方向改变几次？ [思考交流] [归纳提升] 线圈转动一圈，电流方向改变2次。周期性改变方向的电流叫交流电。 [问题探究] 根据图示描述交流发电机的工作原理。 [思考交流] [归纳提升] 线圈转动一周，电流方向改变两次。 [问题探究] 实际使用的大型交流发电机的结构与实验室里交流发电机的模型有所不同. [思考交流] [归纳提升] 实际的交流发电机是巨大线圈不动，磁体转动。 通过读图分析，培养学生的阅读分析，解决问题的能力。
比较发电机和电动机的异同。 [情景展示] 发电机和电动机 [问题探究] 比较发电机和电动机的异同。 [思考交流] [归纳提升]能。结构本质一样，能将发电机用作电动机，将电动机用作发电机。但原理不同。 思考与讨论 交流电与直流电有什么不同？通过查阅资料，了解为什么平时我们用得最多的是交流电而不是直流电。 参考： 交流电可以轻松通过变压器升高或降低电压，在长距离输电中占有明显优势。 [问题探究] 简单介绍电磁波的发现。 [思考交流] [归纳提升]奥斯特发现电可以产生磁，法拉第发现磁又可以产生电。根据这个原理，英国物理学家麦克斯韦(J.C.Maxwell)于1865年预育了电磁波的存在。1887年，德国物理学家赫兹(H.R.Henz)用实验证实了电磁波的存在我们现在知道，无线电波、微波、红外线、紫外线和X射线等都是电磁波。 科学·技术·社会·环境 电与磁发展的历程 磁 →电生磁→磁生电→发电机→电磁波→无线通讯→ 进一步领悟电与磁的相互联系。 科学史的学习
板书设计
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
第4节 磁生电（第2课时）
核心概念聚焦
1.有一种佩戴在手腕上的“计步器”，其构造是在一段塑料管中密封一小块磁铁，管外缠绕
着线圈。运动时，线圈的输出电流随之不停地变化，显示出运动步数。“计步器”的基
本原理与下列图中的哪一幅图相同( )
A. B. C. D.
2.关于交流电和直流电，下列说法中正确的是（ ）
A.交流发电机线圈中和外部电路中都是交流电 B.我国交流电的频率是220赫兹
C.直流发电机线圈和外部电路中都是直流电 D.大小与方向均保持不变的是直流电
3.小明以塑料管为连接轴将两个玩具电机的转轴连接起来，并连接如图所示的电路，开关S
闭合后，灯泡发光。下列说法不正确的是（ ）
A.甲、乙电机转动 B.甲电机相当于发电机
C.乙电机相当于电动机
D.将电源正、负极对调，灯泡亮度发生改变
4.如图甲为手摇交流发电机的模型，摇动手柄会看到小灯泡发光，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）某同学在摇动手柄时，逐渐加速，观察到灯泡越来越 （填
“亮”或“暗”）。
（3）在发电机和小灯泡的电路里 （填“串联”或“并联”）
一个电流表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，才能明显的观察到小量程电流表
的指针 （选填“左右晃动”或“向一侧摆动”），从而说明发出来的是交流电。
5.如图所示为发电机工作原理图。
（1）放在水平方向磁场中的矩形线圈逆时针方向转动，当转动到甲图位置时，由于线框
磁感线，因而电路中 ，当转到乙、丁两图的位置时，由于ab边切割
磁感线的方向 ，因而外电路中的电流方向 。
（2）线圈转动一周，电流方向改变 次，这种周期性改变方向的电流叫 电。
核心素养提升
6.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.若将图l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
7.同学们做实验的装置如图所示，闭合开关，先将导体ab水
平向右移动，导体cd也随之运动起来。可知：实验装置左
侧运用的原理是 ；写出用右侧实验装置原理制
成的一种设备 (举—个实例)。
8.人类对电与磁的认识促进了科学技术的快速进步，改变了人们的生活方式和世界的面貌。
（1）公元1世纪初，东汉学者王充在《论衡》中写到“司南之杓，投之于地，其柢指南”。
其原理是______。
（2）奥斯特实验中，当直导线通电时，你能观察到的现象是______。
（3）下列有关法拉第发电机的说法正确的是______。
A.发电机实现了机械能向电能的转化
B.感应电流的方向跟导体的运动方向和磁场方向有关
C.感应电流的大小与导体切割磁感线的速度及磁场强弱有关
创新素养应用
9.在物理学历史上研究电和磁的关系时，经历了如下过程（将空格部分填写完整）：
（1）1820年丹麦物理学家奥斯特发现了电流的 效应，不少物理学家都在思考：既
然电能生磁，那么磁能否生电？
（2）物理学家法拉第设计了一种如图所示磁生电的方案：
图中圆形铁芯两边各缠绕许多匝绝缘导线，左边与
一直流电路相连，右边与一灵敏电流表相连。根据
此电路图回答下列问题：（以下三问选填“偏转”
或“不偏转”）当闭合开关S瞬间，右边灵敏电流表指针将 ；闭合开关S后，
把滑动变阻器的滑动触头保持不变，右边灵敏电流表指针将 ；闭合开关S
后，把滑动变阻器的滑动触头向右移过程中，右边灵敏电流表指针将 。
参考答案
1.B 2.A 3.D
4.（1）电磁感应 机械 电 （2）亮 （3）串联 慢慢 左右晃动
5.（1）没有切割 没有电流 相反 相反 （2）2 交流
6.D
7.电磁感应 电动机
8.（1）司南勺子是磁石琢磨而成的，它受地球磁场作用，静止时它的勺柄指向南方 （2）小磁针发生偏转 （3）ABC
9.（1）磁 （2）偏转 不偏转 偏转
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)(共25张PPT)
第4节 磁生电
（第2课时）
浙教版 八年级下
创设情境
若要不断地产生电流，应该怎么办？
闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线运动时，导体中就会产生电流。
闭合电路，线圈在磁场中转动，不断地做切割磁感线运动。
发电机是根据电磁感应原理制成的，是一种能把机械能转化为电能的装置。
探究实践
把手摇发电机与电流表连接起来，如图3.4-3所示。转动手摇发电机的线圈，可以看到电流表的指针 ________________，说明发电机产生的电流方向是_________的。
左右摆动
变化的
还可以看到电流表的指针摆动幅度______，说明发电机产生的电流大小是_____ 的。
改变
改变
手摇发电机发出的是一种大小和方向发生周期性变化的电流，这种电流叫交流电。
结论：
探索活动
学生电源
探究实践
交流电与由电池产生的电流是不同的：
电池产生的电流方向不变，是直流电。
直流电
交流电
探究实践
国家电网以交流电供电。我国的交流电：
家庭电路电压：
220V
周期:
0.02秒
频率:
50赫兹，
线圈转动一周的时间，
每秒中线圈转动的周数，
每秒中线圈转动的50周。
50赫兹，每秒出现50个周期
每秒电流方向改变多少次？
一个周期，电流方向改变2次
每秒钟电流方向改变100次。
探究实践
交流发电机的构造：
定子
转子
圆环
电刷
磁体
线圈
发电机由转子（线圈）和定子（磁体）组成。
当线圈转动时，产生的感应电流是交流电。
探究实践
甲
乙
丙
丁
交流发电机的工作原理：
ab和cd边的运动方向与磁场平行（不切割磁感线），线圈中没有电流。
ab和cd边的运动方向与磁场垂直（切割磁感线），线圈中有电流，外部电流方向从A电刷到B电刷。
ab和cd边的运动方向与（甲）中相反，与磁场平行（不切割磁感线），线圈中没有电流。
ab和cd边的运动方向与（乙）中相反，与磁场垂直（切割磁感线），线圈中有电流，外部电流方向从B电刷到A电刷。
探究实践
甲
乙
丙
丁
线圈转动一周
线圈转动一周，电流方向改变次数：
前半周：
甲→乙→丙
交流电
线圈中电流b→a，d→c
外部电流电刷A→B
线圈中电流a→b，c→d
外部电流电刷A→B
后半周：
丙→丁→甲
线圈转动一周，电流方向改变两次。
探究实践
实际使用的大型交流发电机的结构与实验室里交流发电机的模型有所不同：
手摇发电机
大型交流发电机组
定子是永磁体；转子是线圈，由手摇来带动。
定子是巨大的线圈；转子是电磁铁代替永久磁铁，由水轮机、汽轮机或内燃机来带动。
探究实践
1.若将交流发电机的两铜环改成换向器，则电流方向如何变化？
线圈中和外部电路都是交流电。
线圈中是交流电，外部电路是直流电。
思考与讨论
探究实践
2.比较甲乙两种装置的相同点和不同点。
甲 乙
相同点：
都由磁体和线圈组成。
不同点：
①甲是发电机，乙是电动机；
②甲的原理是电磁感应，乙原理是磁场对电流有的力作用。
思考与讨论
探究实践
3.能否将发电机用作电动机，将电动机用作发电机？
能。结构本质一样，能将发电机用作电动机，将电动机用作发电机。
旋转电动机的磁体就可以产生电。
思考与讨论
探究实践
思考与讨论
交流电与直流电有什么不同？通过查阅资料，了解为什么平时我们用得最多的是交流电而不是直流电。
概念 工作原理
应用场景
交流电
直流电
电流的方向和大小都周期性变化的电流
电流的方向和大小均恒定不变的电流
电磁感应
由电池通过化学反
应产生恒定的电流
家庭、工业和商业
的主要电力来源
电子设备、电动车辆、储能系统
交流电可以轻松通过变压器升高或降低电压，在长距离输电中占有明显优势。
探究实践
电生磁
磁生电
法拉第
英国物理学家麦克斯韦(J.C.Maxwell)于1865年预言了电磁波的存在。
1887年，德国物理学家赫兹(H.R.Henz)用实验证实了电磁波的存在。
我们现在知道，无线电波、微波、红外线、紫外线和X射线等都是电磁波。
预言
证实
奥斯特发现电可以产生磁，法拉第发现磁又可以产生电。
探究实践
科学阅读
法拉第
法拉第生于铁匠家庭，家境贫寒，没有受过正规的学校教育。少年时代，他在伦敦一家装订厂当帮工，使他有机会阅读大量的种技书籍。他用自己微薄的工资买了一些实验仪器来验证书本上的知识。法拉第的勤奋与好学得到了著名科学家戴维的赏识，1813年，他成为戴维的助手。从此，法拉第开始了他终生的科学研究工作。
法拉第
法拉第对科学贡献巨大。他发现了使气体变成液体的加压液化法；发现了电磁感应定律，制造了世界上第一台发电机；提出了电与磁相互联系的观点，创立了电磁理论的基础；发现了电解定律，建立了电与化学的联系；证明了摩擦电、温差电、伽伐尼电、伏打电和感应电的本质是相同的.....
法拉第把一生献给了种学事业。生活在电气化时代的我们，应该永远缅怀法拉第。
科学·技术·社会·环境
探究实践
电与磁发展的历程
公元前 6 世纪，人们发现了磁现象。在古代中国和古希腊，都有关于磁现象的记载。
公元前 3 世纪，我国就有司南（指南针）的记载。我国也是最早把指南针用于航海的国家。
1600年，英国医生吉尔伯特发表《论磁》，建立了磁学，并指出地球是一个巨大磁体。
1820年， 奥斯特发现了电流的磁效应：电流能够产生磁场。揭开了电与磁之间的相互联系。
1831年， 法拉第发现了电磁感应现象。基于感应电流的知识，电动机和发电机的制造才成为可能，为第二次技术革命奠定了基础。
1866年， 西门子发明了自激式发电机，使人 类 获 得 了 廉 价 电 能，这标志着人类社会进入电气化时代。
人类对电与磁现象的认识促进了科学技术的快速进步，改变了人们的生活方式和世界的面貌。
探究实践
1873年， 麦 克 斯 韦
完成《电磁通论》，建立
了统一的电磁场的理论，
预言了电磁波的存在，揭
示了电、磁、光现象在本
质上的统一性。
1887年，赫兹用实
验证实了电磁波的存在。
1888年，赫兹用实验证
实了电磁波和光波的同
一性。
1901年，马可尼成功
实现了跨越大西洋的无线
电通信。20世纪，无线电
广播、电视、卫星通信等
新技术得到了迅速的发展。
20世纪50年代以后，
晶体管的发明和集成电路
的制造成功，实现了电子
器材小型化，使人类进入
了信息化时代。
20世纪50年代，磁
记录信息技术出现。目
前，磁存储是信息存储的重要方式。
20世 纪 80年 代，磁
共振技术出现并应用于医
学诊断。21世纪初，磁悬
浮列车进入商业化运行。
1.如图所示为发电机工作原理，下列有关说法正确的是( )
A. 当发电机工作时，电流始终从电刷A流向电刷B
B. 当磁极不动，线圈反转时，线圈中的电流方向也跟着反向
C. 当线圈不动，磁极转动时，不会有感应电流产生
D. 发电机线圈每转过一圈，电流的方向改变一次
B
迁移应用
2.如图所示的是直流发电机的工作原理图，关于直流发电机下列说法中正确的是( )
A．图中的E、F称为换向器，它的作用是改变
线圈中的电流方向
B．直流发电机线圈内产生的是直流电，供给外
部电路的也是直流电
C．它是利用通电线圈在磁场中受到力的作用而转动的原理工作的
D．直流发电机线圈内产生的是交流电，供给外部电路的是直流电
D
迁移应用
3.如图甲所示，转动发电机的摇把，灯泡发光，这种线圈在磁场中转动时产生电流的现象叫 ；图乙中把两个发光二极管极性相反地并联起来，与发电机串联，转动摇把，两个二极管交替发光，说明电路中产生的是 。
甲 乙
电磁感应
交流电
迁移应用
迁移应用
4.小明以塑料管为连接轴将两个玩具电机的转轴连接起来，并连接如图所示的电路，开关S闭合后，灯泡发光。下列说法不正确的是（ ）
A.甲、乙电机转动
B.甲电机相当于发电机
C.乙电机相当于电动机
D.将电源正、负极对调，灯泡亮度发生改变
D
迁移应用
5.如图所示，对下列三种机械说法正确的是( )
A.甲是直流发电机 B.乙是交流发电机
C.丙是交流发电机 D.丙是直流电动机
B
板书设计
第4节 磁生电（第2课时）
交流发电机
原理：电磁感应
结构：线圈和磁体
我国交流电：周期0.02秒，频率50赫兹
发电机可用作电动机
工作过程 ：线圈转一周，电流方向改变2次→交流电
结构相同，原理不同
电动机可用作发电机
谢谢
21世纪教育网（www.21cnjy.com)
中小学教育资源网站
兼职招聘：
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/admin
