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第5节 磁生电
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教学目标
电磁感应现象
发电机原理
学到什么
教学目标
1、知道电磁感应现象及产生感应电流的条件。
2、说出电磁感应现象中能量转化。
3、通过控制变量法研究影响感应电流大小的因素。
4、知道感应电流方向与什么因素有关。
5、知道交流发电机的工作原理。
6、知道交流电和直流电的区别，知道大型交流电动机的组成，知道我国交流电的周期和频率。
重点：电磁感应现象及产生感应电流的条件
难点：电磁感应，直流电动机和交流电动机的工作原理
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设问：
既然用电流能获得磁场，那么能否用磁场获得电流呢？
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问题：如何让磁场能产生电流？
实验：
假如我是法拉第……
实验需要哪些实验器材？
磁 铁 —— 提 供 磁 场
导 线 —— 电 流 的 载 体
灵敏电流计 —— 检验导体中电流的存在
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实验表格设计
次序 实验条件 现象
① 导体静止于磁场中
② 导体静止，增强磁场
③ 导体在磁场中上下运动
④ 导体在磁场中左右运动
⑤ 导体在磁场中斜向运动
无电流
无电流
无电流
有电流
有电流
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电磁感应：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，这种现象叫电磁感应。
感应电流：由于电磁感应产生的电流就叫做感应电流。
产生感应电流的条件：
1、导体要做切割磁感线运动。
2、做切割磁感线运动的只能是闭合电路的一部分导体。
实验结论
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讨论：什么时候既无感应电压又有无感应电流
导体没有作切割磁感线运动时，既无感应电流也无感应电压。
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讨论：什么时候有感应电压无感应电流
如果电路不闭合，导体作切割磁感线运动时，导体不会产生感应电流，但导体两端产生感应电压。
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英国科学家法拉第经过10年的研究，在1831年发现了磁生电的条件和规律，实现了他利用磁场获得电流的愿望。
法拉第发现了磁生电，导致了电能的大规模生产和利用，开辟了电气化的新纪元。
法拉第
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A插入B中会出现什么现象？
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探究：影响感应电流方向的因素
1、提出问题：
感应电流的方向和哪些因素有关？
2、建立猜想和假设：
可能与磁场方向有关
可能与导体的运动方向有关
3、设计实验方案：
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探究：影响感应电流方向的因素
表2：
闭合电路的一部分导体在磁场中
磁极位置
电流表指针偏转方向
向右切割磁感线
N上S下
N下S上
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探究：影响感应电流方向的因素
表1：
磁极位置
闭合电路的一部分导体在磁场中
电流表指针偏转方向
N上S下
向右切割磁感线
向左切割磁感线
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实验结论
电流中感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向和磁场的方向有关。
v
v
v
S
N
v
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磁感应现象的能量转化:
磁感应现象：机械能 电能
在电磁感应现象中，用机械力移动导体，使其做切割磁感线运动，消耗了机械能，但在闭合电路中产生了电流，获得了电能。
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探究：感应电流的大小
提出问题：
感应电流的大小与那些因素有关
建立假设：
1.导线切割磁感线的速度大小
2.导线切割磁感线的方向
3.永磁体的强度
4.切割导线的条数
5.切割的有效长度
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探究：感应电流的大小
实验设计和验证：控制变量法
实验结论：
导线切割的速度大，电流大；永磁铁的强度大，电流大；切割导线的条数多，电流大；切割的有效长度长，电流大。感应电流的大小与导线切割的速度方向无关。
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2.感应电流的方向与_____________
和________________有关。
导体运动方向
磁感线方向
1.导体在磁场里做切割磁感线运动，导体的两端将产生___________。
感应电压
3.在电磁感应现象中，导体切割磁感线运动时，产生了___________ 。由此可见，在电磁感应现象中，______能转化为______能。
感应电流
电
机械
例题：
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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
例题
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(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（ ）
是非题：
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对
错
对
错
1.如下图所示，要想此闭合电路中能产生感应电流，导体棒AB应该( )
A.竖直向下运动
B.水平向右运动
C.水平向外运动
练习
C
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2、下面的四个图中那些不会产生感应电流（ ）
（图中小圆表示闭合导体的一部分）
甲
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练习
手摇发电机
电流表的指针左右摆动，小灯泡发光。
——说明发电机产生电流的方向是不断变化的。
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发电机
发电机是机械能转化为电能的机器
发电机是根据电磁感应原理工作的
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发电机的构造
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发电机原理：电磁感应
矩形线圈、圆环、电刷、电流表组成了闭合电路。当线圈在磁场中转动时，切割磁感线，线圈中产生感应电流。
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线圈在磁场转动一周，感应电流方向改变两次。
①
②
③
④
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交流电
这种周期性改变方向的电流就是交流电。
从电池得到的电流的方向不变，通常叫做直流电。
我国交流电的周期是0、02秒，频率为50赫兹，即发电机线圈转一周用0.02秒，即1秒内线圈转50周，每秒出现50个周期，方向改变100次。
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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
实际使用的交流发电机（旋转磁场式）
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吊装大型发电机组转子
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发电机组
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宁波市镇海火电厂
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秦山核电站
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讨论:你能把交流发电机改装成直流发电机吗 如何改
把两个铜环换成换向器，使线圈中产生的交流电变为直流电供给外部电路。
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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。
发电机与电动机的比较
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1.周期性改变____的电流叫交流电，_____不变的电流叫直流电，发电机提供的是_____电，电池提供的是__ 电
2.我国的交流发电机的转子每秒转____周，即交流电的变化频率是____赫，因此交流电的方向每秒要改变___次。
方向
方向
交流
直流
50
50
100
练习
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3.发电机的主要构造分成____和____两部分，大型发电机的线圈作_____，电磁铁作_____。实用发电机的转子由水轮机、_____等带动旋转。
定子
转子
定子
转子
汽轮机
练习
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4.此装置是什么机器？工作原理是什么？工作时能量的转化情况怎样？
发电机
电磁感应原理
机械能转化为电能
练习
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5.我国使用的交流电的频率为50赫兹，在10秒内电流方向改变了（ ）
A、500次 B、50次
C、100次 D、1000次
D
练习
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6.交流发电机制造的原理是（ ）
A电流的磁效应
B电流的磁现象
C电磁感应现象
D电磁铁原理
C
练习
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6.交流发电机线圈内和外电路中的电流分别是（ ）
A、交流电和直流电
B交流电和交流电
C直流电和交流电
D直流电和直流电
B
练习
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再见
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