沪科版物理九年级下册18.2科学探究：怎样产生感应电流 课件（31张ppt）

课件31张PPT。科学探究：怎样产生感应电流第二节沪科版物理九年级下册实验的结论如果把电源“+”极与导线连接，可观察到的现象是____________,断开电路则可观察到_____________。?一、奥斯特实验奥斯特发现电流的磁效应后，许多科学家都在思索：既然电流能产生磁，那么磁能否产生电呢？　　英国物理学家法拉第在10年中做了多次探索，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。　　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，开辟了电气化的时代。1.产生持续电流的条件：一是需要电源；
二是电路要闭合。3.如何知道电路中是否有电流？在做“磁生电”研究前，你是否想过这些问题？用电流表测量2.能够产生、提供电能的装置是什么？电源。发电机是如何发电的呢？合作探究 1.从上表中我们发现电和磁有许多联系，既然电能产生磁场，那么能否利用磁场得到电呢？写出你的猜想和你猜想的依据，小组间交流。 2. 观察图20.5－1的实验“探究什么情况下磁可以产生电”。像图20.5－1那样组装电路，想一想：怎么判断导线中产生了电？ 在实验过程中，如果灵敏电流计的指针发生了偏转，则说明产生了电。实验探究提出问题1.什么情况下磁能生电 ？猜想2.要使磁生电须哪些器材？①实验室里什么器材有磁场？②要方便测出电流用什么器材？③要把电流表接入电路要哪些器材？导体怎样运动才会产生电流？磁场检测是否有电流闭合电路组成以上的电路，做各种尝试，看能否产生电流？如果不能，可能是因为什么？有可能是电流太小或方法不对。导体保持静止，换掉永磁体，使磁场增强，观察电流表中有无电流。调换磁极导线位置 3. 仔细分析上面能让灵敏电流计的指动起来的方法，说说它们的共同点的什么？ 导线的运动方向要与磁感线的方向有夹角（即导线要在磁场中做切割磁感线的运动）通过实验发现：当导线在磁场中运动时，电路中会产生电流。提出问题猜想、设计实验探究分析论证 实验结果分析：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，就有感应电流产生。 电磁感应现象
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割感线运动时，导体中就产生电流，这种现象叫电磁感应，产生的电流叫做感应电流。是不是导体在磁场中做什么样的运动都会产生电流呢？实验条件指针摆动情况实验电路图1开关断开，电路断路，
无论导线做何运动不摆动2345开关闭合，电路通路，
导线保持静止。不摆动开关闭合，电路通路，
部分导线只做上下运动。不摆动开关闭合，电路通路，
部分导线只做左右运动。摆动开关闭合，电路通路，部
分导线做左右斜向运动。摆动精讲点拨产生感应电流的条件：
闭合电路
导体的一部分导体
在磁场中做切割磁感线的运动。
这三个条件缺一不可。能量转化形式是机械能转化为电能。
产生感应电压的条件：
导体在磁场中做切割磁感线运动（你是如何理解感应电压的存在的？）在电磁感应现象中，消耗了机械能，但在闭合电路中产生了电流，获得了电能，实现了从机械能向电能的转化电磁感应实验（附方法：右手定则）导体在磁场中切割磁感线时,感应电流的方向跟什么有关?思考:1.当我们来回摆导线时，灵敏电流计的指针是怎么偏转的，这说明什么？ 灵敏电流计的指针来回偏转，这说明，导线的运动不同，产生的感应电流的方向也不同。2.如果我们保持导线的运动方向不变，能让指针向反方向偏转吗？说说你的做法？ 能，保持导线运动方向不动，改变磁感线的方向（磁极方向）。其他的结论结论：电路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。
思考：除了刚才的探究实验外，你还能设计出其他“磁生电”的实验吗？如果是因为电路中产生的电流太小，你有什么办法改进实验？检流计增强磁场线圈怎样让你的灵敏电流计的指针偏转的角度更大？再动手做一做，说一说你的做法？换用更强的磁场、让导线切割磁感线的运动速度更快等。感应电流的大小与那些因素有关？猜测：1.导线切割的速度3.永磁体的强度探究活动2.导线切割的速度的方向4.切割导线的条数5.切割导线的有效长度设计实验方案实验方法：控制变量法结论感应电流的大小与导线切割的速度、永磁铁的强度、切割导线的条数、切割导线的有效长度有关。感应电流的大小与导线切割的速度方向无关。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。法拉第的故事电磁感应现象的应用变压器不用电手电筒 法拉第继续做了大量的实验和进一步的研究。终于实现了转磁为电的理想，发明了发电机，变压器等设备，使人类从蒸汽时代进入电气时代。二、发电机科拉顿“跑失良机” 请帮科拉顿分析失败的原因，并为其改善实验方案。 （1）观察手摇发电机的构造；
（2）观察发电机对小灯泡亮度的影响；1．发电机发出的电流的大小和方向是变化的。（3）检验手摇发电机电流方向的变化。观看演示实验，把手摇发电机跟灯泡连接起来，转动手柄，你观察到什么现象，这说明什么？灯泡发光，这说明电路中有电流流过。在电路中接入电流表，再转动手柄，我们看到什么现象，这又说明什么？电流表的指针来回摆动，这说明电路中的电流方向是在不断改变的。使用不同速度转动手柄，观察灯泡的亮度，你发现什么？线圈转得越快速度越快，灯泡越亮，说明产生的电流越强在电路中并联二个发光二极管（让二极管的极性相反连接），转动手柄，观察到什么现象，这个现象说明什么？两个二极管轮流发光，说明电路中的电流方向在不断改变小结：这种方向不断发生改变的电流就是交流电。2.交流发电机基本结构交流电的产生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）等大型发电机由于电流较大，所以不能使用电刷，一般采用线圈不动、磁极旋转的方式来发电。为了得到较强的磁场，还要用电磁铁代替永磁体。（3）工作原理当线圈在前半周转动时，电流表指针偏转，表明电路中产生了电流；当线圈在后半周转动时，切割磁感线方向相反，电流表指针偏转方向相反。铜环电刷（4）发电机发电的过程是其他形式能转化为电能的过程。 交流发电机的工作原理：电磁感应现象。 交流电：周期性改变方向和大小的电流。直流电：电流方向不变的电流。线圈转动一圈，电流方向改变2次 ab和cd不断做切割磁感线运动，由于磁感线方向是不变的，而ab和cd的运动方向总是相反，并且不断改变，于是线圈和外部电路就有了方向不断改变的感应电流①②③④abdcAB交流电：周期性改变方向的电流大小的电流（AC）
直流电：方向不变的电流（DC）
交流电的周期：交流电完成一次周期性变化需要的时间符号: T 单位:秒 (s)
交流电的频率：交流在一秒内交流电完 成周期性变化的次数符号: f 单位:赫兹(Hz)
T=1/f f=1/T
我国交流电供电周期是0.02秒，频率为50赫兹。其意义是发电机线圈转一周用 0.02 秒，即1秒内线圈转50圈，交流电的电流方向改变100次。线圈转动一圈，电流方向改变2次。 交流发电机产生的电流是交变电流，简称交流利用铜环和电刷把线圈和用电器连接起来，对外输出电能。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。 即时练习1. 图20.5-10中的 a 表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分。它在磁场中按箭头方向运动时，在哪种情况下会产生感应电流？√√