九年级物理全一册人教版课件 第20章 第五节 磁生电（55张）

磁生电
教学目标
通过实验，探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的
条件。
了解电磁感应在生产、生活中的应用。
了解发电机的原理，知道发电机工作过程中的能量转化。
教学重点
通过探究实验来认识电磁感应现象，并发现磁生电的条件。
产生感应电流的条件。
教学难点
知识回顾：
电
动
机
磁场对通电
导线的作用：
电动机：
磁场对通电导线有力的作用
与电流方向和磁场方向有关
基本构造：
转子、定 子
工作原理：
通电线圈在磁场中受力而转动
能量转化：
电能转化为机械能
风力发电：风车带动发电机
火力发电：汽轮机带动发电机
水力发电：水轮机带动发电机
? ? ? ?无论是火力发电、水力发电还是风力发电，都是通过发电
机发电的。那么发电机是如何发电的？
奥斯特实验说明：_________导体周围存在磁场。
通电
既然电流能产生磁，那么磁能否产生电呢？
电
磁
?
探究什么情况下磁能生电
要探究磁生电需使用哪些器材？
①最方便获得的磁场用什么器材？
②要方便测出的电流用什么器材？
③要把电流表接入电路需要哪些器材？
磁铁
电流表
导线、开关
探究什么情况下磁能生电
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？
探究什么情况下磁能生电
如果电路中产生的电流太小，你有什么办法改进实验？
灵敏电流计
增强磁场
线圈
探究什么情况下磁能生电
导线运动情况：
静止
电流表指针摆动情况：
不动
探究什么情况下磁能生电
导线运动情况：
电流表指针摆动情况：
上下运动
不动
探究什么情况下磁能生电
导线运动情况：
电流表指针摆动情况：
左右运动
摆动
探究什么情况下磁能生电
导线运动情况：
电流表指针摆动情况：
斜向上下运动
摆动
探究什么情况下磁能生电
导线运动情况
电流表指针摆动情况
静止
不动
上下运动
不动
左右运动
摆动
左右斜向运动
摆动
如果把磁感线想象成一根根实实在在的线，把导线想象成
一把刀，你能说出磁场产生电流的条件吗？
电磁感应现象
_______电路的_________导体在磁场中做_______磁感线运动时，
导体中就产生电流，这是一种电磁感应现象。电路中产生的电
流叫做_________电流。
?
闭合
一部分
切割
感应
利用地球的磁场发电
我们能否利用地球的磁场发电？
产生感应电流的条件是什么？
磁生电
法拉第
法拉第（Michael Faraday，
1791—1867），英国物理学
家、化学家。
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。
安培“坐”失良机
众所周知，电磁感应现象是由著名的英国科学家法拉第在1831
年发现的。鲜为人知的是早在法拉第做出这一伟大发现之前的
1822年，法国科学家安培已经发现了一电流可以感应出另一电
流来。令人费解的是，安培在记述里作了轻率的结论：“感应能
产生电流这一事实，尽管本身很有趣，但它与电动力作用的总
体理论无关。”这一实验在当时未予公布。有史料表明，使他放
弃机会的，是他的心爱的理论──分子电流说，因为“分子电流
说”不能对该现象做出合理解释。他是物理学史上又一位“当真
理碰到鼻尖上的时候，还是没有得到真理”（恩格斯语）的人物。
科拉顿“跑”失良机
1825年，科拉顿做了这样一个实验，他将一个磁铁插入连有灵
敏电流计的螺旋线圈，来观察在线圈中是否有电流产生。但是
在实验时，科拉顿为了排除磁铁移动时对灵敏电流计的影响，
他通过很长的导线把接在螺旋线圈上的灵敏电流计放到另一间
房里他想，反正产生的电流应该是“稳定”的，插入磁铁后，如
果有电流，跑到另一间房里观察也来得及。就这样，科拉顿开
始了实验。然而，无论他跑得多快，他看到的电流计指针都是
指在“0”刻度的位置。
手摇发电机结构
观察模型式手摇发电机的构造：磁极是两个______形的,线圈是
通过________、_________和灯泡连接起来的，摇把是通过_______________带动线圈转起来的。
半圆
铜环
电刷
皮带传动装置
手摇发电机产生的电流
把手摇发电机与电流表连接起来，缓慢摇动手摇发电机，
电流表指针左右摆动，说明什么？
说明电动机产生的电流的方向是不断变化的。
取下电流表，但仍然保持小灯泡和发电机连接。用不同的
速度摇动转轮，灯泡亮度的怎样变化？
发电机线圈转得越快，小灯泡越亮。
手摇发电机产生的电流
把两个发光二极管极性相反地并联起来，并与发电机串联。
转动摇把，发现二极管交替发光，说明什么？
说明发电机提供的电流方向在不停
的改变。
手摇发电机
把两个发光二极管极性相反地并联起来，并与发电机串联。
转动摇把，为什么二极管交替发光？
交变电流
手摇发电机产生的电流是________电流，简称________。
在交变电流中，电流在每秒内周期性变化的次数叫做_______。
我国电网以交流供电，频率________赫兹。
交变
交流
频率
50
手摇发电机产生交流电的原因
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_______；当线圈在后半周转动时，切割磁感线方向相______，
电流表指针偏转方向相______。
电流
反
反
发电机的原理和能量转化
工作原理：
定子
转子
电磁感应现象
能量转化:
机械能转化为电能
结构:
转子、定子
实际发电机
实际的发电机比模型式发电机复杂得多，但仍是由_____子
（转动部分）和______子（固定部分）两部分组成的。大型
发电机发的电，电压很高、电流很强，一般采取_______不动、_______旋转的方式来发电，为了得到较强的磁场，要用
________代替永磁体。
转
定
线圈
磁极
电磁铁
实际发电机
实际发电机的构造是怎样的？
发电机和电动机相比
两者相同点：
1、构造相同。都由线圈、磁铁、铜环、电刷组成。
2、元件连接方式相同。各元件均以串联方式组成电路。
3、都受磁场方向影响，发电机中产生的电流方向与磁场方向
有关；电动机中线圈受力方向与 磁场方向有关。
发电机和电动机相比
两者不同点：
1、原理不同。发电机依据电磁感应现象制成；电动机根据通电
导体在磁场中受力运动原理制成。
2、工作目的和能的转化不同。发电机需外界做功将机械能转化
为电能；电动机对外做功把电能转化为机械能。
发电机和电动机相比
磁场
（产生）
电流
磁场
电流
（作用）
发电机
电动机
电和磁
电
磁
奥 斯 特 实 验
（应用：电磁铁）
磁 场 对 电 流 的 作 用
（应用：电动机）
电 磁 感 应 现 象
（应用：发电机）
电磁感应现象的应用
变压器
自行车测速器
不用电手电筒
磁带录放音原理
磁带上就附有一层________材料制
成的小颗粒。
硬磁性
磁带录放音原理
录音时，声音先转变成强弱变化的________，这样的电流通过录音磁头，
产生了强弱变化的_________。磁带划
过磁头时，磁带上的小颗粒被强弱不
同地__________，于是记录了一连串
有关磁性变化的信息。
电流
磁场
磁化
磁带录放音原理
放音时，磁带贴着放音磁头运动，磁
性强弱变化的磁带使放音磁头中产生
变化的____________，电流经放大后
使扬声器发声，这便“读”出了录音
带中记录的信息。
感应电流
磁带录放音原理
1、什么是硬磁性材料？
2、磁带的录放音原理是什么？
图中的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？
发电机的主要结构是什么？它的电能从哪里来？又到哪里去？
电池产生的电流方向不变，称为直流。观察手摇发电机灯泡的
发光与手电筒灯泡的发光，能看出它们有什么不同吗？
当你唱卡拉OK 时，要用到话筒（麦克风）。话筒的种类很
多，图是动圈式话筒构造示意图。当你对着话筒说话或唱歌
时，声音使膜片振动，与膜片相连的线圈也跟着一起振动，
线圈处在磁场中。把线圈两端的导线接入扩音机，就能通过
扬声器听到你说话的声音。请用“磁生电”具体说明动圈式
话筒的原理。
我国供生产和生活用的交流电，频率是多少？电流方向在每
秒内变化几次？
除了发电厂里有发电机外，还有哪些地方有发电机？尽可能
多地说出来。这些发电机是靠什么带动的？把什么能量转化
成了电能？
磁生电的条件是什么?
结论:______________的________________在磁场中做
　　?
? ? ? ?__________________运动时,导体中就产生电流。?
(2)思考:要产生感应电流需要满足哪些条件?
闭合电路
一部分导体
切割磁感线
答:①闭合电路,②一部分导体,③在磁场中做切割磁感线运
动。?
发现电流周围存在磁场的物理学家是（? ? ）
A.奥斯特? ?B.焦耳? ?C.法拉第? ?D.安培
A
下列设备中利用电磁感应原理的是：（? ?）
A.电磁铁? ?B.电磁继电器? ?C.电动机? ?D.发电机
D
发电机的构造主要由__________和__________组成,电能是由_________转化得来的。?
转子
定子
机械能
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
电动机线圈受力运动的方向，跟________方向和_________方向
有关 ；
导体中感应电流的方向,跟__________方向和_________方向有关。
电流
磁感线
导体运动
磁感线
产生感应电流的条件是什么？??
发电机的原理是什么？
电磁感应现象、发电机
总结
产
生
感
应
电
流
的
条
件
①
②
③
闭合电路；
一部分导体；
在磁场中做切割磁感线运动。
发电机
电
动
机
工作原理：
结构:
能量转化:
电磁感应现象
定子(不转动部分)和转子(转动的部分)
机械能转化为电能