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人教版物理九年级全一册
第二十章
电与磁
第5节
磁生电
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。
风力发电
水力发电
火力发电
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呢？
什么情况下磁场里的导线中能够产生电流?
如图,在蹄形磁体的磁场中放置一根导线,导线的
两端跟电流表连接。
导线跟电流表组成了闭合回路。怎样才能使
回路中产生电流?可以进行各种尝试,例如：
让导线在磁场中静止,换用不同强度的永磁体;
让导线在磁场中静止,但不用单根导线,而用匝数很多的线圈使导线在磁场中沿不同方向运动;
……
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,表达起来可能会方便些。我们把这种运动叫做切割磁感线运动。
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就产生电流。这种由于导体在磁场中运动而产生电流的现象叫做电磁感应，产生的电流叫做感应电流。
产生感应电流应具备哪些条件？导体在磁场中做切割磁感线运动时能量是怎样转化的？
产生感应电流应具备的条件：①电路必须闭合；②导体必须做切割磁感线运动。
机械能转化为电能。
发电机（话筒、刷卡机）是利用电磁感应原理制成的。它工作时把机械能转化为电能。
1.观察模型式手摇发电机的构造
磁极是什么形状的?线圈是通过哪些装置和灯泡连接起来的?摇把是通过什么带动线圈转起来的?
2.观察发电机转速对小灯泡亮度的影响
取下电流表,但仍然保持小灯泡和发电机连接。用不同速度动转轮,观察灯泡亮度的变化。
3.检验手摇发电机电流方向的变化
把两个发光二极极性相反地并联起来,并
与发电机串联。转动摇把,观察二极管的发光情况。
线圈在磁场中往复转动,电流表指针来回摆动,表明电路中产生的是交变电流,简称交流。线圈转动一周，电流方向变化两次。
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。我国电网以交流供电,频率为50Hz。即1s电流方向变化100次。
在发电机中,用连续转动的线圈代替往复运动的导线。为了把线圈中产生的感应电流输送给用电器,还要用铜环和电刷把线圈和用电器连接起来。
大型发电机由转子和定子两部分组成。
大型发电机安装转子
大型发电机
大型发电机一般采取线圈不动、磁极旋转的方式来发电。
找一找，下面哪几幅是电动机的原理图？哪几幅是发电机的原理图？你能找出它们的不同点吗？
第1、2、3幅是电动机的原理图。第4、5、6幅是发电机的原理图。不同点：有电源，电动机；无电源，发电机。
动手动脑学物理第1—6题。
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?
2.发机的主要结构是什么?它的电能从哪里来?又到哪里去?
发电机主要由定子和转子两部分组成,它的电能是由其他形式的能转化来的,这些电能又转化为其他形式的能被我们利用。
3.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?
手电筒灯泡的亮度基本不变。若手摇发电机线圈转动慢些,会发现灯泡的亮度随着线圈的转动忽亮忽暗地变化。
提示:手电筒中的电流是直流电,大小基本不变,所以手电筒灯泡的亮度基本不变。而手摇发电机线圈转动时发出的是交变电流,电流大小、方向发生周期性变化,如果线圈转动慢些,就会发现灯泡忽亮忽暗的。
4.当你唱卡拉OK时,要用到话筒（麦克风)。话筒的种类很多,图20.5-11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。
当人说话发出的声波使金属膜片振动时,连接在膜片上的线圈随着一起在永久磁体的磁场里振动,切割磁感线,从而产生感应电流。感应电流的大小和方向都随着声音的变化而变化。这个信号电流经扩音机放大后传给扬声器,从扬声器中就发出放大的声音。
5.我国供生产和生活用的交变电流,频率是多少?电流方向在每秒内变化几次?
6.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?
我国供生产和生活用的交变电流的频率为50Hz。因在一个周期内电流方向改变两次,所以1s内电流方向改变100次。
汽车、拖拉机上有发电机,它们靠内燃机带动。内燃机把汽油、柴油等的化学能转化成机械能,发电机把机械能转化成电能。家庭小型风力发电机靠风的机械能带动发电机发电。有些自行车上有小型发电机,它利用车轮运动的机械能带动发电机发电。
B
1.(2020·西藏)如图甲、乙分别是动圈式话筒的实物图和构造示意图，当你对着话筒说话时，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。以下四幅图中，与动圈式话筒工作原理相同的是（?
）
2.(2020·烟台)如图所示，四幅图能说明发电机工作原理的是（??）
A
3.(2020·鞍山)如图所示的四个实验中，能够说明电动机工作原理的是（?
）
4.(2020·内江)下列器件中，利用电磁感应现象来工作的是（?
）
C
A
5.?(2020·百色)?用如图所示的装置探究电磁感应现象，下列操作使电流表指针发生偏转的是（??
）
A.保持磁体和导体AB静止
B.保持磁体静止，导体AB竖直向上运动
C.保持导体AB静止，磁体水平向右运动
D.保持导体AB静止，磁体竖直向上运动
6.(2020·泸州)公交IC卡是我市市民出行的好帮手。IC卡在刷卡机上刷过时，刷卡机的检测器就会产生感应电流，便可读出IC卡上的信息。下列图中各电器的工作原理与IC卡刷卡时原理相同的是（?
）
C
C
7.(2020·河池)使电动机线圈能够持续转动下去的装置叫做______；闭合电路的一部分导体在磁场里做______磁感线的运动时，导体中就会产生电流。
8.(2020·自贡)闭合电路的一部分导体在磁场中作切割磁感线运动时，导体中就会产生电流。这种利用磁场产生电流的现象叫做_______现象。利用这一现象，人们发明了_______（选填“电动机”或“发电机”）。
9.(2020·菏泽)如图所示的装置可以说明_____机的工作原理，开关闭合后，当导体棒ab在磁场中竖直上下运动时，灵敏电流表的指针____（选填“能”或“不能”）发生偏转。
换向器
切割
电磁感应
发电机
发电
不能
10.(2020·南宁)某款新型魔方充电器，转动魔方就能产生电能，并储存于方内，它的工作原理跟________（选填“发电机”或“电动机”）相同?当魔方给移动设备充电时，它相当于电路中的______（选填“电源”或“用电器”）
11.(2020·广州)如图所示a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分，以下选项中能让a在磁场中水平方向左右运动时产生感应电流的有_______。
发电机
电源
丙和丁
这节课你有哪些收获？
1、英国物理学家法拉第在1831年发现了磁可以生电。（电磁感应现象）
2、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象叫做电磁感应。产生的电流叫做感应电流。
3、产生感应电流的条件：①电路必须闭合；②导体必须做切割磁感线运动。
4、发电机（话筒）是利用电磁感应现象的原理制成的。它工作时把机械能转化为电能。
5、区分电动机和发电机原理图的方法：“有电源，电动机；无电源，发电机”）
1、英国物理学家法拉第在1831年发现了磁可以生电。（电磁感应现象）
2、闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时产生电流的现象叫做电磁感应。产生的电流叫做感应电流。
3、产生感应电流的条件：①电路必须闭合；②导体必须做切割磁感线运动。
4、发电机（话筒）是利用电磁感应现象的原理制成的。它工作时把机械能转化为电能。
5、区分电动机和发电机原理图的方法：“有电源，电动机；无电源，发电机”）
完成练习册上第5节
磁生电的练习题。
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